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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Otimização do processo de laminação transversal com cunha para a produção de eixos com aço SAE 1045
Title Alternative: Optimization of cross wedge rolling process of SAE 1045 steel shafts
Author: Silva, Mario Luiz Nunes da
Advisor: Button, Sérgio Tonini, 1958-
Button, Sergio Tonini
Abstract: Resumo: O processo Laminação Transversal com Cunha (conhecido em inglês como cross wedge rolling ou CWR) consiste na conformação plástica de produtos por meio de ferramentas em forma de cunhas fixadas em placas planas, côncavas ou convexas ou ainda em rolos de equipamentos de laminação. Apesar das vantagens desse processo associadas à elevada produtividade e minimização das perdas de matéria-prima, o surgimento do defeito interno denominado Mannesmann exige uma inspeção cuidadosa das peças produzidas. Esse defeito tem sua origem no centro das peças laminadas e suas causas ainda não estão totalmente identificadas. Baseando-se no método de elementos finitos, simulações numéricas em três dimensões do processo CWR foram estudadas utilizando-se o programa de simulação MSC Superform para analisar-se a influência das variáveis geométricas (ângulos de conformação e de estiramento e redução relativa) e de processo (temperatura de pré-aquecimento e velocidade de laminação) no aparecimento desse que é considerado o principal defeito do processo. Ensaios experimentais em equipamento existente no Laboratório de Conformação Mecânica da Faculdade de Engenharia Mecânica também foram realizados abrangendo as mesmas variáveis citadas para a simulação. Os dados obtidos nestes ensaios foram confrontados com os das simulações para se estudar as possíveis causas do defeito e também para se avaliar o grau de representatividade do processo pelo programa de simulação. Concluiu-se que sob o critério de análise da deformação máxima equivalente, à medida que se aumenta a redução relativa e diminuem-se o ângulo de conformação e a velocidade de processo aumenta-se a probabilidade de ocorrência dos defeitos internos. Tanto nas simulações como nos ensaios práticos, não se notou uma tendência definida para a variável temperatura com relação à sua influência na formação dos defeitos internos

Abstract: Cross-wedge rolling (CWR) is a metal forming process in which wedge shaped tools are assembled to rollers, and concave or convex plates. Despite the advantages of this process associated with high productivity and reduction of raw materials, the formation of an internal defect, called Mannesmann, requires a careful inspection of the rolled parts. This defect has its origin in the center of the rolled pieces and its causes are not yet fully identified. Based on the finite element method, numerical simulations of the CWR process in three dimensions were studied using the simulation software MSC Superform, in order to analyze the influence of some geometric (forming and stretching angles and relative reduction) and process (initial temperature and speed process) variables on the formation of this that is considered the main defect of the process. Tests were also performed in an experimental equipment available in the Mechanical Forming Laboratory of the School of Mechanical Engineering covering the same variables cited for the simulation. The data from these tests were confronted with simulation results to determine the possible causes of the defect and also to evaluate the agreement of these results. From the analysis of the maximum equivalent strain, the higher relative reduction and smaller forming angle and process speed values the higher probability that the internal defects occur. It was not noticed a good trend about the influence of the initial temperature on the formation of the internal defects
Subject: Processos de fabricação
Conformação de metais
Simulação (Computadores)
Método dos elementos finitos
Laminação (Metalurgia) - Defeitos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Mario Luiz Nunes da. Otimização do processo de laminação transversal com cunha para a produção de eixos com aço SAE 1045. 2008. 126p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/264466>. Acesso em: 11 ago. 2018.
Date Issue: 2008
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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