Conformabilidade das Chapas Estimao de Conformabilidade das Chapas

Conformabilidade das Chapas Estimação de Conformabilidade das Chapas pelo Testes de Propriedades Mecânicas e Testes Tecnológicos

Esquema de Produção de Chapas

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, A 50 – Valores de Anisotropia r e Encruamento n • Testes Tecnológicos (Imitação do Processo) – – Erichsen-Test: Estiramentabilidade Limite da Razão de Estampagem Profundo: Estampabilidade Combinações: Swift, Fukui, Engelhard-Test LRE com Diferentes Punções: Mistura sistemática

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

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

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

Relações entre as Propriedades Compromisso entre Resistência e Conformabilidade

Diagrama do Goodwin e Keeler Rupturas

Curva do Limite de Conformação Deformação j 1 Estampagem Tensão “Plane profundo uniforme strain” Estiramento biaxial Deformação j 2

Corpos de Prova para o Teste • Corpos de Prova para Ensaio de Embutimento com Punção hemisferical

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 • Diferentes Corpos de Prova Estampagem Estiramento • Diferentes Ensaios

Comparação dos Tipos de Aço Inox • Aço Inox austenítico • Aço Inox ferrítico

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

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

Erichsen-Teste • Erichsen-Teste: – Teste para a Estimação de Estiramento – Estimação do Tamanho dos Grãos da Microestrutura FN FN

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

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 Ld. TM

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

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

Resultados com Aço Inox • Ruptura no Diâmetro 200 mm com Óleo • Boa no Diâmetro 220 mm com Folha de Teflon

Testes Práticos com Suporte

Ferramenta no Ld. TM

Testes de Atrito e Desgaste • Importância de Atrito e Desgaste na Conformação de Aços Inox e Aços com alta Resistencia 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 Ld. TM

Efeitos de Atrito na Superfície

Principio e Tipos do Atrito

Diferentes Áreas de Atrito • Diferentes Demandas do Atrito na Estampagem ou Estiramento – Flange µ => 0 / 1 – Matriz µ => 0 / 1 – Fundo µ => 1 / 0

Novas Estruturas de Superfície Exemplos para diferentes Estruturas de Superfície das Chapas

Demandas para Testes de Atrito • O Material deve estar em Fluxo ! => Tensão acima de Tensão do Escoamento • O Pressão deve estar no mesmo Tamanho como no Processo real ! • A Velocidade deve ser a mesma como no Processo real ! (Não na Maquina de Tração) • Os Raios dos corpos de prova devem ser idênticos aos Raios da ferramenta de Estampagem

Máquina projetada no Ld. TM

Dados Técnicos da Maquina • • • Força Máxima: 50 k. N 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 2. . . 30 mm