Comparação de modelos de atrito na simulação numérica do processo de forjamento isotérmico
Comparison of friction models in numerical simulation of isothermal forging process
Thomas Gomes dos Santos; Diego Rafael Alba; André Rosiak; Diego Pacheco Wermuth; Lirio Schaeffer
Resumo
A análise por elementos finitos é fundamental no projeto e otimização dos processos de conformação mecânica. Para obter resultados precisos, é essencial entender detalhadamente os parâmetros principais do processo. Este estudo examina a influência de diferentes modelos de atrito na simulação numérica do forjamento isotérmico de uma liga comercial de alumínio. Utilizando o software FORGE NxT 2.0, foram analisados os modelos de atrito Tresca, Coulomb-Tresca e Viscoplástico (Norton), comparando-se seus resultados com experimentos de forjamento de uma geometria axissimétrica. O objetivo é identificar o modelo de atrito mais adequado para simular o processo. A metodologia incluiu o levantamento das condições tribológicas realizado através de ensaios de compressão do anel para determinar os coeficientes de atrito, os quais foram incorporados na simulação do forjamento isotérmico. Posteriormente, foram realizados experimentos de forjamento a quente, e os resultados numéricos referentes à geometria final, energia consumida, força de conformação e temperatura foram comparados com os dados experimentais.
Palavras-chave
Abstract
Finite element analysis is a fundamental tool in the design and optimization of mechanical forming processes. To obtain accurate results, it is essential to understand the key process parameters in detail. This study examines the influence of different friction models on the numerical simulation of isothermal forging of a commercial aluminum alloy. Using the FORGE NxT 2.0 software, the Tresca, Coulomb-Tresca and Viscoplastic (Norton) friction models were analyzed, comparing their results with forging experiments using an axisymmetric geometry. The objective is to identify the most appropriate friction model to simulate the process. The methodology included a survey of tribological conditions carried out through ring compression tests to determine the friction coefficients, which were incorporated into the isothermal forging simulation. Subsequently, hot forging experiments were carried out, and the numerical results regarding the final geometry, energy consumed, forming force and temperature were compared with the experimental data.
Keywords
Referências
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Submetido em:
30/10/2022
Aceito em:
22/08/2024
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