Title

SIMULAÇÃO FÍSICA E NUMÉRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E GRADIENTES DE DEFORMAÇÃO DO AÇO ABNT 1020 SUBMETIDO AO ENSAIO FORD

PHYSICAL AND NUMERICAL SIMULATION OF THE FLOW BEHAVIOUR AND STRAIN GRADIENTS OF AN AISI 1020 STEEL UNDER PLANE STRAIN COMPRESSION

Authorship

PEREIRA, PEDRO HENRIQUE RODRIGUES; OLIVEIRA, TIAGO ELIAS GOMES; PINHEIRO, RAVEL PINHO RESILLE PIMENTA; SILVA, SINVAL PEDROSO DA; SOUSA, MARIA LUISA OLIVEIRA DE

PEREIRA, PEDRO HENRIQUE RODRIGUES

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OLIVEIRA, TIAGO ELIAS GOMES

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PINHEIRO, RAVEL PINHO RESILLE PIMENTA

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SILVA, SINVAL PEDROSO DA

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SOUSA, MARIA LUISA OLIVEIRA DE

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DOI

10.5151/2594-5327-42058

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Abstract

Este trabalho apresenta uma abordagem combinada de simulação física e computacional para avaliar o comportamento mecânico do aço ABNT 1020 no Ensaio Ford. Objetivou-se determinar as curvas de fluxo plástico e relacionar as mudanças na microestrutura com os gradientes de deformação. Realizou-se ensaios físicos em chapas recozidas, medindo-se a carga e a espessura. Simulou-se o experimento via método dos elementos finitos, considerando diferentes coeficientes de atrito. Experimentalmente determinou-se que a tensão de escoamento é < 300 MPa, enquanto a tensão de fluxo plástico excede 600 MPa para deformações equivalentes ~1,0. A análise da microestrutura revelou um padrão de deformação em forma de “duplo X”, compatível com as previsões numéricas quando o coeficiente de atrito é baixo. As simulações mostraram como os gradientes de deformação evoluem, saindo de um “X” simples para um duplo “X”, com a redução da espessura. Quando se aumenta o atrito, a deformação concentrou-se no centro da chapa.

THIS RESEARCH COMBINES PHYSICAL AND COMPUTATIONAL SIMULATIONS TO EXAMINE THE FLOW BEHAVIOUR OF A 1020 STEEL DEFORMED UNDER PLANE STRAIN COMPRESSION. IT AIMED TO DETERMINE THE FLOW CURVES AND RELATE THE CHANGES IN THE MICROSTRUCTURE TO THE DEFORMATION GRADIENTS. PHYSICAL TESTS WERE PERFORMED ON ANNEALED SHEETS, MEASURING THE LOAD AND THICKNESS. THE EXPERIMENT WAS SIMULATED USING THE FINITE ELEMENT METHOD, CONSIDERING DIFFERENT FRICTION COEFFICIENTS. EXPERIMENTALLY, IT WAS DETERMINED THAT THE YIELD STRESS IS <300 MPA, WHILE THE FLOW STRESS EXCEEDS 600 MPA FOR EQUIVALENT STRAINS OF ~1.0. THE ANALYSIS OF THE MICROSTRUCTURE REVEALED A “DOUBLE X” STRAIN PATTERN, COMPATIBLE WITH THE NUMERICAL PREDICTIONS WHEN FRICTION IS LOW. THE SIMULATIONS SHOWED HOW THE DEFORMATION GRADIENTS EVOLVE, GOING FROM A SINGLE “X” TO A DOUBLE “X”, WITH THE REDUCTION OF THE THICKNESS. WHEN FRICTION INCREASED, DEFORMATION CONCENTRATED IN THE CENTRE OF THE SHEET.

Keywords

Aço ABNT 1020, Compressão no Estado Plano, Elementos Finitos

1020 Steel, Finite Element Analysis, Plane Strain Compression