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Type: TCC
Title: Modelagem não linear de elementos finitos do processo de trefilação incluindo fricção
Authors: Castro, Mirela Oliveira de
Advisor: Berke, Peter Zoltán
Keywords: Trefilação;Elementos finitos não lineares;Fricção;(Visco) Plasticidade
Issue Date: 2015
Citation: CASTRO, M. O. de (2015)
Abstract in Brazilian Portuguese: A trefilação é comumente utilizada na indústria, principalmente na produção em massa de fios, arames e vergalhões, pois garante um aumento da resistência mecânica devido à deformação à frio durante conformação e aliando eficiência a uma boa qualidade superficial do produto final. O trabalho numérico aqui apresentado possui foco na simulação por elementos finitos do procedimento de trefilação real aplicado numa empresa metalmecânica. A principal motivação para este trabalho é a compreensão mais aprofundada do processo de trefilação e futura predição dos parâmetros de trefilação e qualidade do produto como uma função das propriedades mecânicas do material medidas in loco. Um modelo não linear preexistente, usando o método de elementos finitos, foi adaptado para entender melhor o processo de trefilação, identificando os parâmetros dominantes. O modelo de elementos finitos inclui os seguintes componentes não lineares: tratamento contato/fricção através do método Lagrangeano aumentado, formulação corotacional de deformações finitas, comportamento elasto-(visco)plástico do material com endurecimento não linear isotrópico. Utiliza-se um modelagem com simetria de rotação em relação ao eixo longitudinal do sistema matriz-peça, considerando-se uma peça de trabalho com forma cilíndrica. Este modelo permite observar, em detalhes, os fenômenos que ocorrem durante a trefilação e é utilizado para uma investigação computacional dos parâmetros de trefilação e suas influências.
Abstract: Wire drawing is commonly used in industry, mainly for the mass fabrication of wires and rods. It couples production efficiency with a good superficial quality of the final product and it provides an increase of the material strength through the plastic straining during the metal cold forming. The numerical work presented here focuses on the finite element simulation of the real life wire drawing procedure implemented at a metal working factory. The main motivations of the work are a deeper understanding of the wire drawing procedure and the future prediction of the wire drawing parameters and product quality as a function of the material properties of the raw material measured on site. A pre-existing nonlinear model, using the finite element method, was adapted to better understand the wire drawing process, identifying the dominating parameters. The finite element model includes the following nonlinear ingredients: contact/friction treatment through the augmented Lagrangian method, co-rotacional finite strain formulation, elastic-(visco)plastic material behavior with isotropic nonlinear hardening. It uses an axisymmetric modeling assumption, considering the cylindrical shape of the work piece. This model allows for observing in details the phenomena occurring during the wire drawing and it is used for a computational investigation of the wire drawing parameters (friction between die and work piece, die semi-angle, material properties, etc) and their influences.
Description: CASTRO, Mirela Oliveira de. Modelagem não linear de elementos finitos do processo de trefilação incluindo fricção. 2015. 36 f. Monografia (Graduação em Engenharia Metalúrgica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36493
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