Implementação do modelo unificado de comportamento mecânico para a simulação do creep age forming
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Tipo de produção
Dissertação
Data
2016
Autores
Oliveira, M. C.
Orientador
Bortolussi, R.
Periódico
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Citação
OLIVEIRA, M. C. Implementação do modelo unificado de comportamento mecânico para a simulação do creep age forming. 2016. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016 Disponível em: . Acesso em: 19 out. 2018.
Texto completo (DOI)
Palavras-chave
Conformação mecânica,Método dos elementos finitos
Resumo
A conformação por fluência com envelhecimento (CFE) foi desenvolvida para atender as novas demandas do mercado aeronáutico, tornando o produto mais competitivo por causar redução nos custos de fabricação e principalmente por gerar um componente com baixa tensão residual. O processo ocorre em ligas de alumínio com a combinação dos processos de conformação e tratamento térmico, em que o tempo da conformação por fluência com envelhecimento é determinado para o material atingir as propriedades mecânicas desejadas. No início da conformação é imposta uma deformação de caráter elástica, que é reduzida durante o processo devido ao aumento da deformação por fluência e ao relaxamento de tensão. No final do processo ao retirar a carga aplicada no componente acontece o retorno elástico devido à parcela de deformação elástica remanescente. O método dos elementos finitos tem sido aplicado no estudo da conformação por fluência com envelhecimento, principalmente para prever o retorno elástico. Contudo para realizar a simulação é necessário definir no programa de elementos finitos o modelo de comportamento mecânico do material durante a conformação. Sendo assim, este trabalho visa implementar um modelo de comportamento mecânico da conformação por fluência com envelhecimento, através de uma sub-rotina inserida no programa MSC. Marc ®. As simulações foram realizadas em matrizes com uma curvatura e de dupla curvatura, e o material do blank foi a liga AA2124. Nas simulações observou-se a relaxação de tensão, deformação por fluência, tensões principais e o retorno elástico. Comparando os resultados experimentais da deformação por fluência publicados por Zhang et al. (2013) e os resultados computacionais, foi observado que o modelo da conformação por fluência com envelhecimento não apresentou um bom ajuste. O retorno elástico determinado para as duas geometrias foi elevado e teve influência dos dados de entrada do modelo da CFE na sub-rotina. A partir dos resultados, conclui-se que a sub-rotina realizou corretamente a simulação da conformação por fluência com envelhecimento e pode ser aplicada no estudo da conformação.
The creep age forming (CAF) was developed to meet the new aerospace market demands in order to make the product more competitive, with reducing manufacturing costs and mainly by producing a component with low residual stress. The process takes place with the combination of forming and heat treatment, in which the time of creep age forming is determined for the material to achieve the mechanical properties required. The first stage of forming is established an elastic deformation which is reduced during the process due to creep and stress relaxation. At the end of the process, when the load is released, the springback takes place due to remaining elastic deformation. The finite element method has been applied to study the creep age forming and mainly to predict the springback. However, to accomplish the simulation it is necessary to set the material mechanical behavior model in the finite element software. This work aims to implement a creep age forming model, through the subroutine introduced into the MSC. Marc ® software. The simulations were accomplished in dies with single and double curvature and the blank’s material was the alloy AA2124. In the simulations were observed the stress relaxation, creep and the springback. Comparing the creep experimental results published by Zhang et al. (2013) and the computational results from the creep age forming model, it was observed that the model did not show a good fit. The two sheets had high levels of springback and these results had influence of the input data from the CAF model in the subroutine. Based on the results, it was concluded that the subroutine accomplished correctly the creep age forming simulation and the subroutine can be used in the study of the creep age forming.
The creep age forming (CAF) was developed to meet the new aerospace market demands in order to make the product more competitive, with reducing manufacturing costs and mainly by producing a component with low residual stress. The process takes place with the combination of forming and heat treatment, in which the time of creep age forming is determined for the material to achieve the mechanical properties required. The first stage of forming is established an elastic deformation which is reduced during the process due to creep and stress relaxation. At the end of the process, when the load is released, the springback takes place due to remaining elastic deformation. The finite element method has been applied to study the creep age forming and mainly to predict the springback. However, to accomplish the simulation it is necessary to set the material mechanical behavior model in the finite element software. This work aims to implement a creep age forming model, through the subroutine introduced into the MSC. Marc ® software. The simulations were accomplished in dies with single and double curvature and the blank’s material was the alloy AA2124. In the simulations were observed the stress relaxation, creep and the springback. Comparing the creep experimental results published by Zhang et al. (2013) and the computational results from the creep age forming model, it was observed that the model did not show a good fit. The two sheets had high levels of springback and these results had influence of the input data from the CAF model in the subroutine. Based on the results, it was concluded that the subroutine accomplished correctly the creep age forming simulation and the subroutine can be used in the study of the creep age forming.