Robust analysis and optimization of a flatten surface technique

• Autor(a) principal: Amaral, Eduardo Ferreira da Silva Monteiro
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/16765
• topic: Deformacão Plástica; DACE; Optimização Robusta; Metamodelos; Optimização; Metal forming; Robust Optimization; Metamodels; Optimization

Atualmente, as empresas têm como principal enfoque o melhoramento da qualidade do produto, a redução do desperdício e do tempo de produção através de processos de optimização. Neste trabalho, foi usada uma técnica, Waffling process, com o objetivo de aplainar a superfície do material. Uma vez que o conhecimento científico relacionado com este método é ainda muito limitado, foi necessário realizar um estudo sobre este tema para permitir a elaboração do trabalho. A metodologia utilizada teve como base o Método de Elementos Finitos (MEF), a Análise e Desing de Experiências Computacionais (DACE - Design and Analysis of Computer Experiment), Optimização Robusta (OR) e um teste prático que, por sua vez, possibilitou a validação da simulação por elementos finitos. A simulação através do MEF permite a compreensão do comportamento de uma estrutura ou de um componente, facilitando a sua otimização antes do seu fabrico, diminuindo os custos associados à sua produção. No entanto, existem algumas desvantagens como, por exemplo, o elevado custo do programa computacional, o tempo despendido para replicar a realidade e a existência de vários fatores que podem originar resultados distintos da realidade. Para ultrapassar estas desvantagens foi utilizada a metodologia OR que toma em consideração a incerteza que existe no mundo real, permitindo melhorar a precisão, predizendo os inputs/outputs da simulação. Este método recorre ao uso de metamodels, que permitem diminuir o tempo e custo do processamento da simulação, de modo a obter um maior entendimento sobre o processo e, consequentemente, a otimização do mesmo. A escolha do metamodel foi determinada com base no valor de predição e no valor do desvio presente em cada simulação. A simulação e os testes práticos apresentam algumas diferenças ao nível do valor de springback, que poderá ter sido uma consequência da rigidez da ferramenta de waffling utilizada na simulação, uma vez que, a densidade da malha tem um limite máximo de elementos ou, ainda, devido às diferenças causadas pela variação das propriedades do material entre a dobragem, pré-dobragem e rolling. Em suma, este trabalho permitiu adquirir um maior conhecimento sobre este processo e uma redução média de 13.3% no ângulo final de dobragem.