Análise comparativa entre dados experimentais/cálculo analítico/simulação do dobramento dos aços LNE 380 e S700MC - Ruffatto, William Dutra (My University, 2022)
With the advancement of technology in the metallurgical sector, new high-strength steels are gaining strength in the market, and with them, the challenges related to their manufacture also grow. It is common in industry to use the air bending process as mechanical forming to establish desired geometries to a part. In bending, the springback effect occurs, causing the vast majority of problems related to this process, where the return index is greater as the material resistance increases. This work aimed to analyze the springback effect in two materials (steel LNE 380 and S700MC) by three different methods: experimental, analytical calculation and simulation with finite elements. Material anisotropies as well as mechanical properties were obtained through a traction test and later used in theoretical processes. The experimental method was carried out in a universal testing machine coupled to an 8 mm radius punch and a 40 mm opening die, and after testing, the bent specimens were analyzed by a three-dimensional measuring equipment. For prediction via analytical calculation, five mathematical models were used, three of which were taken from textbooks and the other two from scientific articles. The theoretical method of finite elements was carried out using the Abaqus software, having in its pre-processing a general static analysis with the solid and homogeneous deformable specimen of 0.9 mm in mesh size. Among the theoretical models, it was proved that the analytical forecasting method was not satisfactory, none of the five tested models came close to reality. The finite element software prediction method, on the other hand, obtained excellent springback results for both materials, with the S700MC having the highest springback rates, confirming the presented literature. [resumo fornecido pelo autor]
Com avanço da tecnologia no ramo metalúrgico, novos aços de alta resistência estão ganhando força no mercado, e com eles, crescem também os desafios relacionados a sua manufatura. É comum na indústria, utilizar o processo de dobra ao ar como conformação mecânica para estabelecer geometrias desejadas a uma peça. No dobramento ocorre o efeito de retorno elástico causando a grande maioria dos problemas relacionados a esse processo, onde o índice de retorno é maior conforme aumenta a resistência do material. Este trabalho teve como objetivo analisar o efeito de retorno elástico em dois materiais (aço LNE 380 e S700MC) por três métodos diferentes: experimental, cálculo analítico e a simulação com elementos finitos. Através de um ensaio de tração, foram obtidas as anisotropias dos materiais e também as propriedades mecânicas, utilizadas posteriormente nos processos teóricos. O método experimental foi realizado em uma máquina universal de ensaios acoplada a um punção de raio 8 mm e uma matriz com abertura de 40 mm, e após ensaio, os corpos de prova dobrados foram analisados por um equipamento de medição tridimensional. Para previsão via cálculo analítico, cinco modelos matemáticos foram utilizados, sendo três deles retirados de livros didáticos e outros dois de artigos científicos. O método teórico de elementos finitos foi realizado utilizando o software Abaqus, tendo em seu pré-processamento uma análise estática geral com o corpo de prova deformável sólido e homogêneo de 0,9 mm no tamanho de malha. Dentre os modelos teóricos, comprovou-se que o método de previsão analítica não foi satisfatório, nenhum dos cinco modelos testados aproximou-se da realidade. Já o método de previsão por software de elementos finitos obteve excelentes resultados de retorno elástico para ambos os materiais, tendo o S700MC com maiores índices de retorno, comprovando a literatura apresentada. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Metais - Propriedades plásticas; Resistência de materiais; Cálculo; Método dos elementos finitos