Title

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DA ESTAMPAGEM DE UMA EMBALAGEM METÁLICA DE DUAS PEÇAS

NUMERICAL SIMULATION OF THE DEEP-DRAWING OF A TWO PIECE CAN

Authorship

Oliveira, Hesron Willian de; Moreira, Luciano Pessanha; Horta, Renato Silva; Silva, Aline de Souza

Oliveira, Hesron Willian de

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Moreira, Luciano Pessanha

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Horta, Renato Silva

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Silva, Aline de Souza

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DOI

10.5151/1983-4764-31632

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Abstract

O presente trabalho propõe uma metodologia teórica-numérica a fim de contribuir com as etapas do projeto de ferramental para produção de embalagem metálica de duas peças. Nesta proposta, as propriedades mecânicas da folha cromada SAE 1008 T3, espessura 0,19 mm foram primeiramente avaliadas através do ensaio de tração uniaxial. A partir da geometria do ferramental, foi proposto um modelo de elementos finitos com ¼ de simetria do processo de estampagem profunda, a fim de considerar a anisotropia plástica inicial e os efeitos de atrito entre o ferramental e o blank. Ademais, as deformações limites que definem a Curva Limite de Conformação do material foram calculadas pelo modelo de localização de deformações plásticas utilizando os dados uniaxiais experimentais e a rugosidade média da superfície. A partir das previsões do modelo de elementos finitos, observa-se que o orelhamento formado no componente estampado ocorre em função da dependência da orientação angular, da tensão ou compressão de escoamento uniaxial ou da tensão de deformação. De fato, as variações radiais e na espessura dependem da anisotropia plástica apresentada pela tensão uniaxial na região do flange da embalagem de duas peças. Finalmente, as tensões limites previstas indicaram a viabilidade do processo.

The present contribution proposes a theoretical-numerical methodology aimed to help the tooling design steps to produce a two-piece metallic packaging. For this purpose, the mechanical properties of the 0.19 mm thick chromium coated SAE 1008 T3 steel foil were firstly evaluated by means of uniaxial tensile tests. From the tooling geometry, a ¼ symmetry finite element model of the deep-drawing process is proposed accounting for the initial plastic anisotropy and friction effects between the tools and the blank. Also, the limit strains which define the Forming Limit Curve of the material were calculated with a plastic flow localization model using the experimental uniaxial data and the average surface roughness. From the finite element model predictions, the ears formation in the stamped part is explained as a function of the angular orientation dependence of the uniaxial tension or compression yield and or flow stress. In fact, either the radial and through-thickness strains variations depend on the plastic anisotropy manifested by the uniaxial stress in the flange region of the deep-drawn two-piece can. Finally, the predicted limit strains indicated the feasibility of the process.

Keywords

Modelamento, Folhas Metálicas, Conformação, Embalagens.

Modelling, Sheet metal forming, Tinplate Steel, Steel Packaging.