Analysis of different modeling approach at determining of backward extrusion force on AlCu5PbBi material

Análisis de diferentes enfoques de modelización para determinar la fuerza de extrusión hacia atrás en el material AlCu5PbBi

El objetivo de este artículo es presentar un esbozo de diferentes enfoques de modelización para determinar la fuerza de extrusión hacia atrás en el material AlCu5PbBi y compararlos con los resultados experimentales obtenidos. El modelado estocástico del artículo se basa en el procesamiento estadístico del diseño experimental compuesto central, es decir, en estas investigaciones, el diseño compuesto central circunscrito (CCC). El modelado numérico se basa en el método de elementos finitos (MEF) utilizando ABAQUS 6.4.1. Software explícito.

INTRODUCCIÓN

El proceso de extrusión hacia atrás es un proceso de conformado en frío muy utilizado para la fabricación de productos cilíndricos simétricos de forma hueca y se suele realizar en prensas mecánicas de alta velocidad y precisión. El punzón desciende a gran velocidad y golpea la pieza en bruto, extruyéndola hacia arriba mediante alta presión. El espesor de la sección tubular extruida es función de la holgura entre el punzón y la matriz [1]. En la figura 1 se presenta un esquema del proceso de extrusión hacia atrás. La extrusión hacia atrás se limita a los metales más blandos y sus aleaciones, de acuerdo con la muy citada teoría sobre la fuerza de extrusión hacia atrás, a saber

Dipper′s teoría de doble vuelco [2], sobre la base de un patrón de rejilla de deformación, así como un elemento de rejilla en movimiento, la expresión analítica para el cálculo rápido de la fuerza de extrusión hacia atrás tiene una forma:

​$F_{be}=[k_{f1}﹒(1+\frac{1}{3}﹒\mu ﹒\frac{d_1}{h_1})+k_{f2}[1+\frac{h_1}{s}(\frac{\mu }{2}+0.25)\left]\right]﹒$

$﹒\frac{\pi d_1^2}{4}$   (1)

donde: μ - coeficiente de fricción entre la herramienta, la matriz y la pieza, d₁ - diámetro del punzón, s - espesor de la pared, h₁ - espesor del fondo. Para el cálculo de k_f1, k_f2 tensiones verdaderas frente a la deformación plástica logarítmica φ tiene que ser incluido en el análisis es decir, significa que para φ₁ de la curva de tensión de flujo se ha obtenido el valor de k_f1 y para φ₂ de la curva de tensión de flujo se ha obtenido el valor de k_f2,

donde:

${\phi }_1=\mathrm{I}\mathrm{n}\frac{h_1}{h_0},$   (2)