Considerações de interesse sobre a avaliação em laboratório de elementos estruturais em situação de incêndio: contribuições à revisão da NBR 5628:2001

Existe um crescente interesse sobre a pesquisa sobre a segurança das estruturas em situação de incêndio no Brasil, mas ainda existem aspectos que carecem de discussão. A simulação e avaliação em laboratório de elementos estruturais em situação de incêndio é um desses aspectos, principalmente no que diz respeito à metodologia de ensaio. A norma técnica brasileira NBR 5628:2001 necessita de revisão com vistas à adaptação das metodologias internacionais à realidade brasileira ou, até mesmo, à definição de novas metodologias que considerem variáveis relevantes para o contexto local. Este trabalho apresenta um ponto de partida para essas discussões e reúne os parâmetros que norteiam os procedimentos metodológicos para a avaliação de elementos estruturais, em escala natural, com carga, e em situação de incêndio. Parâmetros de interesse como dimensões mínimas dos elementos, taxas de elevação de temperatura com o tempo, infraestrutura para o ensaio, instrumentação dos elementos estruturais, entre outros, são avaliados à luz da normalização nacional e internacional vigente. Espera-se que este trabalho forneça subsídios para a futura revisão da NBR 5628:2001 e estimule pesquisadores brasileiros a ingressar nessa nova e árdua linha de pesquisa.

Experimental and numerical analysis of dry contact in the pin on disc test

The reduction of friction and wear in systems presenting metal-to-metal contacts, as in several mechanical components, represents a traditional challenge in tribology. In this context, this work presents a computational study based on the linear Archard's wear law and finite element modeling (FEM), in order to analyze unlubricated sliding wear observed in typical pin on disc tests. Such modeling was developed using finite element software Abaqus® with 3-D deformable geometries and elastic–plastic material behavior for the contact surfaces. Archard's wear model was implemented into a FORTRAN user subroutine (UMESHMOTION) in order to describe sliding wear. Modeling of debris and oxide formation mechanisms was taken into account by the use of a global wear coefficient obtained from experimental measurements. Such implementation considers an incremental computation for surface wear based on the nodal displacements by means of adaptive mesh tools that rearrange local nodal positions. In this way, the worn track was obtained and new surface profile is integrated for mass loss assessments. This work also presents experimental pin on disc tests with AISI 4140 pins on rotating AISI H13 discs with normal loads of 10, 35, 70 and 140 N, which represent, respectively, mild, transition and severe wear regimes, at sliding speed of 0.1 m/s. Numerical and experimental results were compared in terms of wear rate and friction coefficient. Furthermore, in the numerical simulation the stress field distribution and changes in the surface profile across the worn track of the disc were analyzed. The applied numerical formulation has shown to be more appropriate to predict mild wear regime than severe regime, especially due to the shorter running-in period observed in lower loads that characterizes this kind of regime.