Análise do retorno elástico do aço ASTM A36 em processos de dobra em V em diferentes velocidades e raios de ferramental
Analisys of ASTM A36 steel spring back in V-bending processes at different speeds
Rafael Menezes Nunes, Henrique André Heine
Resumo
O processo de conformação de chapas metálicas, o qual envolve a deformação plástica dos aços, é amplamente empregado na fabricação de uma variedade de peças na construção metal mecânica. Nesse processo, existem alguns fatores que devem ser considerados e analisados, podendo citar como exemplo o retorno elástico do aço. A ocorrência desse fator específico, pode ocasionar divergências dimensionais, impossibilitando o processo seguinte e, consequentemente, a perda ou retrabalho do material, acarretando aumento de custos. Ao longo dos anos, a indústria metal mecânica tem se motivado a buscar novos estudos nessa área, a fim de aprimorar os processos de conformabilidade de dobramento das peças na tentativa de prever o retorno elástico causado no processo. O objetivo do estudo é investigar a ocorrência do retorno elástico no aço ASTM A36 durante o processo de conformabilidade de chapas. Os aços utilizados neste estudo possuem uma espessura de 4,75 mm e 6,35 mm, e foram deformados no processo de dobramento no formato em V realizado em diferentes matrizes e velocidades de dobramento. Com os resultados obtidos nesse estudo, foi possível mostrar: quanto maior a velocidade do processo de dobramento, maior é a variação do retorno elástico.
Palavras-chave
Abstract
The sheet metal forming process, which involves the sheet metal bending process, is widely used in the manufacture of a variety of parts in the metal-mechanical industry. In this process, there are some factors that must be considered and analyzed, such as the spring back of steel. The occurrence of this specific factor, can cause dimensional divergences, making the next process impossible and, consequently the loss of material or reworking. Over the years, the metal-mechanical industry has been motivated to seek new studies, to improve the bending process to control the spring back. The aim of the study is to investigate the occurrence of spring back of ASTM A36 steel during the sheet forming process. The steels have a thickness of 4.75 mm and 6.35 mm and were deformed in the V-shaped bending process. The bending process carried out in different tools and strain rates. With the obtained results in this investigation, it was possible to show with the greater strain rates of the bending process the greater variation of the elastic return has been raise.
Keywords
Referências
1 Bakhshi-Jooybari M, Rahmani B, Daeezadeh V, Gorji A. The study of spring-back of CK67 steel sheet in V-die and U-die bending processes. Materials & Design. 2009;30(7):2410-2419.
2 Tekkaya AE. State-of-the-art of simulation of sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology. 2000;103(1):14-22.
3 Reddy P, Reddy G, Prasad P. A review on finite element simulations in metal forming. International journal of engineering research International Journal of Modern Engineering Research (IJMER). 2012;2(4):2326-2330.
4 Jamli MR. Finite element analysis of springback process in sheet metal forming. Journal of Advanced Manufacturing Technology (JAMT). 2017;11(1(1):75-84.
5 Farsi MA, Arezoo B. Bending force and spring-back in v-die-bending of perforated sheet-metal components. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2011;33(1):45-51.
6 Nanu N, Brabie G. Analytical model for prediction of springback parameters in the case of U stretch–bending process as a function of stresses distribution in the sheet thickness. International Journal of Mechanical Sciences. 2012;64(1):11-21.
7 Tekaslan Ö, Şeker U, Özdemir A. Determinar a quantidade de retorno elástico da chapa de aço tem 0,5 mm de espessura em matrizes de dobra. Materiais e Design. 2006;27(3):251-258.
8 Fonseca E, Reguly A. The use of the ultrasound measurement technique for the evaluation of mechanical properties of the ASTM A36 steels. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2011;33(2):212-217.
9 Chiaverini V. Aços e ferros fundidos: características gerais, tratamento térmicos, principais tipos. 7. ed. São Paulo: Associação Brasileira de Metais; 2008.
10 Bruschi S, Altan T, Banabic D, Bariani PF, Brosius A, Cao J, et al. Testing and modelling of material behaviour and formability in sheet metal forming. CIRP Annals. 2014;63(2):727-749.
11 Quadros GN. Análise dos fatores influenciadores na não conformidade dimensional do processo de dobramento [Trabalho de Conclusão de Curso]. Bento Gonçalves: Universidade de Caxias do Sul; 2020.
12 Menon M. Estudo de ensaios mecânicos laboratoriais para a determinação de planos de ações para o controle de qualidade [Trabalho de Conclusão de Curso]. Francisco Beltrão: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; 2020.
13 ASTM International. ASTM A36/36M. Standard Specification for Carbon Structural Steel: Annual Book of ASTM Standards. West Conshohocken, PA: ASTM International; 2008. 4 p.
14 Ferrari M, Neves MDM, Panão JN. Análise das propriedades mecânicas de juntas de aço carbono estrutural soldadas pelo processo arco submerso com os arcos simples e duplo (Tandem-Arc). 2019;Soldagem & Inspeção, 24.
15 Lal RK, Choubey VK, Dwivedi JP, Kumar S. Study of factors affecting Springback in sheet metal forming and deep drawing process. Materials Today: Proceedings. 2018;5(2):4353-4358.
16 Wang A, Zhong K, El Fakir O, Liu J, Sun C, Wang L-Let al. Springback analysis of AA5754 after hot stamping: experiments and FE modelling. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017;89(5-8):1339-1352.
17 Hu J, Marciniak Z, Duncan J, editors. Mechanics of sheet metal forming. USA: Elsevier; 2002.
18 Bresciani E Fo, Silva IB, Batalha GF, Button ST. Ettore et al. Conformação plástica dos metais. 6. ed. Campinas: EPUSP; 2011. 254 p.
19 Silva ÉA, Silva JWJ, Sampaio NAS, Faye JP, Alexis J, Abdalla AJ Estudo dos modelos de encruamento em aços automotivos por meio do método de elementos finitos e da técnica de difração de elétrons retro espalhados. Research, Social Development. 2020;9(2):e44911535.
20 Suyuti MA, Iswar M, Nur R. Effect of punch parameters on springback for mild carbon steel in A V-Shape bending process. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;541(1):012015.
21 Aydin K, Karaağaç İ, Uluer O. The formability and springback characterization of laser-welded DP–HSLA sheets. Applied Physics. A, Materials Science & Processing. 2019;125(8):525.
22 Fang Z, Jiang Z, Wei D, Liu X. Study on springback in micro V-bending with consideration of grain heterogeneity. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015;78(5-8):1075-1085.
23 Huang Y, Leu, D. Effects of process variables on v-die bendingprocess of steel sheet. International Journal of Mechanical Sciences. 1998;40(7):631-650.
Submetido em:
18/05/2021
Aceito em:
24/09/2021
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email