Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.01202
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

COMPARAÇÃO ENTRE CARGAS MEDIDAS E PREVISTA VIA FEM (FINITE ELEMENT METHOD) EM PROCESSO DE TREFILAÇÃO

NUMERICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF STRENGTH FOR WIRE DRAWING LOW CARBON STEEL

Souza, Vanessa Moura de; Souza, Tomaz Fantin de; Wolfart Júnior, Mário; Rocha, Alexandre da Silva

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Resumo

O processo de trefilação de barras, arames e tubos é amplamente utilizado na indústria metal-mecânica para a fabricação de eixos automotivos, componentes mecânicos, cabos de aço, trilhos de trem, pregos, parafusos e etc. O conhecimento e controle dos parâmetros de processo como coeficiente de atrito, força de trefilação, tensões e deformações contribuem para uma melhor qualidade do produto e na redução do consumo energético e perdas desnecessárias. Desta forma, este trabalho objetiva analisar e medir a força necessária para trefilar uma redução em área do processo de fabricação de arames de aço de baixo teor de carbono, através da modelagem e simulação computacional do processo de trefilação e comparação dos resultados de força numéricos com os resultados experimentais obtidos através da trefilação dos arames em uma máquina universal de ensaios adaptada para a realização do processo. Além disso, este artigo tem como propósito indicar o coeficiente de atrito de Coulomb (µ) do processo utilizando o valor da força de trefilação obtida nos experimentos e a equação teórica de Siebel.

Palavras-chave

Trefilação de arames, Simulações computacionais, Força de trefilação, Coeficiente de atrito.

Abstract

The process of wire drawing is widely used in the metal industry for the manufacture of automotive axles, mechanical components, steel cables for the fishing industry, railroad tracks, nails, screws, etc. The knowledge and control of process parameters such as the coefficient of friction, wire drawing strength, stress and strain can contribute to a better quality of the product and in achieving a cleaner process, which reduces energy consumption and unnecessary losses. This paper aims at analyzing and measuring the necessary strength to wire drawing an area reduction in the manufacturing process of low carbon steel wire, through an Emic universal testing machine adapted to the process and the construction of a device to hold the draw die. In addition, this paper aims to indicate Coulomb’s coefficient of friction (µ) for the process using the value of the wire drawing strength obtained during experiments using the theoretical equation of Siebel and the strain and residual stress obtained through computational simulation results.

Keywords

Wire drawing, Computational simulations, Wire drawing strength, Coefficient of friction.

Referências

1 Cetlin PR. Trefilação básica. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da UFMG; 2012.

2 Baid C, Wright RN. Flow stress for the modeling of stainless steel and nickel wire drawing. Wire Journal International. 2011; March: 66-69.

3 Lange K. Forming handbook. New York: McGraw Hill and SME; 1993.

4 Dieter GE. Metalurgia mecânica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois; 1996.

5 Martins P, Rodrigues J. Tecnologia mecânica. vol. 1. Lisboa: Escolar; 2005.

6 Kim T, Kim B, Choi J. Predictions of die wear in the wire-drawing process. Journal of Materials Processing Technology. 1997;65:11-17.

7 Nakagiri A, Yamano T, Konaka M, Asakawa M, Sasaki W. Behavior of residual stress and drawing stress in conicaltype die and circle-type die drawing by fem simulation and experiment. Wire Journal International. 2002; August: 72-80

8 Schaeffer L. Conformação mecânica. Porto Alegre: Imprensa Livre; 2004.

9 Tekkaya AE. State-of-the-art of simulation of sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology. 2002;103:14-22.

10 Godfrey H, Richards F, Saron S. The benefits of using wiredrawing dies with smaller included angles and longer nibs. Wire Journal International. 2000;33(6):102-113.

11 Martins P, Rodrigues J. Tecnologia mecânica. vol. 1. Lisboa: Escolar; 2005.

12 Dieter GE. Metalurgia mecânica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois; 1996.

13 Atienza JM, Elices M. Influence of residual stresses in the stress relaxation of cold drawn wires. Materials and Structures. 2004;37(269):301-304.

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