Curvas Limite de Conformação CLC Prof. Paulo Marcondes, PhD. DEMEC / UFPR

Diagrama Limite de Conformação (DLC) com a Curva Limite de Conformação (CLC)

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Passo e padrão de deformação Major Strain Minor Strain Balanced Biaxial Stretching Plane Strain Uniaxial Tension Uniaxial Compression Biaxial Constant thickness 1. Estiramento biaxial 2. Deformação plana 3. Tensão uniaxial 4. Embutimento puro (espessura constante) 5. Compresão Uniaxial

Deformação na espessura Processo de deformação uniforme Razão de deformação Deformação verdadeira Espessura Deformação na espessura

1. Estiramento biaxial Este modo de deformação induz deformação trativas. Tipicamente, esse modo irá aparecer pela ação do punção, na região ao redor do raio do punção, durante qualquer estiramento - formação da calota.

2. Deformação plana A operação de estiramento biaxial pode se tornar em deformação plana quando o movimento de material em uma direção é restringido por restrições geométricas (a dimensão em uma direção é muito maior que a outra) ou de atrito.

3. Tensão Uniaxial A relação entre o menor e o maior incremento de deformação é igual a -1/2 em tensão uniaxial. Qualquer superfície livre sofrendo estiramento é um mode de tensão uniaxial.

4. Espessura constante ou embutimento A inclinação unitária negativa caracteriza o modo de espessura constante. Esse modo de deformação ocorre em alguns elementos do material, durante o encolhimento do flange. A tensão compressiva circunferencial e a tensão radial de tração faz o material escoar da flange para dentro da matriz. A combinação da tensão de compressão (negativa) e da tensão de tração radial (positiva) resulta em um estado no qual a espessura fica aproximadamente constante.

5. Compresão uniaxial A representação é similar a estado de tensão uniaxial exeto pela inclinação do passo de deformação que é de -2. Esta condição existe em qualquer superfície livre sujeita a compressão, tal como a borda exterior do ‘blank’ durante a estampagem profunda.

Passo de deformação b = 1 - 2 / e A B C D E

Diagrama Limite de Conformação

Janela de conformação e Tearing Fracture Forming Window Wrinkling 1 -2 Compression 1 -2 e 2 Forming Window

Os pontos a serem plotados no gráfico DLC são obtidos através das equações: Onde: e1: Deformação maior da elipse; e2: Deformação menor da elipse; e3: Deformação no sentido da espessura da chapa; 1, 2, 3: Deformações verdadeiras; Do1=Do2: Diâmetro inicial do círculo; Df1: Diâmetro maior da elipse; Df2: Diâmetro menor da elipse; To: Espessura inicial da chapa; Tf: Espessura final da chapa.

Avaliação das deformações em chapas

Medição das deformações

Medição das deformações

Medição das deformações

Curva Limite de Conformação Ferramenta de Nakazima

CLC método Nakazima

Corpos de Prova - Nakazima

Medição das deformações

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Corpos de Prova - Nakazima

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação

Fatores que afetam os limites de conformação

Curva Limite de Conformação Tipos de malhas:

Utilização das CLC

Comparação das deformações medidas com uma CLC Utilização das CLC Comparação das deformações medidas com uma CLC

Medições experimentais – peça retangular B C A: 5.66 X 5.11 B: 5.50 X 4.57 C: 5.90 X 4.37 D: 5.42 X 4.96 E: 5.16 X 5.05 Equivalent major and minor axes: Equivalent original square diameter: 5 mm.

Diagrama Limite de Conformação B C DLC – A linha mostra o padrão das deformações ao longo da seção da peça.

Medições experimentais – peça circular B C D (a) (b) (c) A: 5.83 X 5.55 B: 5.36 X 5.25 C: 5.87 X 5.03 D: 6.15 X 4.04 Original diameter: 5 mm

Diagrama Limite de Conformação DLC - A linha BCD é o padrão da deformação para a pré-forma (b). Note que o caminho de deformação OBA para o ponto próximo ao centro, onde OB é a deformação em primeiro estágio e BA é a deformação adicional do segundo estágio.

ENSAIO NAKAZIMA Levantamento da “Curva Limite de Conformação”

ENSAIO NAKAZIMA Corpos de Prova antes e depois dos ensaios: Malha Original Embutimento Profundo Estiramento

ENSAIO NAKAZIMA

Aplicacao CLC

Possível solução Condição atual Condição proposta Esp 1,17 Esp 0,77 Esp 1,17 Aumentar a espessura

CLC – Aplicação prática Aplicação de uma Malha na Superfície da Chapa Medição dos Círculos ou Quadrados Cálculo das Deformações Comparação com os Limites dos Materiais

Curva Limite de Conformação

Curva Limite de Conformação