Orientador: Sérgio Tonini Button

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: O processo de conformação denominado Laminação Transversal com Cunha, industrialmente conhecido como Cross Wedge Rolling (CWR), tem se destacado na indústria pela sua flexibilidade, produtividade e economia de material, porém pode apresentar defeitos internos que, em alguns casos,...

Resumo: O processo de conformação denominado Laminação Transversal com Cunha, industrialmente conhecido como Cross Wedge Rolling (CWR), tem se destacado na indústria pela sua flexibilidade, produtividade e economia de material, porém pode apresentar defeitos internos que, em alguns casos, inviabiliza a utilização dos produtos. É um defeito de difícil avaliação quanto a sua formação e propagação e ainda não se desenvolveu um mapa de processamento que represente de forma precisa e consistente as condições em que o defeito pode aparecer. Este estudo apresenta resultados dos campos de deformação plástica, tensão, temperatura e do aspecto do desenvolvimento de defeitos internos, acrescentados ao tarugo, através de simulações do processo de laminação transversal com cunha. O estudo se desenvolveu na criação de modelos de elementos finitos pelo software comercial Abaqus® versão 6.9-2, que seguiram condições geométricas de um processo real. Inicialmente, modelos bidimensionais foram simulados apresentando diferentes densidades de malha. Posteriormente, modelos com um vazio central foram simulados e confirmou-se a boa correlação de seus resultados com os encontrados na literatura. Na sequência, um modelo com propriedades de porosidade indicou que a região central do tarugo apresentou a maior densidade de vazios. Também foram simulados modelos com vazios e inclusões de diferentes tamanhos, disposições e formas, com destaque para a região em volta das inclusões, por apresentar a formação de vazios. Por último, foram simulados dois modelos tridimensionais, um apresentando um vazio interno no centro do tarugo, que apresentou os campos de tensão, de deformação plástica e de temperatura parecidos com o do modelo bidimensional correspondente, porém com valores maiores. O outro modelo tridimensional apresentou propriedades de porosidade e indicou que a maior probabilidade de formação de defeitos se concentrou na extensão longitudinal central do tarugo. Os maiores níveis de temperatura, deformação plástica e tensão foram presentes na região central do tarugo, tanto nos modelos bidimensionais quanto nos tridimensionais, indicando que essa região apresentou os maiores níveis de solicitação, o que pode favorecer o surgimento dos defeitos internos

Abstract: Cross Wedge Rolling is a metal forming process which has become very important in the industry for its flexibility, productivity and material savings, although presenting the critical problem of internal defects generation which restricts the use of rolled products, since it is very...

Abstract: Cross Wedge Rolling is a metal forming process which has become very important in the industry for its flexibility, productivity and material savings, although presenting the critical problem of internal defects generation which restricts the use of rolled products, since it is very difficult to asset the defects formation and propagation and it was still not found a processing map to represent CWR with precise and consistent conditions with which the defect should or should not appear. In this study some numerical results are presented in terms of plastic strain, stress, temperature and the development of internal defects within the billet. These results were obtained with different finite element models developed with the commercial software Abaqus Version 6.9-2 by simulating materials with different internal characteristics, representing geometric conditions identified in the actual process. Initially two-dimensional models were simulated with different mesh densities; then, models with a central void were simulated and a good relationship was found with the results found in the literature. Then a model was simulated to characterize the porosity of the material, and was verified that the porosity is concentrated at the center of billet. Other models were also simulated with voids and inclusions of different sizes, distributions and shapes which were added manually. These models showed similar results, and the models with inclusions developed voids within the metallic matrix. Finally, two models (three-dimensional) were simulated, one with an internal void in the center of the billet, which showed the development of stress fields, plastic deformation and temperature similar to that corresponding two-dimensional model, but with higher values. The other three-dimensional model, which presented properties of porosity, showed that the highest probability of defect formation focused in the central and longitudinal extent region of the billet. All models showed that the central region of the billet presents the highest levels of temperature, plastic strain and stress probably favoring the initiation of internal defects