Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica Iniciação Científica.

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1 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica Iniciação Científica no Laboratório de Fenômenos de Superfície desde janeiro de 2004

2 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 SIMULAÇÃO DO FORJAMENTO A FRIO DE CRUZETA DE PEQUENO PORTE UTILIZANDO OS AÇOS ABNT 1020 E 16MnCr5 G. K. Weisheimer, L. V. Ramos, A. Sinatora

3 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Forjamento da Cruzeta Características: Blanque cilíndrico L = 110mm, Ø = 30mm Dois punções Matriz em cruz, perpendicular ao blanque

4 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Devido à complexidade da geometria, o estudo deste processo torna-se muito complicado sem auxílio computacional Método dos Elementos Finitos utilizado para aproximar o comportamento da peça durante o forjamento Forjamento da Cruzeta

5 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Materiais Propriedades Mecânicas

6 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Materiais Propriedades Mecânicas O aço ABNT 1020 possui tensão de escoamento menor, logo é mais fácil conformá-lo mecanicamente

7 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Materiais O aço ABNT 1020 não consta no banco de dados de materiais do software Foi utilizado o aço DIN 1.0402 (C22)

8 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Modelo Utilizado Simulação via Método dos Elementos Finitos Elementos Hexaédricos de 8 nós Comportamento elasto-plástico, análise termo-mecânica Modelos de 15000 e 25000 elementos Modelo de ¼ da cruzeta Características do Processo Velocidade dos punções: 15 mm/s Coeficiente de atrito μ = 0,3 Temperatura ambiente: 25°C

9 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Resultados Força de Atrito Força Normal Temperatura Deformação Plástica Deformação Elástica

10 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Força de atrito (N) Esforços na Matriz

11 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Esforços na Matriz 1020 16MnCr5 Força de atrito (N)

12 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Força de atrito (N) Esforços na Matriz

13 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Esforços na Matriz 16MnCr5 Força de Atrito (N)

14 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Força de atrito (N) Esforços na Matriz

15 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Força normal (N) Esforços na Matriz

16 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Força normal (N) Esforços na Matriz

17 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Esforços na Matriz Força normal (N)

18 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Força Normal (N) 16MnCr5 Esforços na Matriz

19 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 1020 16MnCr5 Esforços na Matriz Força normal (N)

20 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Análises em 3 cortes Análises em 3 cortes Planos de Corte TransversalDiagonalLongitudinal

21 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Plástica 16MnCr5 1020 25 %

22 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 50 % Deformação Plástica 16MnCr5 1020

23 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 75 % Deformação Plástica 16MnCr5 1020

24 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 100 % Deformação Plástica 16MnCr5 1020

25 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 25 % Temperatura (°C) 16MnCr5 1020

26 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 50 % Temperatura (°C) 16MnCr5 1020

27 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 75 % Temperatura (°C) 16MnCr5 1020

28 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 100 % Temperatura (°C) 16MnCr5 1020

29 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5 25 %

30 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5 50 %

31 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5 75 %

32 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5 100 %

33 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5

34 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5

35 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5

36 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Deformação Elástica 1020 16MnCr5

37 Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e 16MnCr5 Força normal, força de atrito e temperaturas maiores para o aço 16MnCr5 : maiores esforços Deformações plásticas parecidas, maior para ABNT 1020 Deformações elásticas maiores para o 16MnCr5 Conclusões