Título

MODELAMENTO POR ELEMENTOS FINITOS DA 1 ESTAMPAGEM DE CHAPAS DE AÇO COM EFEITOS TRIP

FINITE ELEMENT MODELLING OF THE DEEP-DRAWING OF SHEET STEEL WITH TRIP EFFECTS

Autoria

Moreira, Luciano Pessanha; Medeiros, Neil de

DOI

10.5151/2594-5297-17333

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Resumo

O presente trabalho apresenta análises numéricas da conformação de aços com transformação de fases induzida por plasticidade (TRIP). O ensaio de estampagem profunda de um aço inoxidável austenítico foi adotado para analisar a influência dos efeitos de transformação de fases na distribuição de deformações do esboço, esforço do punção e razão limite de estampagem definida entre os diâmetros do esboço e punção. O comportamento da chapa é descrito por meio de um modelo fenomenológico que considera os efeitos TRIP em função da deformação, taxa de deformação, temperatura e fração volumétrica da martensita transformada. As simulações foram realizadas com um código comercial de elementos finitos aberto ao usuário para definição do comportamento material. Primeiramente, as previsões do modelo adotado apresentaram boa concordância com medidas experimentais da literatura obtidas a partir de ensaios uniaxiais realizados no aço inox 304 em função da temperatura. Em seguida, as simulações do ensaio de estampagem profunda a temperatura ambiente demonstraram que a razão limite de estampagem fica comprometida em razão dos efeitos de um forte estiramento biaxial no fundo do copo cilíndrico decorrentes da transformação de fases induzida por deformação plástica que tem lugar primeiro no flange do estampo.

 

This work presents numerical analyses of the forming of steels with phase transformation induced by plasticity (TRIP). The deep-drawing test of an austenitic stainless steel sheet is adopted to evaluate the influence of the phase transformation effects upon the strains distributions, punch load and the limit drawing ratio. The sheet metal behavior is described by means of a phenomenological model which takes into account the TRIP effects as a function of the plastic strain, plastic strain-rate, temperature and the martensite volumetric fraction. The numerical simulations were performed with a commercial finite element code with the help of a user material subroutine. Firstly, the numerical predictions of the 304 stainless steel showed a good agreement with the experimental data of the literature obtained from uniaxial tensile and compression tests as a function of the temperature. The numerical simulations of the deep-drawing test at room temperature pointed out that the limit drawing ratio of the 304 stainless steel sheet is largely affected due to the effects of strong biaxial stretching at the cylindrical cup bottom resulting from the phase transformation induced by plastic deformations which first take place at the flange of the workpiece.

Palavras-chave

Estampagem; Efeitos TRIP; Modelamento por elementos finitos.

Deep-drawing; TRIP effects; Finite element modeling.