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http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2305
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Simulação numérica e experimentos de estampagem com diferentes modelos tribológicos |
???metadata.dc.creator???: | Stürme, Lindofo |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Meira Júnior, Agenor Dias de |
???metadata.dc.description.resumo???: | Este trabalho apresenta um estudo sobre as condições tribológicas no processo de conformação de chapas, e suas relações com o produto estampado, através de simulação numérica e testes experimentais; e um estudo de caso utilizando modelos tribológicos gerados, considerando a rugosidade da ferramenta em 2 níveis, com 3 níveis de lubrificação, correlacionando-os com o tipo de material da chapa. Ao mesmo tempo, foi realizada simulação com o modelo de atrito convencional de Coulomb, para comparação de resultados. As simulações foram validadas através de testes experimentais, fazendo uso de uma ferramenta de testes em ambiente fabril. As peças conformadas foram submetidas às medições das abas e espessuras, sendo as medições analisadas estatisticamente. Os resultados das simulações utilizando os modelos tribológicos calculados, demonstraram que, entre todas as variações testadas, a espessura da peça tem menor alteração dimensional com a combinação entre rugosidade Sa= 0,4 μm e 3 g/m2 de lubrificante, sendo esta combinação também responsável pelo melhor fluxo de material sobre a ferramenta, resultando em abas menores. Já a simulação utilizando o modelo convencional de coulomb, resultou em espessuras menores e abas maiores, ou seja, maior restrição ao fluxo da chapa sobre a ferramenta. Quanto aos experimentos práticos, no quesito redução de espessura, a análise estatística demonstrou que as quantidades de lubrificante testadas não exerceram influência significativa. Desta forma, levando em consideração o custo benefício, a condição tribológica ideal para preservação de espessura, foi a ferramenta com rugosidade Sa= 0,4 μm, juntamente com adição de 0,5 g/m2 de lubrificante. Já no quesito dimensões das abas, a análise estatística demonstrou que tanto a variável rugosidade da ferramenta, quanto a variável quantidade de lubrificante, exerceram influência significativa nos resultados dimensionais. A quantidade de 3 g/m2 de lubrificante resultou em abas bem menores em comparação com as demais condições de lubrificação, principalmente sobre a rugosidade 0,4 μm, sendo esta a combinação recomendada. Quanto às comparações entre simulação e experimentos práticos, no quesito redução de espessura, verificou-se que as peças estampadas resultaram em espessuras em torno de 4% menores em relação às simulações com os modelos tribológicos calculados e, em torno de 3% menores em relação ao modelo de atrito convencional de Coulomb. Já as medições das abas, por sua vez, tiveram variação média em torno de 2% na comparação com as simulações. Para as condições de estudo deste trabalho, e baseado nos resultados obtidos, a opção pelo uso do modelo de atrito convencional de Coulomb para simulações numéricas está justificada. |
Abstract: | This work presents a study on the tribological conditions in the sheets forming process and its relations with the stamped product, through numerical simulation and experimental tests; and a case study using generated tribological models, considering the roughness of the tool in two levels, with three lubrication levels, correlating them with the type of sheet material. At the same time, it was performed a simulation with the conventional Coulomb’s friction model for the comparison of results. It has validated the simulations throughout experimental tests by using a tests tool in a factory facility. It has subjected the shaped parts to measurements of the bends and thicknesses, and it has been analyzed the measurements statistically. The results of the simulations using the calculated tribological models showed which, among all the tested variations, the part’s thickness has the smallest dimensional change with the combination of roughness between Sa= 0.4 μm and 3 g/m2 of lubricant, this combination has also been responsible for the best flow of material over the tool, resulting in smaller bends. Meanwhile, the simulation using the conventional Coulomb’s model resulted in smaller thicknesses and larger bends, in other words, greater restriction to the flow of the sheet over the tool. As for practical experiments, in terms of thickness reduction, the statistical analysis has evidenced that the quantities of tested lubricants did not exert a significant influence. Thus, considering the cost-benefit, the ideal tribological condition for thickness conservation was the tool with roughness Sa= 0.4 μm, in conjunction with the addition of 0.5 g/m2 of lubricant. In terms of bend dimensions, the statistical analysis showed that both the roughness variable of the tool and the quantity variable of the lubricant exerted a significant influence on the dimensional results. The amount of 3 g/m2 of lubricant resulted in much smaller bends compared to other lubrication conditions, mainly on 0.4 μm roughness, which is the recommended combination. As for the comparisons between simulation and practical experiments, in terms of thickness reduction was found that the stamped components resulted in thickness around 4% lower compared to the simulations with the calculated tribological models around 3% lower compared to the conventional Coulomb’s friction model. The measurements of the bends, in turn, had an average variation of around 2% in comparison with the simulations. For the study conditions of this work, and based on the obtained results, the option to use the conventional Coulomb’s friction model for numerical simulations is justified. |
Keywords: | Estampagem Tribologia Rugosidade Lubrificação Simulação |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL |
???metadata.dc.language???: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade de Passo Fundo |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UPF |
???metadata.dc.publisher.department???: | Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação |
Citation: | STÜRMER, Lindolfo. Simulação numérica e experimentos de estampagem com diferentes modelos tribológicos. 2021. 92 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2021. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/2305 |
Issue Date: | 8-Oct-2021 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação |
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2021LindolfoSturmer.pdf | Dissertação Lindolfo Stürmer | 2.85 MB | Adobe PDF | View/Open ???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.preview??? |
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