Tese de Doutorado Gilmar - Programa de de Pós-Graduação em ...

A modelagem computacional de cada estágio do processo de conformação
pelo método de elementos finitos pode tornar o projeto da sequência mais rápido e
eficiente, decrescendo o uso dos métodos convencionais de “tentativa e erro” (CHO,
et al. 2003; LIMA; BUTTON, 2000). A existência de um banco de dados obtido
experimentalmente e em combinação com “software” específico de simulação
potencializa o valor da simulação, e, mais importante, a velocidade de
desenvolvimento do processo.
As prensas mecânicas são de alta produtividade e elevado custo inicial em
comparação às prensas hidráulicas. Justifica-se, portanto, este trabalho pela
possibilidade que a simulação por elementos finitos proporciona em termos de se
analisar as restrições da extrusão em prensa hidráulica em detrimento à prensa
mecânica de alta velocidade de deformação em aços utilizados, na condição de
conformado a frio.
Extrusão é o processo pelo qual um bloco de material é reduzido na seção
transversal por forçá-lo através de um orifício sob alta pressão. Em razão das
elevadas forças envolvidas, a maioria dos materiais são extrudados a quente onde a
resistência à deformação é menor. O processo de extrusão a frio (direto e indireto), é
possível para muitos materiais e constitui importante alternativa de processo
comercial (DIETER, 1976).
A extrusão é feita em prensas hidráulicas ou mecânicas. Extrusão a frio se
relaciona com a conformação a frio de arames e barras para produção de peças tais
como eixos, pinos, parafusos e terminais para indústria automobilística.
Conformação a frio resulta em alta produção de peças de material de custo baixo
com excelente controle dimensional e acabamento superficial
A conformação mecânica muda as propriedades mecânicas do material. Há
freqüentemente uma alteração da resistência mecânica, devido à deformação a frio.
A magnitude dessa alteração não depende somente das dimensões iniciais e finais
do produto, mas, também, do caminho de deformação a que o produto foi
submetido. Após algum endurecimento inicial, existe a possibilidade que mais
deformações possam amaciar o material.
O presente estudo utilizou a modelagem numérica via elementos finitos e
métodos experimentais. O caminho de deformação aliado à visioplasticidade e a
técnica de elementos finitos, adicionada à comprovada correlação entre nanodureza
e tensão de fluxo, constituíram idéias básicas que nortearam os experimentos.
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