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Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Engenharia de Energia, 2016.

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O estudo de máquinas térmicas tem se intensificado bastante nas últimas décadas. De modo geral as máquinas térmicas sofrem dilatações durante sua operação e o entendimento do processo combinado de deformação térmica e transferência de calor torna o projeto bem mais preciso. Por conta do exposto, o presente trabalho tem por objetivo modelar e simular o processo de deformação térmica de um sólido em duas dimensões. O modelo matemático utilizado para a deformação bidimensional é derivado do equilíbrio mecânico para tensões em um volume de controle. As equações diferenciais resultantes são discretizadas pelo método de volumes de controle baseado em elementos e o conjunto de equações algébricas resultantes é resolvido no software MATLAB. O código de simulação, produto deste trabalho, é verificado através de comparações de resultados simulados e experimentais obtidos na literatura. Essa comparação foi feita por meio de três casos testes, que envolvem problemas como restrições, aplicações de força e tensões originadas por diferença de temperatura. Os resultados encontrados foram condizentes com os dados da literatura sendo exatamente iguais ou similares aos mesmos.

The study of thermal machines has intensified in the last decades. In general machines suffer thermal expansions during operation and understanding of the combined process of thermal deformation and heat transfer makes it much more precise design. Because of the above, this study aims to model and simulate the thermal deformation process of a solid in two dimensions. The mathematical model used for the two-dimensional deformation is derived from the mechanical balance to tensions in a volume control. The resulting differential equation is discretized by the control volume method based on elements and resulting set of algebraic equations is solved in MATLAB. The simulation code, the product of this work is verified by comparing simulated and experimental results in the literature. This comparison was performed by three test cases, which involve problems as restrictions, power applications and strains caused by temperature difference. The results were consistent with the literature being exactly the same or similar to them.