Avaliação do retorno elástico no processo de dobramento empregando aço SAE 1006

Abstract

Este trabalho tem como foco principal avaliar o retorno elástico utilizando a técnica do Processo de Dobramento em L com ressalto e sem no punção, através de uma matriz para realizar o dobramento do aço SAE 1006. Realizou-se a caracterização do material como: ensaios de tração, metalografia e análise química do material para embasamento para comparar resultados com a literatura e utilizar as informações para cálculos analíticos e simulação numérica. Nos ensaios de dobramento foram possíveis identificar as deformações do lado externo das fibras dos corpos de prova com 1,5 mm de espessura, tal como o retorno elástico nos sentidos de laminação de 0° e 90°. No processo de dobramento foram utilizados dois modelos de punção, sem e com ressalto de 0,25 mm de altura e 1,2 mm de largura, para averiguar o fator do retorno elástico (K), as deformações verdadeiras (𝜑𝑒𝑥𝑡) e relativas (𝜀) que ocorreram no lado externo das fibras, para realizar uma avaliação comparativa dos valores teóricos. Os resultados experimentais das deformações verdadeiras (𝜑𝑒𝑥𝑡) / relativas (𝜀) com o punção sem ressalto foram 0,18[-]/20% para o sentido da laminação 0° e 0,26[-]/30% para o sentido da laminação 90°, já para o punção com ressalto foram 0,34[-]/40% para laminação a 0° e 0,38[-]/45% para laminação a 90°. O valor teórico da deformação relativa (𝜀) resultou em uma variação máxima de 9% e a deformação verdadeira (𝜑) em 0,7 [-] quando comparados aos resultados experimentais. Através dos dados obtidos, comprovou-se que a Linha Neutra (LN) da dobra da chapa gerou uma deformação assimétrica e constatou-se que as maiores deformações ocorreram no sentido de laminação a 90°. Os resultados obtidos experimentalmente do fator do retorno elástico (K) mostraram compatibilidade com os dados obtidos teoricamente, evidenciando que ao utilizar o método do punção com ressalto diminui o retorno elástico, demostrando que o maior valor do fator de retorno elástico ocorre no sentido de laminação a 90°. Além disso, foi realizada a simulação numérica através do software Simufact Forming®, utilizada para comparação da deformação verdadeira (𝜑𝑒𝑥𝑡) e o fator no retorno elástico (K) contra os dados experimentais. Os resultados do comportamento da deformação visual na simulação numérica ficaram similares com a análise metalográfica, porém os resultados da deformação verdadeira (𝜑𝑒𝑥𝑡) ficaram altos comparados aos dados dos ensaios, gerando um erro relativo médio de 40,5% para o punção sem ressalto e 21,5% para o punção com ressalto. Entretanto os resultados obtidos do fator do retorno elástico (K) ficaram próximos, apresentado um erro relativo médio de 0,96% para o punção sem ressalto e 0,25% com ressalto.

The main focus of this work is to evaluate the springback using the technique of the LBending Process with step and without the punch, through a matrix to perform the bending of SAE 1006 steel. The characterization of the material was carried out as: tests tensile, metallography and chemical analysis of the basement material to compare results with the literature and use the information for analytical calculations and numerical simulation. In the bending tests, it was possible to identify the deformations on the external side of the fibers of the 1.5 mm thick specimens, such as the springback in the rolling directions of 0° and 90°. In the bending process, two punch models were used, without and with a 0.25 mm high and 1.2 mm wide step, to determine the springback factor (K), the true (𝜑𝑒𝑥𝑡) and relative deformations (𝜀) that occurred on the external side of the fibers, to carry out a comparative evaluation of the theoretical values. The experimental results of true (𝜑𝑒𝑥𝑡)/relative (𝜀) strains with the punch without step were 0.18[-]/20% for the 0° rolling direction and 0.26[-]/30% for the rolling direction. rolling at 90°, for the punch with step it was 0.34[-]/40% for rolling at 0° and 0.38[-]/45% for rolling at 90°. The theoretical value of the relative strain (ε) resulted in a maximum variation of 9% and the true strain (𝜑𝑒𝑥𝑡) in 0.7[-] when compared to the experimental results. Through the obtained data, it was verified that the Neutral Line (LN) of the sheet bend generated an asymmetrical deformation and it was verified that the greatest deformations occurred in the rolling direction at 90°. The results obtained experimentally of the springback factor (K) showed compatibility with the data obtained theoretically, showing that when using the punching method with step reduces springback, showing that the highest value of the springback factor occurs in the rolling direction at 90°. In addition, numerical simulation was performed using the Simufact Forming® software, used to compare the true strain (𝜑𝑒𝑥𝑡) and the springback factor (K) against the experimental data. The results of the deformation behavior in the numerical simulation were similar with the metallographic analysis, however the results of the true deformation (𝜑𝑒𝑥𝑡) were high compared to the test data, generating an average relative error of 40% for the punch without step and 21.5 % for the punch with step. However, the results obtained from the springback factor (K) were close, with an average relative error of 0.96% for the punch without step and 0.25% with step.