Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico

Bibliographic Details
Main Author: Silva, Jonatan Augusto da
Publication Date: 2022
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFSCAR
Download full: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388
Summary: Mechanical forming operations are developed in several applications in industrial environments and are divided into some different operations, including cutting, bending, forging. Among the various processes, the bending operation, although quite simple, presents a phenomenon that appears when the load is relieved, and this phenomenon is known as springback. The springback, which is also known as elastic material return, causes the material to partially return to its initial state that it presented before the bending process, which is a problem of great relevance in the industrial environment, which provides a gap research in order to minimize its impacts. The goal of this work is to propose alternatives to predict the elastic behavior of aluminum sheets when undergoing the bending process, suggesting possible changes during the process, such as the application of forces and adjustments to tools and molds. The applied methodology consists of experimentally studying the behavior of the springback during the application of folds in aluminum plates and comparing its results using numerical simulation resources with finite elements applying the Abaqus® software for the modeling and simulation of the process. A metallographic analysis must be performed before and another after the test to present the study of the microstructural variation in line with the springback behavior. Through the analysis of these, it is expected to be possible to propose significant changes in the process so that the negative effects of the emergence of springback are minimized, thus elaborating extended variations for a range of fold operations using the same materials. It was possible to conclude that the compensation proposal presented satisfactory results in the numerical and experimental analyzes using the solution proposed in the course of the work, which al inserting changes in the geometry of the matrices provided bending results close to the expected values.
id SCAR_ad354c85c2ef8b6d4627c2eb4efe5fa2
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17388
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Silva, Jonatan Augusto daEvangelista, Sérgio Henriquehttp://lattes.cnpq.br/1610397432103491http://lattes.cnpq.br/05086328825828922023-02-15T12:41:51Z2023-02-15T12:41:51Z2022-07-26SILVA, Jonatan Augusto da. Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388Mechanical forming operations are developed in several applications in industrial environments and are divided into some different operations, including cutting, bending, forging. Among the various processes, the bending operation, although quite simple, presents a phenomenon that appears when the load is relieved, and this phenomenon is known as springback. The springback, which is also known as elastic material return, causes the material to partially return to its initial state that it presented before the bending process, which is a problem of great relevance in the industrial environment, which provides a gap research in order to minimize its impacts. The goal of this work is to propose alternatives to predict the elastic behavior of aluminum sheets when undergoing the bending process, suggesting possible changes during the process, such as the application of forces and adjustments to tools and molds. The applied methodology consists of experimentally studying the behavior of the springback during the application of folds in aluminum plates and comparing its results using numerical simulation resources with finite elements applying the Abaqus® software for the modeling and simulation of the process. A metallographic analysis must be performed before and another after the test to present the study of the microstructural variation in line with the springback behavior. Through the analysis of these, it is expected to be possible to propose significant changes in the process so that the negative effects of the emergence of springback are minimized, thus elaborating extended variations for a range of fold operations using the same materials. It was possible to conclude that the compensation proposal presented satisfactory results in the numerical and experimental analyzes using the solution proposed in the course of the work, which al inserting changes in the geometry of the matrices provided bending results close to the expected values.Operações de conformação mecânica são desenvolvidas em diversas aplicações nos ambientes industriais e são divididas em operações mecânicas diferentes estando entre elas corte, dobra, forjamento. Dentre os diversos processos, a operação de dobramento que embora seja bastante simples apresenta um fenômeno que aparece ao ter sua carga aliviada durante a operação, conhecido como o retorno elástico (springback). O fenômeno do retorno elástico, faz com que o material retorne de maneira parcial ao seu estado inicial, sendo este um problema de grande relevância no ambiente industrial proporcionando uma lacuna de investigação na busca de minimizar seus impactos. O objetivo deste trabalho é propor alternativas de compensar o comportamento elástico das chapas finas de alumínio QQ-A-250/5 (2024 – T3) durante o dobramento sugerindo possíveis alterações no decorrer do processo como a aplicação de forças e ajustes nas ferramentas e moldes. A metodologia aplicada consiste em estudar experimentalmente o comportamento do retorno elástico durante a aplicação de dobras e comparar seus resultados com recursos de análise numérica por elementos finitos utilizando o software Abaqus®. Por meio da análise dos resultados e estudos da literatura foi possível propor alterações no processo de maneira que os efeitos negativos do surgimento do springback foram minimizados, elaborando desta forma variações estendidas para uma gama de operações de dobras utilizando os mesmos materiais. Foi possível concluir que a proposta de compensação apresentou resultados satisfatórios nas análises numéricas e experimentais utilizando a solução proposta no decorrer do trabalho, que ao inserir alterações na geometria das matrizes proporcionaram resultados de dobra aproximados aos valores esperados.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRetorno elásticoElementos finitosDobramento de chapasSpringbackFinite elementsSheet metal bendingENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOSENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOProcesso de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elásticoThin sheet metal cold bending process: finite element analysis, experiments and a proposal for the explanation of springbackinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdfDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdfArtigo Principalapplication/pdf3464414https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf528e4eab521310e4a72dd817300c5b3eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdf.txtDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain134640https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf.txt1594a72eccb4fa6ae35ccdec6533d447MD53THUMBNAILDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdf.jpgDissertação - Jonatan Augusto da Silva.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7694https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf.jpgfbb2cb1277e78ff8c199dfe64dcdbf5bMD54ufscar/173882023-02-16 03:21:36.61oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17388Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-02-16T03:21:36Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Thin sheet metal cold bending process: finite element analysis, experiments and a proposal for the explanation of springback
title Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
spellingShingle Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
Silva, Jonatan Augusto da
Retorno elástico
Elementos finitos
Dobramento de chapas
Springback
Finite elements
Sheet metal bending
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
title_short Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
title_full Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
title_fullStr Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
title_full_unstemmed Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
title_sort Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico
author Silva, Jonatan Augusto da
author_facet Silva, Jonatan Augusto da
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0508632882582892
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Jonatan Augusto da
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Evangelista, Sérgio Henrique
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1610397432103491
contributor_str_mv Evangelista, Sérgio Henrique
dc.subject.por.fl_str_mv Retorno elástico
Elementos finitos
Dobramento de chapas
topic Retorno elástico
Elementos finitos
Dobramento de chapas
Springback
Finite elements
Sheet metal bending
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Springback
Finite elements
Sheet metal bending
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
description Mechanical forming operations are developed in several applications in industrial environments and are divided into some different operations, including cutting, bending, forging. Among the various processes, the bending operation, although quite simple, presents a phenomenon that appears when the load is relieved, and this phenomenon is known as springback. The springback, which is also known as elastic material return, causes the material to partially return to its initial state that it presented before the bending process, which is a problem of great relevance in the industrial environment, which provides a gap research in order to minimize its impacts. The goal of this work is to propose alternatives to predict the elastic behavior of aluminum sheets when undergoing the bending process, suggesting possible changes during the process, such as the application of forces and adjustments to tools and molds. The applied methodology consists of experimentally studying the behavior of the springback during the application of folds in aluminum plates and comparing its results using numerical simulation resources with finite elements applying the Abaqus® software for the modeling and simulation of the process. A metallographic analysis must be performed before and another after the test to present the study of the microstructural variation in line with the springback behavior. Through the analysis of these, it is expected to be possible to propose significant changes in the process so that the negative effects of the emergence of springback are minimized, thus elaborating extended variations for a range of fold operations using the same materials. It was possible to conclude that the compensation proposal presented satisfactory results in the numerical and experimental analyzes using the solution proposed in the course of the work, which al inserting changes in the geometry of the matrices provided bending results close to the expected values.
publishDate 2022
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-07-26
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-02-15T12:41:51Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-02-15T12:41:51Z
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.citation.fl_str_mv SILVA, Jonatan Augusto da. Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388
identifier_str_mv SILVA, Jonatan Augusto da. Processo de dobramento a frio de chapas finas metálicas: análises por elementos finitos, experimentos e uma proposta para a compensação do retorno elástico. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17388
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/2/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17388/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20-%20Jonatan%20Augusto%20da%20Silva.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 528e4eab521310e4a72dd817300c5b3e
f337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aec
1594a72eccb4fa6ae35ccdec6533d447
fbb2cb1277e78ff8c199dfe64dcdbf5b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1766887709985472512