Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, David Reis
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/38959
Resumo: Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
id RCAP_a2d6a88ad85966b36854d6d1c58c9498
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/38959
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4VNumerical modeling of the machining of the Ti6Al4V titanium alloyMétodo dos elementos finitosFormulação explícitaFresagemTi6Al4V Finite element methodExplicit formulationMillingTi6Al4VDissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraO objetivo proposto para este trabalho foi o desenvolvimento de um modelo para a simulação numérica do processo de fresagem da liga de titânio Ti6Al4V, através do programa de elementos finitos Abaqus Explicit. O modelo deve contemplar a análise das forças de corte e da distribuição de tensões, bem como dos parâmetros de processo e geométricos. O modelo elaborado considera que o comportamento mecânico da liga de titânio é modelado com recurso à lei de encruamento de Johnson-Cook, sendo adotada a lei de dano proposta pelos mesmos autores. O comportamento plástico é considerado isotrópico, sendo descrito pelo critério de plasticidade de von Mises. O tempo de computação associado à formulação explícita é fortemente dependente da dimensão mínima dos elementos finitos adotados, uma vez que o método é condicionalmente estável. Assim, numa primeira etapa foi analisada a influência nos resultados da discretização adotada para o bloco. De modo a reduzir o tempo de computação, foi também analisada a hipótese de considerar valores mais elevados para as velocidades de rotação e de avanço, sem que ocorram efeitos de inércia indesejáveis. Numa segunda etapa foi analisada a influência do material que se encontra ao lado da ferramenta no momento do corte, sendo para tal elaborados dois modelos: um para fresagem completa do topo do bloco e o outro para fresagem parcial. Por último, foi analisada a influência do coeficiente de atrito, tendo sido considerados três valores tipicamente utilizados na literatura. Os resultados mostram que o modelo desenvolvido permite uma análise comparativa dos parâmetros de processo. No entanto, a comparação com resultados experimentais exige uma dimensão dos elementos finitos que conduz a tempos de computação muito elevados.The aim established for this work was to develop a model for the numerical simulation of the milling process of Ti6Al4V titanium alloy, through the finite element software Abaqus Explicit. The model should enable the cutting forces and stresses distribution analysis, as well changing the process and geometric parameters. The developed model considers that the mechanical behaviour of the titanium alloy is modelled using Johnson-Cook hardening law, combined with the damage law suggested by the same authors. The plastic behaviour is considered isotropic, being described by the von Mises yield criterion. The computation time resulting from the explicit formulation adopted is strongly dependent of the minimum finite elements size, since the method is conditionally stable. Thus, in a first phase the influence on the results of the adopted discretization for the milled block was analysed. In order to reduce the computation time, the possibility of using higher values of spindle speed and feed rate was also analysed, while avoiding the occurrence of undesirable inertia effects. In a second step, the influence of the material adjacent to the cutting tool was analysed, using two models: one for the complete milling of the top of the block and the other for its partial milling. Finally, the influence of the friction penalty was studied, using three values typically referenced in the literature. The results show that the developed model allows a comparative analysis of the process parameters. However, the comparison with the experimental results requires a minimum finite element size that leads to very high computation times.2014-09-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/38959http://hdl.handle.net/10316/38959TID:201664879porMarques, David Reisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2020-05-25T12:36:02Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/38959Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:58:55.531989Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
Numerical modeling of the machining of the Ti6Al4V titanium alloy
title Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
spellingShingle Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
Marques, David Reis
Método dos elementos finitos
Formulação explícita
Fresagem
Ti6Al4V Finite element method
Explicit formulation
Milling
Ti6Al4V
title_short Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
title_full Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
title_fullStr Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
title_full_unstemmed Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
title_sort Modelação numérica da maquinação da liga de titânio Ti6AI4V
author Marques, David Reis
author_facet Marques, David Reis
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Marques, David Reis
dc.subject.por.fl_str_mv Método dos elementos finitos
Formulação explícita
Fresagem
Ti6Al4V Finite element method
Explicit formulation
Milling
Ti6Al4V
topic Método dos elementos finitos
Formulação explícita
Fresagem
Ti6Al4V Finite element method
Explicit formulation
Milling
Ti6Al4V
description Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-09-12
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10316/38959
http://hdl.handle.net/10316/38959
TID:201664879
url http://hdl.handle.net/10316/38959
identifier_str_mv TID:201664879
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133880908775424

Registros relacionados