Título

STUDY OF THE INFLUENCE OF ANISOTROPY ON THE RESIDUAL STRESSES GENERATED IN THE WIRE DRAWING PROCESS OF AN AISI 1045 STEEL

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA ANISOTROPIA NAS TENSÕES RESIDUAIS GERADAS NO PROCESSO DE TREFILAÇÃO DE BARRAS DE AÇO AISI 1045

Autoria

Soares, Carla Adriana Theis; Souza, Tomaz Fantin de; Zottis, Juliana; Colombo, Tiago Cristofer Aguzzoli; Rocha, Alexandre da Silva

DOI

10.5151/2594-5327-21068

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Resumo

The use of numerical simulation has increased in the industries of manufacturing process in the last years aiming to avoid errors that would be expensive to correct with long “try out” stages. In this study, this tool was used to show the effect of the anisotropic properties presents in the AISI 1045 rolled steel in the residual stresses generated in the wire drawing process, and compare this results with an isotropic material taken from the database of commercial software of numerical simulation. The anisotropic properties were obtained by compression tests on samples in different positions of the bars before drawing in order to obtain the yield stress in two directions. These yield stress were used to calculate the indices of anisotropy to use the Hill criterion for input data of the software. The simulations were validated by comparing simulated and calculated force by empirical equations found at the literature. The results of comparison between the residual stresses profiles obtained by simulation with two different descriptions of material, anisotropic and isotropic, expect to find differences around 200 MPa and this study will serve as a basis for further assessment of distortion of the bars.

 

O uso da simulação numérica por elementos finitos aumentou nas indústrias de processos de fabricação nos últimos anos, a fim de evitar erros, diminuir custos e otimizar estágios de produção. Neste trabalho, esta ferramenta foi utilizada para mostrar o efeito de propriedades anisotrópicas nas tensões residuais geradas pelo processo de trefilação a frio do aço AISI 1045 laminado e comparar esse efeito com outra simulação utilizando um material isotrópico do banco de dados do software comercial utilizado. As propriedades anisotrópicas foram obtidas pelo ensaio de compressão em corpos de prova tirados de diferentes posições de barras ainda não trefiladas, afim de obter a tensão de escoamento em pelo menos duas direções, radial e axial, e assim, chegar aos índices de anisotropia que são um dado de entrada importante para a simulação. As simulações foram validadas pela comparação de força do processo calculadas por equações empíricas encontradas na literatura. Com a comparação entre os perfis de tensões residuais obtidos pela simulação com duas diferentes condições do material, anisotrópico e isotrópico, espera-se encontrar diferenças que giram em torno de 200 MPa entre as simulações sendo que este estudo servirá como base para posteriores avaliações de distorção nas barras.

Palavras-chave

Numerical simulation; Plastic anisotropy; Residual stresses.

Trefilação a frio; Tensões residuais; Simulação numérica.