Simulação numérica e optimização em conformação plástica de chapas metálicas - Silva, Sérgio Marques da (2010)
O interesse industrial em componentes de baixo peso tem contribu´ıdo nos ´ultimos anos para um significativo esfor¸co de pesquisa em novos materiais capazes de garantir altas propriedades mecˆanicas, boa formabilidade e custos razo´aveis quando comparados aos a¸cos macios tradicionais. Os a¸cos de duas fases (dual-phase) tˆem-se mostrado como materiais de alta resistˆencia e formabilidade aceit´avel. Estes a¸cos vˆem sendo desenvolvidos a fim de suprir a necessidade da ind´ustria por materiais mais resistentes e que possibilitem a redu¸c˜ao de peso. Por outro lado, a simula¸c˜ao num´erica contribui e promove a r´apida introdu¸c˜ao deste novos materiais e a optimiza¸c˜ao aplicada ao projecto reduz o tempo e custo de produ¸c˜ao do produto. Actualmente, existem diversos problemas de engenharia cujas propriedades podem ser expressas atrav´es de uma fun¸c˜ao, denominada fun¸c˜ao objectivo. Existem diversos m´etodos que possuem como principal objectivo minimizar a referida fun¸c˜ao. A presente Disserta¸c˜ao tem como principal objectivo a simula¸c˜ao num´erica e optimiza¸c˜ao em conforma¸c˜ao pl´astica de chapas met´alicas. Numa primeira fase, estudam-se numericamente metodologias de previs˜ao de defeitos em componentes met´alicos obtidos por conforma¸c˜ao pl´astica, nomeadamente, fen´omenos de retorno el´astico (springback), instabilidade `a compress˜ao ou rugas (wrinkling ) e “orelhas” de embutidura (earing ). Analisa-se, recorrendo a “benchmarks” dispon´ıveis na literatura, a influˆencia de alguns parˆametros sobre os resultados num´ericos, entre os quais o refinamento de malha de elementos finitos e a formula¸c˜ao de elementos finitos utilizada. Numa segunda fase, ´e formulado um problema de engenharia inversa, com o objectivo principal de determinar a forma ideal do esbo¸co inicial (antes da conforma¸c˜ao), a fim de que a caixa quadrada conformada apresente um perfil regular, sem o aparecimento de orelhas (earing ).