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Title: Previsão do fenómeno de retorno elástico em processos de estampagem multi-etapa
Other Titles: Springback prediction in multi-step stamping processes
Authors: Travassos, André Filipe dos Santos 
Orientador: Santos, Mário António
Oliveira, Marta Cristina Cardoso de
Keywords: Retorno elástico; Simulação numérica; Chapas metálicas; Estampagem
Issue Date: Jul-2016
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: O processo de estampagem de chapas metálicas é utilizado no fabrico de produtos de várias áreas, nomeadamente na indústria automóvel. Antes da produção em série de um componente estampado existe a fase de projeto, construção e ensaios da ferramenta. Para prever a ocorrência de potenciais problemas na fase de ensaios e assim ser possível atuar antecipadamente, são utilizados programas que permitem realizar a análise virtual do processo de estampagem. Uma fase de projeto eficaz reduz os tempos de construção e de ensaio da ferramenta e, consequentemente, os seus custos. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de diferentes tipos de programas de simulação numérica, na análise do processo de estampagem virtual, com maior ênfase na previsão do retorno elástico da chapa. Neste trabalho foram utilizados os programas comerciais AutoForm® R3 e o PAMSTAMP® 2G 2015. Foram implementados os processos de estampagem multi-etapa de dois componentes automóveis, em cada um dos programas, e procedeu-se à comparação dos resultados numéricos com os experimentais. Apesar do principal foco incidir no retorno elástico, são também apresentados os resultados relacionados com a previsão do escoamento do material, na operação de embutissagem, e de análise de formabilidade. Na análise do escoamento do material observam-se diferenças relevantes entre os dois resultados numéricos e o experimental, que podem estar associados aos modelos utilizados nos travamentos lineares. Na análise de formabilidade existe correlação entre as zonas críticas detetadas na peça experimental e as previstas numericamente. No caso do componente em que a ferramenta apresenta uma superfície em quina viva, verificou-se que o AutoForm® apresenta uma melhor aptidão na previsão de rotura quando se aumenta o nível de refinamento automático. Quanto ao retorno elástico observou-se que os dois resultados numéricos, quando comparados com o experimental, apresentam desvios inferiores a 2 mm. No entanto, este valor não é satisfatório do ponto de vista da indústria automóvel, uma vez que reduz a eficiência da fase de compensação virtual da ferramenta.
The sheet metal forming process is used in the manufacturing of products in numerous areas, namely in the automotive industry. The series manufacturing of a stamped part is preceded by project, building and tools try-out stages. Software that enables the virtual analysis of the stamping process is a useful tool, in order to predict the occurrence of potential problems in the try-out stage, making possible to act from early on. An effective project stage reduces the construction and try-out time of the tools and, consequently, their costs. The main goal of this study was to evaluate the performance of different virtual stamping software, particularly in terms of the springback prediction. The commercial software AutoForm® R3 and PAMSTAMP® 2G 2015 were used in this work. Two multistage stamping processes of different automotive parts were implemented, in each software, and the numerical simulation results were compared with the experimental ones. Even though the main focus of this work was the springback prediction, the results concerning the material flow, during the drawing operation and the formability analysis are also presented. The analysis of the results concerning the material flow indicates that there are differences between the numerical simulation results and the experimental ones, which can be related with the linear drawbeads models. In the formability analysis, correlations were found between the critical areas that were detected experimentally and numerically predicted. In case of the component that involves a tool with a sharp edge, AutoForm® is more apt to predict rupture when higher values if the automatic refinement level are used. Concerning the springback prediction, both numerical simulations results presented deviations to the experimental value in a range inferior to 2 mm. However, this value is not considered satisfactory by the automotive industry, since it decreases the efficiency of the tool’s virtual compensation stage.
URI: http://hdl.handle.net/10316/36914
Rights: openAccess
Appears in Collections:FCTUC Eng.Mecânica - Teses de Mestrado

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