Physical modelling and numerical finite element method (FEM) simulation of forging in open die of alloy AIMgSi0,5

Modelización física y simulación numérica por el método de los elementos finitos (MEF) de la forja en matriz abierta de la aleación AIMgSi0,5

En este trabajo se investiga el proceso de forja en matriz abierta de pieza gradual axial-simétrica de aleación AIMg-Si0,5. Se llevó a cabo la modelización física, para lo cual se desarrolló un método original de discretización física y análisis numérico por elementos finitos. Se determinaron los componentes del tensor: deformación, velocidad de deformación, tensión y los parámetros efectivos correspondientes. Se compararon y analizaron los resultados obtenidos experimentalmente y mediante una simulación numérica por elementos finitos.

INTRODUCCIÓN

La simulación numérica mediante el método de los elementos finitos (MEF) está muy extendida en la actualidad. La aplicación del método se actualiza constantemente gracias a una mayor simplicidad de uso, al desarrollo de programas informáticos actualizados, a la reducción del tiempo necesario para la preparación de los datos de entrada y a la obtención de un amplio espectro de información de salida. Además,,siempre se plantea la cuestiónnde si los parámetros de entrada se tomaronncorrectamente y si los resultados obtenidos sonnválidos [1]. Para ello, se desarrolló unn método original de discretizaciónn física,, que se utiliza para verificar los resultados obtenidos numéricamente. Se investigaron los valores que determinan el proceso de deformación: desplazamientos, deformaciones, velocidades de desplazamiento, velocidades de deformación y tensiones.

En este artículo se muestra además un método experimental de modelización, una simulación numérica por elementos finitos y la comparación de los resultados obtenidos.

MODELIZACIÓN FÍSICA

Definición del experimento

La investigación se llevó a cabo en condiciones de laboratorio y se ajustó de tal manera que se asemejara lo más posible a las condiciones de producción.

Se adoptó una pieza de elaboración gradual axisimétrica con dos niveles de altura en la parte superior y un nivel de altura en la parte inferior del plano de partición, Figura 1 [2].

Como material de ensayo se utilizó una aleación de aluminio AlMgSi0,5 cuya composición química figura en la Tabla 1.