Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: A medição de tensão por ultrassom é baseada no princípio da acustoelasticidade que relaciona a deformação de um corpo submetido a um estado de tensão com a variação da velocidade de propagação de onda no corpo. A relação entre tensão e velocidade de onda é determinada pelo módulo de...

Resumo: A medição de tensão por ultrassom é baseada no princípio da acustoelasticidade que relaciona a deformação de um corpo submetido a um estado de tensão com a variação da velocidade de propagação de onda no corpo. A relação entre tensão e velocidade de onda é determinada pelo módulo de elasticidade e pela constante acustoelástica. Constantes acustoelásticas podem ser obtidas experimentalmente ou calculadas em função de constantes elásticas de segunda e terceira ordem. O objetivo deste trabalho é determinar as constantes elásticas que compõem a constante acustoelástica e avaliar a influência da anisotropia gerada por laminação no efeito acustoelástico para barras laminadas de liga de alumínio 7050 T7451. Constantes acustoelásticas e constantes elásticas de segunda e terceira ordem foram determinadas utilizando a técnica de ultrassom e considerando o material ortotrópico. Ondas longitudinais, cisalhantes e longitudinais criticamente refratadas (Lcr) foram utilizadas para as medições. O valor da constante acustoelástica obtido experimentalmente foi comparado com o valor calculado a partir das constantes elásticas medidas considerando o material isotrópico. O resultado da comparação mostrou que a diferença entre o valor da constante acustoelástica medido e calculado pode chegar a 7 %. Este resultado, além de indicar o grau de influência da anisotropia no efeito acustoelástico, pode ser utilizado como parâmetro de incerteza na medição de tensão quando é utilizada a constante acustoelástica para materiais isotrópicos, ao invés de ortotrópicos, calculada a partir de valores de constantes elásticas conhecidos

Abstract: The evaluation of stress with ultrasonic waves is based on the acoustoelastic theory, which relates the strain in a body under stress with changes in the velocity of a wave travelling through the body. The relation between stress and wave velocity is determined by elastic modulus and by...

Abstract: The evaluation of stress with ultrasonic waves is based on the acoustoelastic theory, which relates the strain in a body under stress with changes in the velocity of a wave travelling through the body. The relation between stress and wave velocity is determined by elastic modulus and by the acoustoelastic constant. Acoustoelastic constants can be experimentally measured or calculated from second and third order elastic constants. The aim of this work is to find the elastic constants that compose the acoustoelastic constant and evaluate the influence of anisotropy generated by rolling in the acoustoelastic effect for rolled bars of aluminum alloy 7050 T7451. Acoustoelastic constants and second and third order elastic constants were determined using ultrasonic techniques and considering the material as orthotropic. Longitudinal, shear, and critically refracted longitudinal waves (Lcr) were utilized in the experiments. The value of the acoustoelastic constant obtained experimentally was compared to the constant calculated using the elastic constants measured and considering the material as isotropic. The result of the comparison showed that the difference between the acoustoelastic constant measured and the calculated one can reach 7 %. In addition of indicating the influence of the anisotropy in the acoustoelastic effect, this result also can be used as an uncertainty parameter in evaluating stress using the acoustoelastic constant calculated using the elastic constants and considering the material isotropic, instead of orthotropic