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A Simulação como Ferramenta virtual para a Optimização do Processo de Estampagem Roland Hennig Lírio Schaeffer Laboratório de Transformação Mecânica Centro.

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1 A Simulação como Ferramenta virtual para a Optimização do Processo de Estampagem Roland Hennig Lírio Schaeffer Laboratório de Transformação Mecânica Centro de Tecnologia Universidade Federal do Rio Grande do Sul

2 Visão Geral Introdução Objetivo Dados necessários para a Simulação Possibilidades da Simulação Exemplos práticos Possibilidades do LdTM Conclusões

3 Introdução Simulação nos países desenvolvidos Vários programas para diferentes tarefas General Purpose Programs: Marc, Ansys Special Purpose Programs: –Chapas: AutoForm, Pam-Stamp, LSDyna3D, –Forjamento: Superforge, Deform, Autoforge,

4 Visão Geral sobre os Programas ProgramaEmpresa, PaisTipoAplicação ABAQUSHKS, EUAimplícitocomum nãolinear MARCMARC/MSC, EUAimplícitocomum nãolinear NIKE3DLSTC, EUAimplícitocomum nãolinear LARSTRANLASSO, ALimplícitocomum nãolinear EPDANIFU STUTTG., ALimplícitoSolido, Conf. de Chapas INDEEDINPRO, ALimplícitoConformação de Chapas ROBUSTPROF. Nakamachi, JPexplicito, estáticoConformação de Chapas DEDRANVW-GEDAS, ALFormulação especialConformação de Chapas ICEM-STAMPControl Data, ALFormulação especialConformação de Chapas AUTOFORMAUTOFORM, SUIFormulação especialConformação de Chapas DEFORMBATELLE, EUAviscoplastico-fixoSolido, Forjamento FORGE2/3CEMEF, FRAviscoplastico-fixoForjamento LS-DYNA3DLSTC, EUAexplicito, dinâmicoCrash, Solido, Chapas PAM-STAMPESI, FRA/ALexplicito, dinâmicoCrash, Solido, Chapas ABAQUS-explicitHKS, EUAexplicito, dinâmicoCrash, Solido, Chapas OPTRISMatra Datavision, FRAexplicito, dinâmicoConformação de Chapas UFO-3DIABG, ALexplicito, dinâmicoConformação de Chapas PSUProjgr. PSU, ALimplícito-explicitoSolido, Conf. de Chapas

5 Vantagens da Simulação Estimar a Viabilidade de Produção Orçamento das Ferramentas mais certo Planejamento do Processo mais confiável Variações do Material ou Geometria Optimização das Condições de Contorno Desenho das Ferramentas – Ferr. Virtual Solução dos Problemas no Try-Out

6 Dados Necessários Curvas de escoamento para descrever o comportamento dos materiais na conformação com uma função entre deformação e tensão Curvas Limite de Conformação para descrever as limites possíveis nas diferentes estados da conformação dos materiais

7 Aproximação matemática da Curva de Escoamento de um Aço EEP

8 Aproximação matemática da Curva de Escoamento de um Aço Inox

9 Valores da Aproximação matemática das Curvas de Escoamento MaterialEspess.CnC 0 C 1 n 1 Al Mg 0.4 Si 1.20,804570, ,57 Al Mg 0.4 Si 1.21,804480, ,57 Al Mg 5 Mn0,804990, ,59 Al Mg 5 Mn1,505110, ,60 EEP O30,805220, ,50 EEP O30,855050, ,52 EEP O30,885100, ,49 EEP O31,505330, ,54 EEP O32,005360, ,53 Aproximação após Ludwig/Holomon:k f = C n Aproximação após Nadai/Reihle:k f = C 0 + C 1 n1

10 Valores da Aproximação matemática das Curvas de Escoamento (pror.) MaterialEspess.CnC 0 C 1 n 1 IF 180,755370, ,50 IF 181,605500, ,50 Z St E 180 BH0,805390, ,55 Z St E 180 BH1,705130, ,51 St E 250i0,755960, ,66 St E 250i2,006040, ,58 Z St E 300 2,007060, ,66 Z St E 340 0,807120, ,61 Z St E 380 2,006310, ,52 DP 5000,759330, ,48 X5 Cr Ni , , ,74

11 Curvas Limite de Conformação

12 Ensaio de Embutimento para as Curvas Limite de Conformação Corpos de Prova para o Ensaio de Embutimento Construção da Curva Limite de Conformação

13 Possibilidades da Simulação Modelamento, desenho e construção das peças para estimar a conformabilidade deles e evitar problemas no processo de estampagem com variações do material ou da geometria da peça, Orçamento de uma ferramenta para a produção da peça para evitar erros de cálculo e altos custos da ferramenta, Planejamento do método e das etapas necessárias do processo de estampagem para ganhar mais segurança na produção e otimizar os passos para o produto final, Otimização das ferramentas para evitar problemas e perda de tempo no Try-Out, Solução dos problemas ocorrentes no Try-Out das ferramentas minimizando o tempo necessário.

14 Programas da Simulação nas diferentes Etapas do Processo

15 Estimar a Viabilidade de Produção Conformabilidade Variação de: –Geometria –Material Programas rápidos Sem Ferramentas definidas Responsabilidade para os Custos

16 Variações do Material

17 Orçamento das Ferramentas Conformabilidade da Peça Desenvolvimento rápido das Ferramentas Primeiros Estudos de Variações de Projeto das Ferramentas

18 Desenho e Optimização virtual das Ferramentas

19 Optimização das Condições de Contorno

20 Solução dos Problemas no Try-Out Parede Lateral calculado com programa INDEED (InPro/Berlin)

21 Processo de Hidro-Conformação

22 Parede Lateral como Taylored Blank

23 Conclusões A Simulação pode ajudar muito na Otimização dos Processos da Conformação Para ganhar mais Segurança tem que usar como Ferramenta Virtual Com as Experiências da Simulação é aumentada a confiabilidade dos Resultados Quem começa mais rápido, tem Vantagens no Mercado


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