Autor(es):
Silva, Sérgio Marques da 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/7372
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia mecânica; Chapas metálicas - Conformação; Aço - Deformação plástica; Simulação numérica; Método dos elementos finitos
Descrição
O interesse industrial em componentes de baixo peso tem contribu´ıdo nos
´ultimos anos para um significativo esfor¸co de pesquisa em novos materiais
capazes de garantir altas propriedades mecˆanicas, boa formabilidade e custos
razo´aveis quando comparados aos a¸cos macios tradicionais. Os a¸cos de
duas fases (dual-phase) tˆem-se mostrado como materiais de alta resistˆencia
e formabilidade aceit´avel. Estes a¸cos vˆem sendo desenvolvidos a fim de
suprir a necessidade da ind´ustria por materiais mais resistentes e que possibilitem
a redu¸c˜ao de peso. Por outro lado, a simula¸c˜ao num´erica contribui e
promove a r´apida introdu¸c˜ao deste novos materiais e a optimiza¸c˜ao aplicada
ao projecto reduz o tempo e custo de produ¸c˜ao do produto. Actualmente,
existem diversos problemas de engenharia cujas propriedades podem ser
expressas atrav´es de uma fun¸c˜ao, denominada fun¸c˜ao objectivo. Existem
diversos m´etodos que possuem como principal objectivo minimizar a referida
fun¸c˜ao.
A presente Disserta¸c˜ao tem como principal objectivo a simula¸c˜ao num´erica e
optimiza¸c˜ao em conforma¸c˜ao pl´astica de chapas met´alicas. Numa primeira
fase, estudam-se numericamente metodologias de previs˜ao de defeitos em
componentes met´alicos obtidos por conforma¸c˜ao pl´astica, nomeadamente,
fen´omenos de retorno el´astico (springback), instabilidade `a compress˜ao ou
rugas (wrinkling ) e “orelhas” de embutidura (earing ). Analisa-se, recorrendo
a “benchmarks” dispon´ıveis na literatura, a influˆencia de alguns
parˆametros sobre os resultados num´ericos, entre os quais o refinamento
de malha de elementos finitos e a formula¸c˜ao de elementos finitos utilizada.
Numa segunda fase, ´e formulado um problema de engenharia inversa, com
o objectivo principal de determinar a forma ideal do esbo¸co inicial (antes
da conforma¸c˜ao), a fim de que a caixa quadrada conformada apresente um
perfil regular, sem o aparecimento de orelhas (earing ). The industrial interest in low weight components in recent years has contributed
in a significant research effort on new materials that can achieve
high mechanical properties, good formability and reasonable costs when
compared to traditional mild steels. The dual-phase steels have been shown
as materials of high strength and acceptable formability. These steels have
been developed to match the industry need of high resistance materials that
lead to weight reduction. Moreover, the numerical simulation contributes
and promotes the rapid introduction of these new materials and optimization
applied to the project reduces the time and cost of product manufacturing.
Currently, there are several engineering problems whose properties can be
expressed through a function, called objective function. There are several
methods that have as main objective to minimize that function.
The main objective of the present Thesis is the numerical simulation and
optimization, by the Finite Element Method, of sheet metal forming processes.
In a first stage, this numerical method can be used for the prediction
of defects in metal components obtained in plastic forming, namely springback,
compression instability or wrinkling and earing. The influence of
several input parameters in the simulation, which can affect the numerical
results, such as the finite element mesh refinement and formulations, for
the material characterization are analyzed, using benchmarks available in
the literature.
In a second phase, a reverse engineering problem is formulated, as a main
goal of this problem to determine the optimum shape of the initial blank
(before forming) in order that the formed square cup would show a regular
profile, without the onset of earing effects. Mestrado em Engenharia Mecânica
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Português
Orientador(es)
Campos, António Gil d'Orey de Andrade; Valente, Robertt Angelo Fontes
