DESAFIO DO CLIENTE
A University of Central Florida (UCF) em Orlando ganhou uma reputação de educação de alta qualidade e inovação desde sua fundação em 1963. Durante este tempo, o Departamento de Engenharia Mecânica, de Materiais e Aeroespacial da universidade forjou fortes alianças com vários fabricantes e organizações de classe internacional localizados na área, incluindo a Siemens Power Generation, Lockheed Martin, Pratt & Whitney, Mitsubishi Power Systems e até mesmo o Kennedy Space Center.
Além de oferecer engenheiros bem preparados a essas organizações, o departamento tornou-se valorizado por trabalhar em estreita colaboração com elas para resolver seus desafios técnicos.
Para promover sua dupla missão de fornecer uma educação superior e apoiar a indústria local, a UCF quis adicionar testes de materiais em alta temperatura a suas capacidades essenciais. O desenvolvimento dessas capacidades melhoraria a experiência de aprendizado para os estudantes, e beneficiaria os parceiros do departamento na indústria local que fabricam produtos projetados para funcionar a temperaturas extremamente altas.
Em 2006, a UCF contratou o Dr. Ali P. Gordon, como professor e para supervisionar o desenvolvimento das capacidades de teste de materiais em alta temperatura. Como estudante de pós-graduação no Georgia Institute of Technology, os estudos de Gordon se concentraram especificamente na caracterização do comportamento de materiais de lâminas de turbina a altas temperaturas. Esta experiência fez dele um candidato ideal para levar os testes de materiais do departamento para o próximo nível.
"O interesse do departamento em fortalecer sua mecânica experimental tanto no laboratório quanto na sala de aula me atraiu imediatamente", disse Gordon. "E ficou claro que as peças na UCF estavam no lugar certo para construir uma das principais instalações de teste e pesquisa de comportamento mecânico de materiais do país. Eu estava ansioso para começar"
O desenvolvimento das capacidades de testes mecânicos a alta temperatura do departamento exigiria a aquisição de estruturas de carga, controles, software e numerosos acessórios. Pela experiência passada, Gordon sabia que o verdadeiro desafio seria conseguir que todos esses componentes trabalhassem juntos sem problemas.
"O teste eficaz de materiais em condições extremas de serviço envolve orquestração precisa de força, movimento, aquisição de dados e simulação ambiental, o que pode ser muito difícil de conseguir sob uma perspectiva de configuração", explica Gordon. "Assim, ao procurar um parceiro de soluções de teste, procuramos alguém que pudesse oferecer tanto tecnologia comprovada quanto experiência avançada em integração de sistemas. É por isso que escolhemos a MTS"
SOLUÇÃO DA MTS
Em dezembro de 2006, a MTS começou a trabalhar com o Dr. Gordon para desenvolver capacidades de teste de materiais em alta temperatura para o Departamento de Engenharia Mecânica, de Materiais e Aeroespacial da UCF. Isto exigiu a integração do sistema de teste mecânico existente no departamento, que compreendia uma estrutura de carga servo-hidráulica Modelo 810, controlador TestStar IIs e software Multi-Purpose TestWare®, com uma gama de componentes de simulação ambiental de alta temperatura, incluindo um aquecedor de resistência MTS, garras em cunha hidráulica resfriadas a água Modelo 646 e um extensômetro axial de alta temperatura capaz de manter alta linearidade e baixa histerese a temperaturas de até 1200° C.
O novo sistema atualizado permitiu ao departamento de Gordon executar uma bateria completa de testes de alta temperatura para apoiar suas pesquisas, seus estudantes e a indústria local. "Nosso novo sistema efetivamente ampliou nossas capacidades de testes mecânicos para incluir fadiga, fratura, fluência-fadiga, fadiga de baixo ciclo, fadiga termomecânica, carga de tração e testes de tensão/relaxamento - tudo isso em ambientes com temperaturas muito altas", disse ele.
Gordon cita dois exemplos de como seu departamento está aplicando suas novas capacidades de testes em alta temperatura para melhor servir seus parceiros industriais. "Como parte de nosso relacionamento com a Siemens, estamos atualmente submetendo materiais de aço para uma turbina de vapor terrestre a tensões térmicas e mecânicas simultaneamente, a temperaturas que variam entre 100° C e 500° C", relata. "Além disso, estamos ajudando o Florida Center for Aerospace & Aero- Propulsion Technologies (FCAAP) a estudar como componentes com entalhes reagem a condições de fadiga não isotérmicas, novamente a 500°C. Ambas as aplicações estão revelando uma nova e valiosa visão sobre os mecanismos de danos microestruturais que estes componentes sustentam sob condições de serviço"
Gordon diz que ficou satisfeito que as soluções de teste MTS de seu grupo não se limitam apenas às altas temperaturas - ou mesmo à exposição térmica.
"Também estamos trabalhando com o Office of Naval Research (ONR) para estudar o fenômeno de fissura por corrosão sob tensão (SCC). Especificamente, estamos estudando a dependência de tempo da extensão precoce da fenda do alumínio com metais líquidos, como o Hg, em estreita proximidade", disse Gordon. "E engenheiros da NASA e da United Space Alliance, LLC, estão usando nossas capacidades para estudar a resposta de fluência-relaxamentos dos materiais das vedações. Estes testes são realizados à temperatura ambiente agora, mas estamos considerando adicionar uma câmara ou outro dispositivo para simular as temperaturas extremamente baixas das condições de acordo com o espaço"
"Não importa que ambientes agressivos precisemos reproduzir, estamos confiantes de que a tecnologia MTS é versátil o suficiente para nos ajudar a desenvolver o ambiente simulado", acrescentou ele.
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
De acordo com o Dr. Gordon, as capacidades ampliadas de caracterização de materiais no Departamento de Engenharia Mecânica, de Materiais e Aeroespacial da UCF trazem enormes benefícios para os estudantes, para a Faculdade de Engenharia e Ciência da Computação e para os parceiros comerciais da universidade.
"Agora somos capazes de lançar mais luz sobre como os materiais avançados se comportam sob condições extremas de serviço", disse Gordon. "Estas capacidades estão nos permitindo aprofundar mais do que nunca na ciência dos materiais, e está permitindo que as empresas com as quais trabalhamos desenvolvam ferramentas de prognóstico de comportamento de componentes mais precisas"
Gordon salienta que, embora as capacidades de teste de seu departamento sejam sofisticadas, as ferramentas para criar os testes em execução são relativamente simples de entender e usar. Este é um benefício especialmente útil para os graduados de engenharia da UCF nos cursos de laboratório de mecânica experimental. "A interface simples de usuário e as ferramentas de visualização do software MTS facilitam a compreensão até mesmo de conceitos avançados, especialmente para aplicações de fadiga e fraturas", disse Gordon. "Nossa atualização de equipamentos, claramente enriqueceu a experiência de aprendizagem dos nossos alunos"
Gordon também cita o pessoal da MTS como um elemento fundamental para a capacidade de testes aprimorados de seu laboratório. "Tem sido um prazer trabalhar com a MTS, especialmente com o pessoal de suporte técnico", disse ele. "Eu sabia por experiência própria que a tecnologia de testes MTS é a mais confiável do mercado. Agora sei em primeira mão que esta confiabilidade também se estende ao seu pessoal de serviço"
