Análise da influência do raio de entalhes em juntas flangeadas metálico-elastoméricas via Método dos Elementos Finitos

Abstract

Este trabalho investiga a influência geométrica de entalhes semicirculares no com portamento mecânico de juntas flangeadas metálico-elastoméricas. Utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF), analisou-se sistematicamente o efeito de diferentes raios de entalhe na distribuição de tensões e padrões de deslocamento em componentes flangeados. O estudo considerou configurações com flanges de aço acoplados a um elemento elastomérico inter mediário, submetidos a condições de carregamento representativas de aplicações industriais. Foram implementados procedimentos rigorosos de validação numérica, incluindo testes de convergência de malha e análise de sensibilidade paramétrica. Os resultados obtidos fornecem insights valiosos sobre a relação entre geometria do entalhe e concentração de tensões, com implicações práticas para o projeto de juntas flangeadas. Discutem-se as limitações do modelo adotado e sugerem-se direções para pesquisas futuras, particularmente no que concerne à modelagem não linear do comportamento do elastômero. O trabalho contribui para o entendi mento fundamental do acoplamento metal-elastômero em configurações flangeadas, oferecendo subsídios para otimização geométrica destes componentes.

This work investigates the geometric influence of semicircular notches on the mecha nical behavior of metal-elastomer flanged joints. Using the Finite Element Method (FEM), we systematically analyzed the effect of different notch radii on stress distribution and displace ment patterns in flanged components. The study considered configurations with steel flanges coupled to an intermediate elastomeric element, subjected to loading conditions representative of industrial applications. Rigorous numerical validation procedures were implemented, inclu ding mesh convergence tests and parametric sensitivity analysis. The obtained results provide valuable insights into the relationship between notch geometry and stress concentration, with practical implications for flanged joint design. The limitations of the adopted model are dis cussed, and directions for future research are suggested, particularly concerning the nonlinear modeling of elastomer behavior. The work contributes to the fundamental understanding of metal-elastomer coupling in flanged configurations, offering support for geometric optimization of these components.