Metodologia de Análise Inversa para Determinação Simultânea dos Parâmetros de Leis Constitutivas, com Recurso a um Provete Cruciforme

Abstract

O presente trabalho centra-se no desenvolvimento de uma metodologia de análise inversa, para determinação dos parâmetros de modelos constitutivos utilizados para descrever o comportamento plástico de chapas metálicas, baseada na informação adquirida num ensaio de tracção biaxial de um provete cruciforme. Esta metodologia foi desenvolvida e testada com recurso a um programa de elementos finitos (DD3IMP), desenvolvido para simular numericamente a deformação plástica de chapas metálicas a três dimensões. A geometria do provete cruciforme foi escolhida de modo a permitir obter, simultaneamente, valores elevados de deformação plástica e de gradientes de deformação, para pontos situados ao longo dos eixos de simetria do provete. Ou seja, a geometria escolhida, de entre várias possíveis do provete cruciforme, permite obter deformações elevadas para um amplo conjunto de trajectórias de deformação. Realizou-se uma análise directa baseada em resultados numéricos obtidos em ensaios de tracção biaxial do provete cruciforme, com a geometria seleccionada. O comportamento plástico do material é descrito pelo critério de plasticidade de Hill’48 e pela lei de encruamento de Swift. A análise directa incidiu sobre aos parâmetros do critério de anisotropia de Hill’48 e da lei de encruamento de Swift e utilizou variáveis possíveis de obter experimentalmente neste tipo de ensaio, após um determinado nível de carregamento, tais como as trajectórias de deformação e os valores de deformação plástica equivalente em cada ponto e a evolução das forças de tracção durante o ensaio. As tendências apresentadas pelas variáveis seleccionadas, em função do comportamento do material, foram identificadas e quantificadas por análise directa, o que permitiu desenvolver uma metodologia de análise inversa para identificação, simultânea, dos parâmetros do critério de anisotropia do critério de Hill’48 e da lei de encruamento de Swift. A metodologia proposta foi testada e validada, com base em resultados gerados por simulação numérica de materiais fictícios com diferentes tipos de comportamento plástico, que se assumem como sendo resultados experimentais do ensaio de tracção biaxial do provete cruciforme.