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Conformabilidade das Chapas Estimação de Conformabilidade das Chapas pelos Testes de Propriedades Mecânicas e Testes Tecnológicos.

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Apresentação em tema: "Conformabilidade das Chapas Estimação de Conformabilidade das Chapas pelos Testes de Propriedades Mecânicas e Testes Tecnológicos."— Transcrição da apresentação:

1 Conformabilidade das Chapas Estimação de Conformabilidade das Chapas pelos Testes de Propriedades Mecânicas e Testes Tecnológicos

2 Esquema de Produção de Chapas

3 Estimação de Conformabilidade Testes Práticos (Teste no Processo real) –Diretamente, mas sem Sistemática, somente Sim ou Não –Muito Extenso, sem Quantificação de Materiais Propriedades Mecânicas (Valores Certos) –Tensões e Deformações: R e, R m, A G, A 50 –Valores de Anisotropia r e Encruamento n Testes Tecnológicos (Imitação do Processo) –Erichsen-Test: Estiramentabilidade –Limite da Razão de Estampagem Profunda: Estampabilidade –Combinações: Swift, Fukui, Engelhardt-Test –LRE com diferentes Punções: Mistura sistemática

4 Testes Práticos Resultado diretamente no mesmo Processo Somente Sim ou Não Muito Extenso e Tempo Interrupção da Produção Sem Sistemática Sem Quantificação certa dos diferentes Materiais Nova Peça - novos Testes

5 Propriedades Mecânicas Tensões de Escoamento R e e de Ruptura R m, Razão das Tensões, Curva de Encruamento Deformações Homogêneas e Ruptura, Valor do Encruamento: Estiramento Valor da Anisotropia: Estampabilidade Combinação da Anisotropia e do Encruamento Combinação de Todos os Valores

6 Relações entre as Propriedades Sempre Compromisso entre Resistência e Conformabilidade!

7 Curva do Limite de Conformação Diferentes Razões das Tensões/Deformações - Diferentes Limites de Conformação Condições Experimentais Descrição das Curvas Comparação entre Aço Carbono e Aço Inox Comparação com a Simulação Possibilidades no LdTM

8 Curva do Limite de Conformação Deformação 1 Deformação 2 Estampagem profunda Tensão uniforme Plane strain Estiramento biaxial

9 Diagrama do Goodwin e Keeler Rupturas Bom

10 Corpos de Prova para o Teste Corpos de Prova para Ensaio de Embutimento com Punção hemisférico

11 Exemplos para Diferentes Curvas Diferentes Corpos de ProvaDiferentes Ensaios Curvas de Caminho das Deformações Estampagem Estiramento 1 - Punção hemisférico, Provas cortadas arcos 2 - Provas cortadas retas 3 - Ensaio de Tração 4 - Embutimento com diferentes Punções 5 - Embutimento hidráulico

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14 Comparação dos Tipos de Aço Inox Aço Inox austeníticoAço Inox ferrítico

15 Análise de Conformação Aplicação de uma Malha na Superfície da Chapa Medição dos Círculos ou Quadrados Cálculo das Deformações Comparação com os Limites dos Materiais

16 Testes Tecnológicos Erichsen-Teste: Teste de Estiramento Swift-Teste/Teste do Limite de Razão de Estampagem Profunda: Estampabilidade Combinações: –Olsen: LRE com Punção Hemisférica –Fukui: LRE com Matriz Cônica –Engelhardt: Estampagem até o Máximo de Força, depois Fixação de Flange até Ruptura

17 Erichsen-Teste Erichsen-Teste: –Teste para a Estimação de Estiramento –Estimação do Tamanho dos Grãos da Microestrutura FNFN FNFN Punção Prensa Chapa Matriz Prova

18 Swift-Teste Swift-Teste: –Teste do Limite da Razão de Estampagem Profunda para a Estimação da Estampabilidade –LRE (ß) = d 0 / d 1 (Blank/Punção) Punção Prendedor Chapa Matriz Blank Copo Razão de Estampagem ß = d 0 /d 1

19 Novo Teste Tecnológico Severidade do Teste LRE por diferentes Punções Elípticos Balanço entre Estiramento e Estampagem Sensibilidade das Propriedades dos Materiais Resultados com Aço Carbono e Aço Inox Diagrama de Comparação Possibilidades no LdTM

20 Elipse extra profunda Elipse profunda Hemisfera Elipse rasa Cilindro Formas Geométricas dos diferentes Punções Elípticos Variação sistemática entre Estiramento e Estampagem profundo

21 Resultados com Aço Carbono Em cima: Diâmetros iguais: tudo 200 mm Em baixo: Diâmetros máximos 210/220/ 230/200 mm

22 Resultados com Aço Inox Ruptura no Diâmetro 200 mm com Óleo Bom no Diâmetro 220 mm com Folha de Teflon

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24 Influência das Tensões pelo Valor r Aumenta as Tensões de Tração transmitíveis no Estiramento no Fundo das Peças Diminui as Tensões de Tração-Compressão necessárias para a Conformação na Flange R=0 R=1 R=2

25 Testes Práticos com Suporte

26 Maquina e Ferramenta no LdTM Punções com Diâmetro 50 mm Instrumentada para Medição de Força, Deslocamento e Prensa Chapa Força máxima: 20t Prensa Chapa: 5,5t

27 Resultados dos Testes para Tramontina

28 Testes de Atrito e Desgaste Importância de Atrito e Desgaste na Conformação, especialmente de Aços com alta Resistência e Aços Inox pelo alto Encruamento e altas Tensões Ferramentas e Superfícies especiais: alta Dureza (Cromo, Ampco) super polido Lubrificantes com Aditivos ou Plásticos para alta Pressão Testes de Atrito e Desgaste no futuro no LdTM

29 Efeitos de Atrito na Superfície

30 Máquina para Teste do Atrito Maquina no PtU Darmstadt / Alemanha

31 Demandas para Testes de Atrito O Material deve estar em Fluxo ! => Tensão acima da Tensão de Escoamento A Pressão deve estar na mesma Magnitude como no Processo real ! (Mesma Relação Tensão/Raio) A Velocidade deve ser a mesma que no Processo real ! (Não na Maquina de Tração) Os Raios dos Corpos de Prova devem ser idênticos aos Raios da Ferramenta de Estampagem

32 Máquina projetada no LdTM

33 Dados Técnicos da Maquina Força Máxima: 50 kN Pressão Máxima: >400 N/mm² Velocidade Máxima:600 mm/s Largura de Tira Máxima: 50 mm Raio dos Cilindros: 5/10/15 mm Raio dos Blocos: 5/10/15 mm ou variável mm

34 Curva de Escoamento 1Modulo de Young (Lei de Hooke) 2Tensão de Escoamento 3Limite de Resistência 4Alongamento na Força máxima (Along. uniforme) 5Alongamento total na Força máxima 6Alongamento de Ruptura 7Alongamento total de Ruptura Tensão Elongação

35 Calculo da Anisotropia Anisotropia media (Valor r ou Anisotropia normal) : r m = 1/4 (r 0 + 2* r 45 + r 90 ) Anisotropia planar (Valor r, resp. p/o Orelhamento): r = 1/2 (r 0 + r * r 45 ) 0o0o 45 o 90 o WR = Deformação log. do Comprimento = Deformação log. da Largura = Deformação log. da Espessura = Anisotropia Valores da Anisotropia:


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