Análise do processo de dobramento do aço de alta resistência Quard 450, 500 e 550

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo geral encontrar o raio mínimo de dobramento para o Quard 450, 500 e 550 com espessura de 8 mm sem que ocorra o surgimento de trincas superficiais. Avaliar o retorno elástico, força de dobramento e a análise da deformação nas fibras externas destes materiais para os diferentes raios de punção utilizados no dobramento. Além do experimento prático (dobramento), este estudo também avaliou o comportamento destes materiais através de simulações, realizadas através do software Simufact. Optou-se também por estudar algumas equações encontradas na literatura, a fim de verificar se estas conseguem prever o comportamento dos materiais estudados. Ao total foram dobrados 75 corpos de prova, divididos em 15 grupos com 7 punções diferentes com raios variando de 30 a 42mm. Os resultados indicam que a dureza assim como o raio de dobra ou raio de punção são fatores que influenciam no retorno elástico e na força de dobra, sendo que quanto maiores forem esses parâmetros (dureza e raio) maior também será o efeito mola e o esforço de dobra necessário. Sobre a deformação nas fibras externas, o parâmetro que mais influencia é o raio de dobra, sendo que quanto menor o raio de dobra maior é a deformação nas fibras externas. Os dados coletados através da simulação numérica se aproximaram dos valores encontrados nos ensaios de dobramento, sendo a maior diferença para o retorno elástico de 2°; já a maior diferença para força de dobramento foi de 7 kN, e para a deformação nas fibras externas a maior discrepância encontrada entre a simulação e os ensaios experimentais foi de 0,03. Sobre as equações estudadas, tanto para o raio mínimo de dobra quanto para a força de dobramento, apenas as equações sugeridas pelo fabricante do aço Quard se aproximaram dos dados experimentais; já em relação às equações utilizadas para deformação nas fibras externas, ambas as equações estudadas obtiveram resultados similares com a avaliação experimental.

The general objective of the present work is to find the minimum bending radius for Quard 450, 500 and 550 with 8 mm thickness without the occurrence of surface cracks. To evaluate the springback, bending strength and the analysis of the deformation in the external fibers, of these materials for the different radii of punch used in bending. In addition to the practical experiment (bending), this study also evaluated the behavior of these materials through simulations, performed using Simufact software. It was also decided to study some equations found in the literature, in order to verify if they can predict the behavior of the materials studied. A total of 75 specimens were bent, divided into 15 groups with 7 different punches with radii varying from 30 to 42mm. The results indicate that the hardness, as well as the bending radius or punch radius are factors that influence the elastic return and the bending force, and the greater these parameters (hardness and radius) the greater the springback and the required bending effort. Regarding the deformation in the external fibers, the most influential parameter is the bending radius, and the smaller the bending radius, the greater is the deformation in the external fibers. The data collected through numerical simulation were close to the values found in the bending tests, with the greatest difference for the elastic return being 2°, the greatest difference for bending force was 7 kN, and for the external fiber deformation the greatest discrepancy found between the simulation and the experimental tests was 0.03. About the studied equations, both for the minimum bending radius and the bending force, only the equations suggested by the Quard steel manufacturer were close to the experimental data, whereas the equations used for the external fiber deformation both studied equations obtained similar results with the experimental evaluation.