Modelamento e simulação numérica do ensaio de dobramento e estiramento

• Ano de defesa: 1998
• Autor(a) principal: Moura, Alexandre Carvalho de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica; Engenharia metalúrgica
• Palavras-chave em Português: Chapas metálicas; Conformação mecânica; Trefilação; Dobramento (materiais); Modelo matemático; Simulação; Método explícito; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/20985

As embalagens metálicas de bebidas de duas peças e embalagens de conserva cilíndricas ou quadradas são confeccionadas através de processos de conformação mecânica que utilizam materiais que possuem um coeficiente de encruamento quase nulo. As propriedades mecânicas determinadas nos testes de tração uniaxial, tais como encruamento, alongamento total e coeficiente de anisotropia plástica, são tradicionalmente usadas a fim de avaliar a conformabilidade das chapas empregadas nos processos acima descritos. Entretanto, algumas características relevantes de folhas laminadas a frio não são completamente determinadas no ensaio de tração uniaxial. Um aparato experimental simples de dobramento/trefilação foi utilizado para ensaiar chapas finas de aço em sucessivos passes experimentais. Um aço de Ultra Baixo Carbono foi testado (Intersticial Free) e os resultados mostraram que a dutilidade residual de chapas finas laminadas a frio, alcançou valores de até 50% para o alongamento e1 e portanto, bem inferior ao que poderia ser atingido com um ensaio tradicional de tração. Além disso, com a adequada calibração dos parâmetros do dispositivo de dobramento/trefilação, foi possível atingir níveis de encruamento onde chegou-se a aumentar em 80% o limite de escoamento do material, atingindo deformações de alongamento, e1 e espessura e3 de menos de 3%. Uma simulação numérica tridimensional do ensaio foi realizada com o programa de elementos finitos LSDYNA3D onde foi avaliada a sensibilidade do modelo de material empregado, com relação ao coeficiente de anisotropia normal de Hill, R. Os resultados do programa mostraram que as deformações do ensaio de dobramento/trefilação podem ser sensíveis a R. Uma simulação numérica bidimensional com o programa de elementos finitos ABAQUS, foi também realizada com o objetivo de verificar quais os parâmetros relevantes do processo e a fim de validar o método dos elementos finitos. Os resultados obtidos na simulação mostraram boa concordância com os resultados experimentais de deformações e1 e e3, mesmo para altos níveis de deformação obtidos, o que sinaliza em direção à confiável utilização da ferramenta de simulação numérica pelo método dos elementos finitos.