Analysis of a strain rate field in cold formed material using the visioplasticity method

Análisis de un campo de velocidad de deformación en material conformado en frío mediante el método de la visioplasticidad

En este trabajo se utiliza el método de visioplasticidad para hallar las distribuciones completas de velocidad y velocidad de deformación a partir de los datos experimentales, utilizando el método de diferencias finitas. Los datos sobre los valores de las velocidades de deformación en la región plástica del material son muy importantes para el cálculo de las tensiones y la predicción de la calidad del producto. Se extruyeron probetas de aleación de cobre con diferentes lubricantes y distintos coeficientes de fricción y, a continuación, se analizaron y compararon las distribuciones de las velocidades de deformación. Se obtuvieron diferencias significativas en las distribuciones de velocidad y tasa de deformación en algunas regiones a la salida de la zona deformada.

INTRODUCCIÓN

El conformado en frío se ha convertido en una de las tecnologías de fabricación más prometedoras en la producción en serie de diferentes componentes, especialmente en la industria del automóvil. Esto se debe a su ahorro de material, su altísima productividad y su mecanizado cada vez más reducido. Cuando se empezó a comprender mejor la tecnología y sus parámetros, las herramientas, el material, los lubricantes y la maquinaria se hicieron más fiables, y el proceso se estabilizó. El sistema de conformado de metales depende de cuatro grandes grupos de parámetros influyentes [1]

- el material de entrada (propiedades físicas y mecánicas, micro y macrogeometría)

- herramientas (forma, rigidez, calidad de la superficie, resistencia al desgaste y a la carga, etc.)

- máquina de conformado (rigidez, cinemática, sensibilidad a las transferencias de calor, etc.), y

- proceso de conformado con parámetros que incluyen el impacto de los lubricantes, la deformación, las velocidades de deformación y la distribución de la tensión en el interior de la pieza, la generación de calor, etc.

Las propiedades del material, la velocidad, la distribución de la tensión y la velocidad de deformación, etc., deben analizarse con la mayor precisión posible para alcanzar una alta calidad durante el proceso de conformado del metal y la plena funcionalidad del producto. La lubricación también es de gran importancia en muchos procesos de conformado de metales debido a su influencia en el desgaste de la herramienta, el flujo del material, las características de deformación y las propiedades mecánicas de las piezas conformadas [2]. Conocer los valores de velocidad y velocidades de deformación en la zona de deformación, o zona de deformación del material conformado bajo diferentes condiciones de lubricación es muy importante para calcular tensiones, y predecir la calidad de la probeta. Aunque la teoría de la plasticidad proporciona un número suficiente de ecuaciones independientes para definir el mecanismo de deformación plástica, es imposible obtener una solución completa para un problema general de conformado sin simplificación y aproximaciones en el mecanismo de deformación.