Simulação computacional de um processo de trefilação para produção de barras redondas de aço AISI 1045

Abstract

Nesse trabalho foi simulada a etapa de trefilação na produção de barras redondas do aço AISI 1045 através do processo de trefilação combinada. Foram determinados diversos parâmetros para a simulação com base em processos industriais de trefilação combinada. Foi realizado o teste do anel, e sua simulação, a fim de obter-se o valor de atrito para utilização na simulação numérica e cálculos analíticos. Dos resultados da simulação numérica, através da comparação desta com equações empíricas e analíticas, foi avaliada a capacidade da simulação de prever a força de trefilação. Além disso, foi realizado um esforço no sentido de determinar as tensões residuais após a trefilação. Os valores simulados de tensões residuais foram comparados com valores experimentais obtidos através de análise de tensões residuais por difração de Nêutrons realizada em amostras trefiladas da industria. Com base neste trabalho, foi discutida a possibilidade de usar-se a simulação para prever quantitativamente as tensões residuais após o processo de trefilação. As análises poderão ser utilizadas para o desenvolvimento de futuros melhoramentos no processo de trefilação.

Simulação Numérica Das Tensões Residuais Geradas No Processo De Trefilação Para Diferentes Parâmetros De Processo

“…lação também teve um ganho considerável se comparadas com as simulações em que há apenas um atrito constante. Segundo a literatura, este atrito na interface ferramenta/ peça pode ter um grande efeito no escoamento do material como defeitos internos e externos de formação e requisitos de maior força e energia no processo [12][13][14][15]. Este atrito na interface é devido à ineficiência na lubrificação durante o processo que pode resultar em uma variação no coeficiente de atrito em diferentes locais da fieira, sendo que isso modifica o perfil de tensões residuais tornando-o mais heterogêneo.…”

“…O comportamento do perfil das tensões residuais demonstradas neste trabalho é similar ao obtido experimentalmente por Difração Nêutrons e Difração de Raios-X [15], porém, os valores das tensões simuladas são superestimados devido a fatores como efeito Bauschinger e anisotropia que não foram considerados neste trabalho [14,15].…”

Influência do ângulo e do coeficiente de atrito nas tensões residuais geradas na trefilação de barras de aço AISI 1045

“…A barra passou através da fi eira tocando-a e, com isso, reproduziu uma redução de aproximadamente 11%, resultando em um raio fi nal da barra trefi lada de 10,125 mm. Conforme a Figura 1, a fi eira possui comprimento total de 30 mm e é dividida em 4 regiões: região de entrada (1) com 5 mm de comprimento, responsável pelo guiamento do material através da fi eira; região de trabalho (2) com 15 mm de comprimento, responsável efetivamente pela redução de diâmetro e defi nida pelo ângulo de trefi lação, sendo um dos parâmetros mais importantes do processo; região de calibração (3) com 5 mm de comprimento, relacionada à estabilização das propriedades do material que foram alteradas durante a etapa de redução de diâmetro e, por fi m; região de saída (4) com 5 mm de comprimento possui um ângulo oposto ao de entrada, sendo associada aos efeitos de retorno elástico do material, além de facilitar a retirada da barra em caso de paradas não planejadas do processo (Rocha et al, 2011).…”

“…A direção tangencial apresenta o perfi l semelhante à direção axial, porém, em menores proporções. Este comportamento já havia sido encontrado em trabalhos prévios (Ripoll et al, 2010;Atienza et al, 2005;Rocha et al, 2011).…”