Análise do puncionamento do AHSS Ferrítico-Bainítico (FB590) em temperaturas ambiente e criogênica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, Jonas Medeiros de Azevedo
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57756
Resumo: Os aços avançados de alta resistência (AHSS) são utilizados em estruturas veiculares por permitir uma combinação entre resistência mecânica e conformabilidade nos processos de manufatura, visando à redução da massa do veículo. Esses aços são comumente fornecidos em chapas finas, e precisam passar por etapas de conformação e de estampagem para definição da geometria do produto, sendo uma das etapas críticas o corte por puncionamento. O AHSS Ferríta-Bainita (FB) se destaca por apresentar elevada conformabilidade local, possibilitando a obtenção de reforços estruturais como flanges. O comportamento dos AHSS envolve valores limite de deformação plástica e resistência à tração elevadas e, durante a operação de puncionamento, varia em função de parâmetros como folga de corte, geometria do punção e temperatura. Modelos para avaliar os efeitos de temperaturas superiores a ambiente em operações de conformação estão disponíveis na literatura, mas há carência de estudos em temperaturas criogênicas. Visando estudar o comportamento desse material, esta pesquisa tem como objetivo simular o puncionamento do AHSS FB590 em temperatura ambiente e criogênica, para analisar a influência da transição dúctil-frágil na borda de corte. Uma metodologia para obtenção de dados de triaxialidade e deformação plástica, necessários para calibração dos modelos constitutivos, foi desenvolvida utilizando a correlação de imagem digital (CID) com o objetivo de determinar o momento de fratura. As simulações de expansão de furos evidenciaram que um incremento no diâmetro final do furo de 4,7 mm pode ser obtido com a alteração da operação anterior de puncionamento de temperatura ambiente para criogênica.
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Esses aços são comumente fornecidos em chapas finas, e precisam passar por etapas de conformação e de estampagem para definição da geometria do produto, sendo uma das etapas críticas o corte por puncionamento. O AHSS Ferríta-Bainita (FB) se destaca por apresentar elevada conformabilidade local, possibilitando a obtenção de reforços estruturais como flanges. O comportamento dos AHSS envolve valores limite de deformação plástica e resistência à tração elevadas e, durante a operação de puncionamento, varia em função de parâmetros como folga de corte, geometria do punção e temperatura. Modelos para avaliar os efeitos de temperaturas superiores a ambiente em operações de conformação estão disponíveis na literatura, mas há carência de estudos em temperaturas criogênicas. Visando estudar o comportamento desse material, esta pesquisa tem como objetivo simular o puncionamento do AHSS FB590 em temperatura ambiente e criogênica, para analisar a influência da transição dúctil-frágil na borda de corte. Uma metodologia para obtenção de dados de triaxialidade e deformação plástica, necessários para calibração dos modelos constitutivos, foi desenvolvida utilizando a correlação de imagem digital (CID) com o objetivo de determinar o momento de fratura. As simulações de expansão de furos evidenciaram que um incremento no diâmetro final do furo de 4,7 mm pode ser obtido com a alteração da operação anterior de puncionamento de temperatura ambiente para criogênica.Advanced High Strength Steels (AHSS) have been used for vehicular structures aiming for mass reduction with a feasible balance between mechanical resistance and formability in manufacturing processes. Those steels are commonly supplied in thin sheets and must be manufactured typically by forming processes to define the product shape, and punching is one of the critical operations. The AHSS Ferrite-Bainite (FB) stands out for having high local formability, allowing structural reinforcements like flanges to be obtained. Furthermore, processing AHSS involves high strength and plastic elongation values, and the material’s behavior changes during the operation due to processing parameters such as die clearance, punch geometry, and temperature. Models to evaluate the effects of operations above room temperature are available in the literature, but there is a lack of studies at cryogenic temperatures. This research aims to simulate the behavior of the AHSS FB590 material at room and cryogenic temperatures to analyze the ductile-brittle transition effects at the cutting edge. A methodology to obtain values of triaxiality and plastic strain needed for calibration of the constitutive models was developed using digital image correlation (DIC) to determine the fracture moment. The hole expansion simulations showed that an increment of 4.7 mm on the final diameter can be obtained by changing the previous punching operation from room to cryogenic temperature.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAAço FB590Puncionamento criogênicoCorrelação de imagens digitaisMétodo dos elementos finitosSimulação numéricaAnálise do puncionamento do AHSS Ferrítico-Bainítico (FB590) em temperaturas ambiente e criogênicaAnalysis of punching of Ferrite-Bainite (FB590) AHSS at room and cryogenic temperaturesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAnalisepuncionamentoAHSS_Barbosa_2023.pdfapplication/pdf4744706https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/57756/1/AnalisepuncionamentoAHSS_Barbosa_2023.pdfb5726c6aa091e7c7f0275fa2b14978cbMD51123456789/577562024-03-04 17:47:52.108oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/57756Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-03-04T20:47:52Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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