Simulação do processo de conformação superplástica pelo método dos elementos finitos
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Tipo de produção
Dissertação
Data
2010
Autores
Solosando, Sandro Guilherme
Orientador
Bortolussi, R.
Periódico
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Citação
SOLOSANDO, Sandro Guilherme. Simulação do processo de conformação superplástica pelo método dos elementos finitos. 2010. 158 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da Fei, São Bernardo do Campo, 2010
Texto completo (DOI)
Palavras-chave
Plasticidade,Método dos elementos finitos,Ligas de alumínio
Resumo
A superplasticidade é a capacidade que alguns materiais possuem de sofrer grandes deformações de maneira homogênea. É obtida em materiais de granulação fina e sob determinadas condições de processamento. As condições de processamento para se obter a superplasticidade são basicamente: baixas taxas de deformação e temperaturas superiores a metade da temperatura absoluta de fusão do material. Este trabalho tem como objetivo simular o processo de conformação superplástica pelo método dos elementos finitos. As simulações de superplasticidade foram realizadas em blanks de geometria circular e retangular e o material destes blanks foi a liga de alumínio 5083. Os blanks circulares foram utilizados tanto para a simulação de expansão livre quanto para a conformação de uma peça cônica; já o blank retangular foi utilizado para a obtenção de uma bandeja retangular. Dos modelos simulados foram obtidos os seguintes resultados: curva de pressão x tempo de conformação, redução da espessura da chapa, deformação plástica na espessura e força de fechamento das matrizes. Nas simulações de expansão livre e de conformação da peça cônica observou-se que as máximas pressão de conformação e força de fechamento das matrizes sofreram uma variação de 3,5% e 12%, nas simulações de expansão livre, e de 13,5% e 10,5%, nas simulações de conformação da peça cônica, quando a malha de elementos finitos foi refinada. Também observou-se que a variação da espessura não foi influenciada quando o refinamento da malha foi realizado nestes modelos. Além disso, notou-se que os valores de redução da espessura, obtidos na simulação de conformação da bandeja retangular, apresentaram uma diferença de até 59% quando comparados com dados experimentais propostos por Luckey, Friedman e Weinmann (2007)
The superplasticity is the ability that some materials have to undergo large strains. It is obtained at fine grain size materials and under certain processing conditions. The conditions to obtain the superplasticity are basically: low strain rates and temperatures greater than half the absolute melting temperature of the material. This work aims to perform the simulation of superplastic forming by the finite element method. The simulations were performed in blanks with circular and rectangular geometries and the material was considered as 5083 aluminium alloy. The circular blanks were used both for the simulation of the bulge test as for forming a conical part; already rectangular blank was used to obtain a rectangular tray. The models simulated produced the following results: pressure-time profile, thickness reduction, plastic strain at thickness and closing stress at the dies. In the bulge test simulations and in the simulation of a conical part was observed that the maximum pressure of forming and the maximum closing stress at the dies suffered a variation of the 3,5% e 12%, in the simulations of bulge test, and of the 13,5% and 10,5%, in the simulations of a conical part, when the mesh was refined. It could be realized that the thinning was not influenced when the mesh was refined in this models too. Furthermore, it was noted that the thinning, obtained in forming simulation of rectangular tray, showed a difference of up to 59% when compared to experimental data proposed by Luckey, Friedman and Weinmann (2007)
The superplasticity is the ability that some materials have to undergo large strains. It is obtained at fine grain size materials and under certain processing conditions. The conditions to obtain the superplasticity are basically: low strain rates and temperatures greater than half the absolute melting temperature of the material. This work aims to perform the simulation of superplastic forming by the finite element method. The simulations were performed in blanks with circular and rectangular geometries and the material was considered as 5083 aluminium alloy. The circular blanks were used both for the simulation of the bulge test as for forming a conical part; already rectangular blank was used to obtain a rectangular tray. The models simulated produced the following results: pressure-time profile, thickness reduction, plastic strain at thickness and closing stress at the dies. In the bulge test simulations and in the simulation of a conical part was observed that the maximum pressure of forming and the maximum closing stress at the dies suffered a variation of the 3,5% e 12%, in the simulations of bulge test, and of the 13,5% and 10,5%, in the simulations of a conical part, when the mesh was refined. It could be realized that the thinning was not influenced when the mesh was refined in this models too. Furthermore, it was noted that the thinning, obtained in forming simulation of rectangular tray, showed a difference of up to 59% when compared to experimental data proposed by Luckey, Friedman and Weinmann (2007)