Orientador: Alfredo Rocha de Faria / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguado_ClodoaldoGarcia_M.pdf: 53529976 bytes, checksum: c01081cee3de72ee7fd5c2ac1f9d0612 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As simulações dentro do ambiente de projeto devem prever a utilização de novas variáveis, especialmente de processos, de forma a aumentar a proximidade entre os modelos virtual e real e, com isso, aumentar a precisão das simulações. O objetivo deste trabalho foi o de estudar um modelo pelo Método dos Elementos Finitos que incluísse os efeitos da variação de espessura provenientes do processo de estampagem para a análise de vida em fadiga de um componente do sistema de exaustão automotivo. Primeiramente foi realizada a simulação do processo de estampagem, onde foi possível identificar as mudanças de espessura na geometria do componente estudado. O resultado dessa simulação foi transportado para a malha de elementos finitos, de forma que as análises posteriores, estrutural e de fadiga, considerassem os efeitos da redução e aumento da espessura local. Como base de comparação, as mesmas análises foram realizadas para a condição de espessura constante, tradicionalmente adotada durante a fase de projeto. Utilizando o modelo de Wöhler-Goodman-Miner para o cálculo do Dano acumulado e comparando com dados experimentais aquisitados em simulador veicular, os resultados cálculo de fadiga demonstraram que ambas as condições de espessura atingem vida infinita. Entretanto, após a seleção e análise de algumas regiões consideradas críticas nas simulações precedentes (estampagem e estrutural), pôde-se notar que na maior parte das regiões os valores de dano acumulado eram inferiores para a condição de espessura constante. Já a condição de espessura variável se aproximou mais ao resultado medido. Pôde-se concluir com os resultados que a variação de espessura, como efeito do processo de estampagem, desempenha um papel importante na vida do componente estudado, indicando que a utilização dos dados de processo auxilia na aproximação entre os resultados do cálculo de vida e a condição real / Abstract: The simulations within the Product Development environment must give the chance to use new variables, particularly from processes, in order to improve the correlation between the virtual and real models, and thus enhance the accuracy of the simulations. The objective of this work was to study a model by the finite element method (FEM) that includes the effects of thickness variation from stamping process for the fatigue life prediction in an automotive exhaust system component. Firstly it was carried out a simulation of the stamping process, where it was possible to identify the thickness distribution all along the geometry of selected component. Then, the result of this simulation was transported to the finite element mesh, so that further analyses, structural and fatigue, could consider the effects of reduction and increasing in local thickness. As a basis for comparison, the same analyses were performed for the homogeneous geometry (uniform thickness), which are typically taken during the design phase. Using the model proposed by Wöhler-Goodman-Miner to calculate the accumulated damage and comparing with real data acquisited from a vehicle, the calculation results of fatigue showed that both conditions (equal and unequal thickness) reached infinite life. However, after the selection and analysis of some critical regions in the previous simulations (stamping and structural), it might be noted that, in most regions, the values of accumulated damage were lower for the uniform thickness condition. Besides, for the unequal thickness condition, the results got closer to those measured in vehicle. With these results, it could be demonstrated that the unequal thickness, as a process variable, plays an important role in the component life, indicating that the use of process data helps in bringing together the results from fatigue calculation and real condition / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Sérgio Tonini Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:58:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batalha_MarioHenriqueFernandes_M.pdf: 5393156 bytes, checksum: a53f9730323b17df3ef4631f7f7de1e7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este estudo teve como finalidade avaliar a estampabilidade de chapas de aço de ultra-alta resistência mecânica (da sigla inglesa UHSS), neste caso o aço DIN 27MnCrB5-2 (nº 1.7182), para a estampagem a quente com estiramento controlado. Esse processo é conhecido por associar a alta produtividade da estampagem com o tratamento térmico de têmpera durante a conformação, o que se torna vantajoso no caso de aços UHSS, já que simultaneamente, reduz os esforços durante a conformação, praticamente elimina o efeito de retorno elástico e permite gerar produtos com limite de resistência superior a 1.500 MPa. O objetivo principal de associar a redução de espessura à estampagem a quente é de gerar uma peça que atenda aos esforços aplicados e que não apresente variações bruscas de microestrutura devidas à variação local na têmpera ou pela união de chapas que seria uma alternativa para a obtenção de seções com espessuras diferentes. Além disso, também tem-se por objetivos elevar a complexidade geométrica, diminuir o peso do componente estrutural e reduzir o custo de produção. Nesse caso, buscou-se avaliar a capacidade do material de confeccionar peças com redução de espessura variável durante a conformação a quente, por meio da análise dos limites de conformabilidade, obtidos pelo ensaio Nakazima em um modelo real e outro virtual, no caso, utilizando o software Forge 2008 ® que é baseado no método de elementos finitos. Além disso, foi confeccionado um componente com variação de espessura em sua parede, a fim de exemplificar em um modelo real a aplicação das informações obtidas no ensaio Nakazima. Ao final da análise, foi possível determinar uma faixa de deformação verdadeira segura de trabalho, válida para os diferentes estados de tensão e deformação, e verificou-se uma coerência na previsão do modelo virtual previamente calibrado com os resultados experimentais / Abstract: This study aimed to evaluate the formability of ultra-high strength steel (UHSS), in this case the DIN 27MnCrB5-2 (No. 1.7182), for hot stamping with controlled stretching. The process is known by its high productivity in stamping with simultaneous heat treatment of quenching, which is advantageous in the case of UHSS steel, since it simultaneously reduces the loads during forming, practically eliminates the "springback" effect and generates products with ultimate tensile strength exceeding 1.500 MPa. The main purpose of associating the reduction of thickness with hot stamping, is to generate a continuous structure that support the loading, or in other words, without abrupt changes in microstructure due to local variation in quenching conditions or welding of blanks which is another alternative to obtain parts with different thickness along the product. Moreover, it allows high geometric complexity, reduce component weight and reduce the cost of production. In this context, it was evaluated the capacity of the material to produce parts with variable thickness reduction during forming, by analyzing the limits of formability obtained by Nakazima test in a real and virtual model with the software Forge 2008 ® which is based in the Finite Element Method. Furthermore, it was manufactured a component with varying thickness in its wall, in order to exemplify the application of the data obtained in the Nakazima tests. After the analysis, it was determined a range of safe deformation, valid for the different states of stress and strain, also it was noticed a consistency in predicting hot formability between the virtual calibrated model and experimental results / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica