Simulação Numérica do Processo de Hidroformagem de Componentes Tubulares em Múltiplas Etapas

• Main Author: Ramos, Tiago André Cirne
• Format: Dissertation
• Language: English
• Published: ProQuest Dissertations & Theses 01-01-2014
• Subjects: Benchmarks; Hydraulic engineering; Hydraulics; Kinematics; Mechanical properties; Mechanics; Sensitivity analysis; Software
• ISBN: 9798380677943

Os processos de hidroformagem tubular caracterizam-se pela conformação plástica de estruturas metálicas tubulares através da conjugação de deslocamentos axiais de punções compressão e pressão interna. A correcta conjugação destes dois parâmetros permite que peças complexas, de espessuras variáveis, sejam obtidas. Adicionalmente, permite a obtenção de um excelente acabamento superficial, onde as propriedades mecânicas podem ser variáveis e ajustáveis consoante a aplicação em causa. Em termos de aplicabilidade a nível industrial, a hidroformagem tubular desempenha um papel crucial na indústria automóvel e aeroespacial, como sendo um processo atractivo no desenvolvimento de componentes estruturais mais leves sem perda de resistência estrutural quando comparado com processos convencionais. Nesta ótica, o recurso à simulação numérica para melhor compreensão e previsão de instabilidades inerentes ao processo (estricção e enrugamento) revela-se de máxima importância. No âmbito do presente trabalho, dois casos de estudo são abordados: (i) uma estrutura axissimétrica de secção circular variável, e (ii) um tubo em forma de T. Na definição dos modelos num ambiente de análise numérica por elementos finitos, recorrendo ao software Abaqus, curvas de carregamento de múltiplas etapas, assim como análises de sensibiblidades, no que toca a refinamento e tipo de malhas aplicadas, são conduzidas para averiguar os efeitos nas instabilidades referidas. Em ambos os casos de estudo são avaliadas a influência da consideração de um cordão de soldadura longitudinal, ao definir as propriedades mecânicas do material na zona do cordão e na zona afectada pelo calor. A presença de um cordão de soldadura é desprezada na maior parte das simulações da literatura por efeito de simplificação numérica, o que pode levar a aproximações mais grosseiras comparativamente com os resultados obtidos experimentalmente.