Conformabilidade das Chapas

Apresentação em tema: "Conformabilidade das Chapas"— 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: Re, Rm, AG, A50 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 Re e de Ruptura Rm, 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 j1 Estampagem profunda Tensão uniforme “Plane strain” Estiramento biaxial Deformação j2

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

12

13

14 Comparação dos Tipos de Aço Inox
Aço Inox austenítico Aço 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 FN FN Punção Prensa Chapa Prova Matriz

18 Swift-Teste Swift-Teste:
Teste do Limite da Razão de Estampagem Profunda para a Estimação da Estampabilidade LRE (ß) = d0 / d1 (Blank/Punção) Punção Prendedor Chapa Matriz Blank Copo Razão de Estampagem ß = d0/d1

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 Formas Geométricas dos diferentes Punções Elípticos
Elipse extra profunda Elipse profunda Hemisfera Elipse rasa Cilindro 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

23

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 1 R=0 -1 s2 1 1 R=1 -1

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: 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: /10/15 mm ou variável mm

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

35 Calculo da Anisotropia
Valores da Anisotropia: = Deformação log. do Comprimento Anisotropia media (Valor r ou Anisotropia normal) : rm = 1/4 (r0 + 2* r45 + r90) Anisotropia planar (Valor Dr, resp. p/o Orelhamento): Dr = 1/2 (r0 + r90 - 2* r45) = Deformação log. da Largura = Deformação log. da Espessura = Anisotropia 0o 45o 90o WR