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Previous issue date: 2016-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / One of the methods for the processing of refractory material is cold pressing of the powder material, followed by sintering. Heterogeneous distribution of density can occur in the green compact during pressing because of the friction between the particles of the material and the pressing tools, that may hinder the sintering step. In this context, the simulation of the pressing process constitutes an important tool for the study and improvement of this step, to obtain green compacts with good microstructural homogeneity and also analyze the pressing tools to optimize its design in industrial applications. The identification of a constitutive model to represent the powder material is required to perform the simulation and it is the
most complex step. The Drucker-Prager/Cap model implemented in the commercial
software of finite elements, AbaqusTM, is suitable primarily for soil compaction study and is able to simulate the mechanical compaction of particulate materials. The parameters of this model have been obtained for a silico-aluminous refractory by a combination of simple, diametrical and hydrostatic compression tests. In studies available in the literature, the material models are partially identified, and in many cases, inadequate simplifications are applied. This study aimed to identify the parameters of the material model more precisely using the digital images
correlation technique in the mechanical tests, which enabled a greater understanding of the yielding mechanisms and the achievement of data not obtained by conventional techniques. This methodology allowed the identification of a constitutive model and it was valitaded by the good agrrement between experimental
results and those obtained in computer simulations, applied to a uniaxial case
followed by isostatic pressing. / Um dos métodos para o processamento de materiais refratários é a prensagem a frio do material particulado, seguida da etapa de sinterização. Durante a prensagem pode ocorrer uma distribuição heterogênea de densidades no compacto verde, causada pelo atrito entre as partículas do material e as paredes da cavidade do ferramental de prensagem, que pode prejudicar a etapa de sinterização. Neste contexto, a simulação computacional do processo de prensagem
constitui-se em uma ferramenta importante para o estudo e aperfeiçoamento desta etapa, visando obter compactos verdes com boa homogeneidade microestrutural e também analisar as solicitações no ferramental a fim de otimizar seu projeto em aplicações industriais. A identificação de um modelo constitutivo
que represente o material é necessária para realização das simulações e trata-se da etapa de maior complexidade. O modelo de Drucker-Prager/Cap implementado no software comercial de elementos finitos AbaqusTM é adequado principalmente para o estudo de compactação de solos e é capaz de simular o
adensamento mecânico de materiais particulados. Os parâmetros deste modelo
para um material refratário sílico-aluminoso foram identificados pela combinação
de ensaios de compressão simples, diametral e hidrostática. Em trabalhos disponíveis
na literatura, os modelos de material são parcialmente identificados e, em muitos casos, são aplicadas simplificações inadequadas. O presente estudo visou uma identificação mais precisa dos parâmetros do modelo de material, uma vez que os ensaios mecânicos foram auxiliados pela técnica de correlação de
imagens digitais, que possibilitou a avaliação mais profunda dos mecanismos de
escoamento e a obtenção de dados não alcançados por técnicas convencionais.
Essa metodologia permitiu a identificação do modelo constitutivo e a validação consistiu na comparação entre resultados experimentais e os obtidos em simulações computacionais, aplicados a um caso de prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática, apresentando boa concordância.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8419 |
| Date | 05 August 2016 |
| Creators | Montilha, Fernanda Silveira |
| Contributors | Canto, Rodrigo Bresciani |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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