Identificação dos parâmetros do modelo de Drucker-Prager/CAP para estudo da densificação mecânica de alumina atomizada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocco, Filipe Oliveira
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11951
Resumo: Pressing followed by sintering is among the most versatile materials processing routes and suits different classes of materials: ceramic, polymeric and metallic. In the last decade, this processing route has been gaining prominence in the industrial scenario. Pressing is a critical step in the process, as any nonhomogeneity introduced during this step is able to adversely affect the mechanical properties of the final (sintered) component. Thereby, the computational simulation of the pressing process is an important tool for the study and optimization of its main parameters. Mainly, the method allows the visualization and optimization of the pressing process before any investment is made in tooling projects and experimental tests. In order to obtain reliable results aided by the finite element method, it is necessary to first adopt a suitable material model for the mechanical compaction of the powder and, secondly, to follow a consistent calibration methodology of this model in order to determine its parameters with precision and consistency. The present work proposed the study of the process of cold pressing of alumina. For this purpose, the Drucker-Prager/Cap model implemented in Abaqus, a commercial finite element software, was used. The main objective of this project is the formulation of an experimental procedure to reliably calibrate the parameters of the constitutive model. The parameters of the model were calibrated by means of an experimental methodology, combining results obtained through different mechanical tests and taking into account the phenomenology of compaction of the particulate materials.
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Pressing is a critical step in the process, as any nonhomogeneity introduced during this step is able to adversely affect the mechanical properties of the final (sintered) component. Thereby, the computational simulation of the pressing process is an important tool for the study and optimization of its main parameters. Mainly, the method allows the visualization and optimization of the pressing process before any investment is made in tooling projects and experimental tests. In order to obtain reliable results aided by the finite element method, it is necessary to first adopt a suitable material model for the mechanical compaction of the powder and, secondly, to follow a consistent calibration methodology of this model in order to determine its parameters with precision and consistency. The present work proposed the study of the process of cold pressing of alumina. For this purpose, the Drucker-Prager/Cap model implemented in Abaqus, a commercial finite element software, was used. The main objective of this project is the formulation of an experimental procedure to reliably calibrate the parameters of the constitutive model. The parameters of the model were calibrated by means of an experimental methodology, combining results obtained through different mechanical tests and taking into account the phenomenology of compaction of the particulate materials.A prensagem seguida de sinterização figura entre as rotas mais versáteis de processamento de materiais, podendo ser aplicada às diferentes classes de materiais: cerâmicos, poliméricos e metálicos. Na última década, esta rota de processamento vem ganhando destaque no cenário industrial. A prensagem é uma etapa crítica no processo, pois qualquer não homogeneidade introduzida durante esta etapa irá afetar negativamente as propriedades mecânicas do componente final (sinterizado). Neste contexto, a simulação computacional do processo de prensagem constitui-se em uma ferramenta importante para o estudo e otimização de seus principais parâmetros. Principalmente, o método permite a visualização e otimização do processo de prensagem antes que se faça qualquer investimento em projetos de ferramentais e em testes experimentais. Para que os resultados obtidos pelo método dos elementos finitos sejam confiáveis, deve-se, primeiro, adotar um modelo de material adequado para a compactação mecânica do pó e, segundo, deve-se seguir uma metodologia consistente de calibração deste modelo, a fim de determinar seus parâmetros com precisão e coerência. O presente trabalho propôs o estudo do processo de prensagem a frio de um pó cerâmico. Para isso, foi utilizado o modelo de material Drucker-Prager/Cap disponível no software de elementos finitos comercial Abaqus. Sendo o objetivo principal deste projeto a elaboração de um procedimento experimental para identificação dos parâmetros do modelo constitutivo de forma confiável. Os parâmetros do modelo foram identificados por meio de metodologia experimental, combinando resultados obtidos via diferentes ensaios mecânicos e levando em consideração a fenomenologia de compactação dos materiais particulados.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código do Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessPrensagem uniaxialCompactação de pósAlumina atomizadaDrucker-Prager/CapClosed die pressingPowder compactionAluminaDrucker-Prager/CapENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSIdentificação dos parâmetros do modelo de Drucker-Prager/CAP para estudo da densificação mecânica de alumina atomizadaIdentification of Drucker-Prager/Cap model parameters for the study of mechanical densification of atomized aluminainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6006006c4aae26-90d6-4945-b2f5-ba87a8997b95reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdfFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdfTese de Doutoradoapplication/pdf14437607https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/1/Filipe%20Oliveira%20Rocco%20-%20Tese.pdf17618fce7ca7ef898a0e97c6adee72ecMD51BCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfCarta comprovante assinada pelo orientadorapplication/pdf366205https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdfa0a260d857928741e4c6fbb454da527fMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdf.txtFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain151932https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/4/Filipe%20Oliveira%20Rocco%20-%20Tese.pdf.txt47bd55778ddbbafc56fb4c16b4bee9f8MD54BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1450https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt723279b496d5e212711b66fa39b412deMD56THUMBNAILFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdf.jpgFilipe Oliveira Rocco - Tese.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6630https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/5/Filipe%20Oliveira%20Rocco%20-%20Tese.pdf.jpg80177d58940a89dcc4296dbba0c24a1eMD55BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13641https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11951/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg3c87f985f5001ae25703238317e616d1MD57ufscar/119512023-09-18 18:31:45.238oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/11951Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:45Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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description Pressing followed by sintering is among the most versatile materials processing routes and suits different classes of materials: ceramic, polymeric and metallic. In the last decade, this processing route has been gaining prominence in the industrial scenario. Pressing is a critical step in the process, as any nonhomogeneity introduced during this step is able to adversely affect the mechanical properties of the final (sintered) component. Thereby, the computational simulation of the pressing process is an important tool for the study and optimization of its main parameters. Mainly, the method allows the visualization and optimization of the pressing process before any investment is made in tooling projects and experimental tests. In order to obtain reliable results aided by the finite element method, it is necessary to first adopt a suitable material model for the mechanical compaction of the powder and, secondly, to follow a consistent calibration methodology of this model in order to determine its parameters with precision and consistency. The present work proposed the study of the process of cold pressing of alumina. For this purpose, the Drucker-Prager/Cap model implemented in Abaqus, a commercial finite element software, was used. The main objective of this project is the formulation of an experimental procedure to reliably calibrate the parameters of the constitutive model. The parameters of the model were calibrated by means of an experimental methodology, combining results obtained through different mechanical tests and taking into account the phenomenology of compaction of the particulate materials.
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