Título

AVALIAÇÃO DAS IRREGULARIDADES DE FLUXO NO PROCESSO DE TREFILAÇÃO DE BARRAS CILÍNDRICAS ATRAVÉS DA SIMULAÇÃO NUMÉRICA PELO MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

THE EVALUATION OF FLOW IRREGULARITIES IN THE AXISYMMETRIC DRAWING OF BARS THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD

Autoria

Pedrosa, Tércio Assunção; Pertence, Antônio Eustáquio de Melo; Campos, Haroldo Béria; Cetlin, Paulo Roberto

DOI

10.5151/2594-5327-0426

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Resumo

O processo de trefilação é responsável pela produção de diversos itens como barras, vergalhões, arames e tubos. É caracterizado pela passagem de uma barra metálica através de uma matriz cônica, comumente conhecida como fieira, mediante a aplicação de um esforço de tração à saída da matriz. Os padrões de fluxo observados podem variar com o semi-ângulo da matriz, redução de área, condições de atrito e outros fatores. Em função de variações destas condições podem ser encontrados padrões que vão desde o fluxo normal, ocorrência de rupturas centrais, formação de zona morta e descascamento. O fluxo convergente ou convergência corresponde à redução da área da seção transversal da barra sendo trefilada, anteriormente ao contato com a fieira, resultando no encruamento do metal antes de seu ingresso na zona de deformação plástica. O fluxo divergente ou bojamento é caracterizado por um ligeiro aumento do diâmetro da barra, restrito a uma pequena região da mesma antes do contato com a matriz. Assim o estudo das condições que favorecem a ocorrência de irregularidades de fluxo pode trazer benefícios para o conhecimento mais detalhado do processo de trefilação, auxiliando na solução das disparidades existentes entre a análise teórica do processo e os resultados experimentais disponíveis. No presente artigo é indicada a avaliação das condições que determinam a ocorrência de irregularidades de fluxo através da simulação pelo método de elementos finitos, considerando-se o caso de uma trefilação de barra cilíndrica.

 

Axissymetric bar drawing is widely employed in the manufacturing of bars, tubes and wires. The material is pulled through a conical die, involving the application of a force on the material after the die exit. The material flow pattern during this type of processing depends on die semi-angle, reduction of area in the pass, friction between the material and the die and other factors. A variety of situations may be found, involving normal conical flow, central bursts, dead zone formation, shaving, bulging and convergence. Convergent flow leads to a decrease in the bar diameter before its entrance in the die, whereas bulging corresponds to a diameter increase before the die entrance. The study of flow irregularities in bar drawing is of importance in order to achieve a better understanding of these phenomena, aiming at a better theoretical approach of the process. The present paper presents an analysis of flow irregularities in the axissymmetric drawing of bars, employing the finite element method.

Palavras-chave

Irregularidade de fluxo; Trefilação; Método de elementos finitos

Bar drawing; Convergence; Bulging; Finite elements.