Estratégias de identificação do comportamento plástico de chapas metálicas com recurso a uma base de dados

Abstract

Estando a Indústria em constante evolução, também a procura de novas técnicas e abordagens aumenta de forma a que se adquiram novas soluções que permitam a redução tanto do tempo de fabrico como também melhore a qualidade e o custo do produto final. Assim este tema tem como principal objetivo a elaboração de estratégias, com recurso a uma base de dados, de modo a conseguir uma estimativa precisa do comportamento plástico de chapas metálicas sem ter a necessidade de recorrer aos ensaios convencionais. A conformação de chapas metálicas torna essa estimativa bastante complexa uma vez que são exercidas cargas heterogéneas durante o seu processo sendo que, também a geometria das peças fabricadas influência para dificultar a previsão do seu comportamento. A base de dados é desenvolvida através da análise de elementos finitos, que permite reduzir os custos e leva a uma produção mais rápida, em que na simulação numérica do processo recorreu-se a um único ensaio mecânico de tração biaxial, que exibe um comportamento idêntico ao que ocorre nos processos de estampagem. Utiliza-se um modelo constitutivo que descreve o comportamento plástico de chapas metálicas e em seguida são propostas e exploradas algumas estratégias para a identificação dos parâmetros constitutivos. São também efetuadas análises de sensibilidade dessas mesmas estratégias para ver de que modo se desempenham com diversos materiais e de que modo a quantidade de dados utilizados para as mesmas, influência nas estimativas dos parâmetros.

As the Industry is constantly evolving, the demand for new techniques and approaches also increases in order to achieve new solutions that allows the reduction of both the manufacturing time and also to improve the quality and the cost of the final products. So, this thesis has as main objective, the elaboration of various strategies to obtain an accurate estimate of the plastic behaviour of metal sheets, by application of a database, without having the need to resort to conventional tests. The forming processes of metal sheets makes this estimate quite complex since heterogeneous loads are applied during these processes, and also the geometry of the manufactured items influences it, to make it more difficult to predict their behaviour. The database is developed through the analysis of finite elements, which allows to reduce costs and leads to a faster production, in which the numerical simulations of the process used is a mechanical single biaxial tensile test that exhibits a very identical behaviour of what occurs during the forming processes of metal sheets.A constitutive model that describes properly the plastic behaviour of metal sheets is selected and then it is applied in some strategies that are proposed and explored in order to identify the constitutive parameters. It is also analysed the sensitivity of these same strategies in how they performed with different materials and how the amount of the data that is used influences in the accuracy of the parameter estimates.