Simulação numérica do processo de estampagem mecânica em chapas metálicas através do modelo de dano de Lemaitre

Abstract

Este trabalho propõe a obtenção de um método de controle para o processo de estampagem de chapas metálicas através da análise de uma única variável de dano isotrópico acoplada ao modelo constitutivo de dano de Lemaitre, baseado na Mecânica do Dano Contínuo, e tendo como parâmetros de projeto: os parâmetros materiais, a espessura de chapa e os moldes utilizados no processo, entre outros. Para alcançar os objetivos do trabalho, inicialmente será realizada uma breve revisão sobre o processo de estampagem e sobre o equacionamento matemático do modelo de Lemaitre. Em uma segunda etapa o modelo numérico de Lemaitre será desenvolvido e implementado em uma ferramenta acadêmica de Elementos Finitos para realização de testes e posteriormente em um software comercial (Abaqus Standard) através da sub-rotina UMAT, para que sejam realizadas as simulações e testes definitivos do processo de estampagem de uma peça utilizando diferentes espessuras de chapa. Por fim, é avaliado o nível de degradação interna através da relação entre o nível de dano encontrado e a espessura da chapa utilizada na simulação. __________________________________________________________________________ ABSTRACT

This contribution proposes the control of the sheet metal forming process through the analysis of a unique damage isotropic variable proposed by Lemaitre, based on the Continuum Damage Mechanics, with the design parameters: the materials parameters, sheet thickness and molds used in the process, among others. To achieve these objectives, in the first part a brief review about the forming processes and the mathematical equation of Lemaitre’s model is made. In the second part, Lemaitre’s model is implemented in an academic finite element environment for testing and then in commercial software (Abaqus Standard) though the UMAT subroutine, intending to perform definitive simulations and tests of the forming process of a part using different sheet thicknesses. At the end, the level of internal degradation in the part is evaluated through the relation between the damage level found and the sheet thickness used in the simulation.