1. Simulao em C f S Conformao de Chapas Princpios de AnliseProf. Paulo Marcondes, PhD. DEMEC / UFPR

2. ANLISE ESTRUTURAL Anlise em Engenharia: Expresses matemticas Avaliao experimental Simulao computacional Mtodo dos Elementos Finitos (MEF) Finite Element Analysis(FEA) 3. ANLISE LINEARMecnica Estrutural Isaac Newton Robert Hooke Lei de Hooke: Relao linear entre fora e deslocamento (proporcional ao coeficiente de rigidez da mola)F (N) = K (N/m) . x (m) x=F/K Linear:Se aplicarmos o dobro de fora teremos o dobro de deslocamento 4. ANLISE LINEAR Problemas reais so mais complexos: Mtodos computacionais matriciais Exemplo: matriz global de rigidez. A fora e deslocamento se tornam vetores, e o coeficiente de rigidez se torna uma matrizVerdade: A natureza exibe comportamento no-Linear A rigidez muda progressivamente com o aumento do carregamento ou, ainda, como um resultado das mudanas no material e/ou efeitos geomtricos ou de contato. 5. ANLISE NO-LINEAR Com o desenvolvimento computacional e de hardware: Introduziu-se, nos clculos, efeitos no-lineares Processos de manufatura Deformao plstica Tratamentos trmicos 6. ANLISE NO-LINEAR Bases do MEF: Discretizao (malha) Subdividir uma estrutura em um grande e finito nmero de p simples elementosEquilbrio (balano de foras internas/externas)Modelo constitutivo (materiais)Pelas caractersitcas de rigidez de cada elemento e os combinando dentro de um sistema interconectado de equaes simultneas Extendeu-se os princpios bsicos da Lei de Hooke para um robusto e eficiente processo de soluo computacionalA teoria preve que quando encontrada alguma soluo matemtica o t i d t d l l t ti mtodo capaz de convergir para os resultados tericos corretos. 7. ANLISE NO-LINEAR Indicativos que a No-Linearidade importante: Trincas; Estrangulamento; g ; Afinamento; Enrrugamento, colapso (buckling); Tenses acima da tenso elstica; Escoamento local; Bandas de cisalhamento e Temperaturas maiores que 30% da de fuso. 8. ANLISE NO-LINEAR Origens da No-Linearidade: No Linearidade No-Linearidade do Material Abilidade do material apresentar uma resposta tenso-deformao no linear No-Linearidade Geomtrica Leva em conta f L t fenmenos t i como rigidez de um componente sob tais i id d t b carregamento, comportamento de colapso da estrutura ou componente. No-Linearidade de Condies de contorno ou contato de no-linearidade A rigidez da estrutura ou componente, em contato ou no, pode mudar significativamente Os algoritmos que resolvem as equaes no-lineares devem levar no lineares em conta essas trs formas de no-linearidade. Fatores que evidenciam no-linearidade:Deformaes permanentes e Grandes mudanas na geometria 9. ANLISE NO-LINEAR (material) Critrios d C i i de escoamento ( i ld criteria) (yield i i ) A tenso de escoamento marca o incio da deformao plstica. Critrio de von Misses O escoamento ocorre quando o nvel de tenso efetiva (chamado tenso equivalente ou tenso de von Misses) alcana o valor do escoamento como definido do teste de trao uniaxial. Essa condio de escoamento concorda relativamente bem com o comportamento da maioria dos metais dteis tais quais os aos baixo carbono e alumnio. largamente utilizado em anlises no-lineares por MEF. l t tili d li li MEF 10. ANLISE NO-LINEAR (material) Critrio d T C it i de Tresca O escoamento ocorre quando a mxima tenso de cisalhamento alcana o valor que tem quando o escoamento ocorre no teste de trao.Mtodos de Drucker-Prager (ou Mohr-coulomb) Incluem a existncia de um estado de tenso hidrosttico (ou confinado) Usados para descrever materiais granulados tais quais, solos, quais solos rochas, gelo e concreto. 11. ANLISE NO-LINEAR (material) Outros critrios de escoamento: Von Misses modificado Hill e Hill melhorado Barlat Hoffman Shima Gurson Descrevem o comportamento de argilas, plsticos reforados por fibras, argilas fibras para materiais que exibem propriedades anisotrpicas ou ortotrpicas. Outros materiais podem ser descritos por modelos de dano progressivo (progressive damage) Nestes a degradao do material com o aumento da tenso levada em considerao de maneiras diferentes. 12. ANLISE NO-LINEAR (material) Critrio de encruamento (work hardening criteria) A inclinao da curva na parte plstica indica o comportamento do material aps o escoamento. dita como o comportamento do material aps o escoamento. Endurecimento isotrpico (isotropic hardening) Para simulaes de processos de manufatura e problemas dinmicos de grande amplitude onde a d f d li d d deformao plstica exede em grande l ti d d parte o estado de escoamento. Endurecimento cinemtico (kinematic hardening) Usado para modelar casos onde o efeito Bauschinger importante. Assume que o esoamento de von Misses no muda em forma q ou intensidade. 13. ANLISE NO-LINEAR (contact / boundary condition) Contato e Atrito (contact and friction) Modelos clssicos: Atrito de Coulomb (Coulomb friction / stick-slip friction model) Atrito de cisalhamento (shear friction)Subrotinas Utilizadas para monitorar as condies de interface e p modificar o efeito da frico (variar em funo da localizao, presso, temperatura, quantidade de escorregamento, etc.). 14. ANLISE NO-LINEAR O mtodo MEF uma aproximao da realidade: A qualidade do modelo MEF (preciso geomtrica) O processo de discretizao ( p (escolha, criao e , distribuio da malha) Propriedades do material e correlacionado p comportamento assumido Representao das condies de contorno e p carregamento O prprio processo de soluo (mtodo de soluo, p p p ( critrio de convergncia) 15. ANLISE DINMICA NO-LINEAR Solues MEF no-lineares incrementais so frequentemente chamadas: q Quase-estticas O carregamento aplicado progressivamente em um nmero de incrementos.Quando nos comportamentos estruturais os efeitos do tempo so significantes so referenciados comodinmicos ou transientes 16. SOLUO DINMICA NO-LINEAR Problemas dinmicos transientes A soluo via MEF progredida passo a passo, no tempo, levando em conta a resposta da velocidade e da acelerao em adio ao simples comportamento fora-deslocamento. Os cdigos MEFs dinmicos no-lineares oferecem duas maiores aproximaes para a soluo de equaes dinmicas: Mtodos implicitos e implicitos e, Mtodos explicitos. 17. MTODOS DINAMICOS IMPLCITOS A aproximao i i implcita resolve um sistema matricial, uma l it l i t ti i l ou mais vezes por passo, para avanar para a soluo, porm, pode no capturar comportamentos do co po e te com te po de curta durao componente co tempo cu ta du ao (alta frequncia). Gera grandes sistemas de equaes, Complexidade e grande recurso computacional. 18. MTODOS DINAMICOS EXPLCITOS O mtodo explcito avana para a soluo MEF sem necessitar uma matriz rgida (ou menos frequentemente) simplificando o processo, Para um dado tamanho de time-step a formulao explcita geralmente requer poucas e menos complicadas computaes por time-step. p So instveis e rapidamente podem divergir da soluo correta a menos p p g que se use pequeno e curto time-step comparado ao valor crtico mximo calculado. Adequado para aplicaes altamente dinmicas de curta durao (Ex.: carregamento com explosivos, materiais altamente dependentes da taxa de deformao, embutimento profundo) 19. MTODOS DINAMICOS EXPLCITOS E IMPLCITOS Na conformao plstica aps ser deformado o metal tende a apresentar uma recuperao elstica e este efeito pode ser simulado.Para isto, o processo de conformao pode ser primeiramente , p p p simulado com a integrao de tempo explcita de modo habitual. Quando a simulao da conformao termina, um arquivo que contm toda a informao de tenso e deformao do recorte (blank) pode ser obtido.Baseado neste arquivo (sem as informaes das ferramentas), em um segundo passo, uma anlise implcita pode ser feita para se obter informaes quanto recuperao elstica do material. 20. MTODOS DINAMICOS EXPLCITOS Ainda, um importante fator o acompanhamento do processo de experimentao/ modelamento. O erro numrico pode ser definido como a diferena entre a soluo analtica exata de uma determinada varivel de interesse e a sua soluo numrica. A verificao e validao so os principais processos para estimar e analisar erros em programas de simulao.A verificao a avaliao da preciso da soluo computacional em relao ao modelo numrico, A validao visa determinar a proximidade q p que o modelo matemtico est do fenmeno real, atravs da comparao da soluo numrica com os dados experimentais. 21. MTODOS DINAMICOS EXPLCITOS Curvas de fora-deslocamento determinadas em um teste de estampagem e via simulao MEF. Uma boa aproximao com os resultados experimentais foi obtida usando um coeficiente de atrito de 0,0225 para o contato entre a matriz e a chapa metlica (usando leo e filme polietileno no experimento) e 0,1 para os contatos entre as p p p p p ( interfaces da chapa metlica/prensa chapas e chapa de ao/puno (foi usado leo no experimento).(a)(b)(c)Curvas fora-deslocamento experimentais e simuladas em um teste de embutimento com razo de embutimento de 2,2 e fora de prensa chapas de 80kN: (a) HSLA, (b) DP e (c) TRIP 22. Conformao C f de Chapas Prof. Prof Paulo Marcondes, PhD Marcondes PhD. DEMEC / UFPR 23. CICLO DE DESIGN E MANUFATURA: Convencional v/s CAE aided Engineering RedesignExpensive TestsEngineering Design CADSimulation Manufacturing 24. FATORES QUE INFLENCIAM NA CONFORMAO DE CHAPASEncruamento (Work Hardening) ( Work Hardening ) Sensibilidade a Taxa de Deformao Anisotropia A i t i Tamanho de Gro Tenses Residuais (Tenses Secundrias) Estrangulamento (Necking) Molejo de Retorno (Springback) uga e to (Wrinkling) g) Enrugamento ( 25. VANTAGENS DA SIMULAO Modelamento, desenho e construo das peas estimar a conformabilidade e evitar problemas no processo de estampagem, como variaes do material ou da geometria da pea, Oramento de uma ferramenta O t d f t evitar erros de clculo e altos custos da ferramenta, Planejamento do mtodo e das etapas necessrias do processo de estampagem ganhar mais segurana na produo e otimizar os passos para o produto final, final Otimizao das ferramentas evitar problemas e perda de tempo no Try Out Try-Out, Soluo dos problemas ocorrentes no T O t d f t Try-Out das ferramentas minimizando o tempo t i i i d t necessrio. 26. INDSTRIA AUTOMOTIVA(ULSAB car model) d l)25 m de d chapas metlicas estampadas p 27. DADOS DE ENTRADA: ANISOTROPIA Devido a orientao preferencial dos gros (tendncia estatstica para certas orientaes cristalogrficas) O valor de R (razo da deformao na largura / espessura) um importante parmetro Um alto valor de R indica resistncia ao afinamento e alta resistncia sobre tenso biaxial Afeta o RCD (limiting draw ratio), distribuio da deformao e fenmeno de orelhamento Existem vrios critrios de escoamento anisotrpicos: Hills (1948, 1979), Barlat, Hosford para descrever metais CFC and CCC 28. TENSO DE ESCOAMENTO ANISOTRPICA 1.21.110.90.8Experiment Hill Model Barlat Model0.7 0153045607590Angle from rolling (deg) O modelo de Hill model superestima a tenso de escoamento na direo 45 => prediz grande orelahamento > com o modelo de Hill em 45 graus. O modelo de Barlat prediz a correta tenso de escoamento => O modelo de Barlat propicia melhores resultados. 29. 1st Stage : ANDAMENTO DA DEFORMAO PLSTICA Hills Model s odeMax. Value : 0.460Barlats Model s odeMax. Value : 0.423 30. 2nd Stage : ANDAMENTO DA DEFORMAO PLSTICA Hills Model s odeMax. Value : 1.608Barlats Model s odeMax. Value : 0.868 Pequeno orelhamento previsto pelo modelo de Barlat 31. 3nd Stage : ANDAMENTO DA DEFORMAO PLSTICA Hills ModelMax. Value : 3.852 Colapso do elemento devido a extremamente alta tenso compressiva - Devido ao grande orelhamento previsto pelo modelo de HillBarlats ModelMax. Value : 1.267 32. DADOS DE ENTRADA: ANISOTROPIALarguraEspessuraDireo de Laminao 33. DADOS DE ENTRADA A OS A ACurvas de escoamento.Curvas Limite de Conformao. ConformaoPara descrever o comportamento dos materiais na conformao com uma funo entre deformao e tensoPara descrever as limites possveis nas diferentes estados i dif t t d da conformao dos materiais 34. CURVAS LIMITE DE CONFORMAO Previso de RupturaScenario 1 : Probable Rupture2Stamped part Scenario 2 : Improbable RuptureVirgin metal1 35. APROXIMAO MATEMTICA DA CURVA DE ESCOAMENTO DE UM AO EEP 36. VALORES DA APROXIMAO MATEMTICA DAS CURVAS DE ESCOAMENTO Aproximao aps Ludwig/Hollomon: Aproximao aps Nadai/Reihle: Material Al Mg 0.4 Si 1.2 Al Mg 0.4 Si 1.2 Al Mg 5 Mn Al Mg 5 Mn EEP O3 EEP O3 EEP O3 EEP O3 EEP O3Espess. C 0,80 457 1,80 448 0,80 499 1,50 1 50 511 0,80 522 0,85 505 0,88 510 1,50 533 2,00 536n 0,25 0,22 0,25 0,26 0 26 0,23 0,22 0,21 0,21 0,22kf = C n kf = C0 + C1 n1 C0 136 152 132 136 157 163 162 189 173C1 425 413 531 563 450 437 447 457 475n1 0,57 0,57 0,59 0,60 0 60 0,50 0,52 0,49 0,54 0,53 37. VALORES DA APROXIMAO MATEMTICA DAS CURVAS DE ESCOAMENTO Material IF 18 IF 18 Z St E 180 BH Z St E 180 BH St E 250i St E 250i Z St E 300 Z St E 340 Z St E 380 DP 500 X5 Cr Ni 18.10 C 18 10Espess. C 0,75 537 1,60 550 0,80 539 1,70 1 70 513 0,75 596 2,00 604 2,00 706 0,80 712 2,00 631 0,75 933 0,80 0 80 1325n 0,25 0,24 0,19 0,17 0 17 0,20 0,19 0,15 0,16 0,10 0,22 0,36 0 36C0 144 155 213 217 249 244 359 344 382 276 321C1 481 486 448 407 541 525 628 596 432 847 1310n1 0,50 0,50 0,55 0,51 0 51 0,66 0,58 0,66 0,61 0,52 0,48 0,74 0 74 38. ESTIMAR A VIABILIDADE DE PRODUOConformabilidade Variao V i na: Geometria Material Programas rpidos Sem Ferramentas definidas Reduo de Custos 39. OTIMIZAO VIRTUAL DAS FERRAMENTAS 40. Softwares de Simulao em Conformao de Chapas Prof. Prof Paulo Marcondes, PhD Marcondes PhD. DEMEC / UFPR 41. PROGRAMAS DE SIMULAO Vrios programas para diferentes tarefas: Programas para uso geral: P l MSC Marc, Ansys, AbaqusProgramas para uso dedicado: Chapas: AutoForm, Pam-Stamp, p, LSDyna3D.Forjamento: Superforge Superforge, Deform, Autoforge. 42. PROGRAMAS DE SIMULAO Programa ABAQUS MARC NIKE3D LARSTRAN EPDAN INDEED ROBUST DEDRAN ICEM-STAMP AUTOFORM DEFORM FORGE2/3 LS DYNA3D LS-DYNA3D PAM-STAMP ABAQUS-explicit OPTRIS UFO-3D UFO 3D PSUEmpresa, Pais HKS, EUA MARC/MSC, EUA LSTC, LSTC EUA LASSO, AL IFU STUTTG., AL INPRO, AL Prof. Nakamachi, JP VW-GEDAS, AL Control Data, AL AUTOFORM, AUTOFORM SUI BATELLE, EUA CEMEF, FRA LSTC, EUA ESI, FRA/AL HKS, EUA Matra Datavision, FRA IABG, IABG AL Projgr. PSU, AL 43. REQUISITOS DESEJADOS EM UM SOFTAWARE Elementos grosseiros e refinados e elementos contnuos Modelos de Anisotropia Plstica: Hill melhorado e Barlat Diversas leis de endurecimento Condies de contato de frico para grandes deslizamentos e deformaes Descrio simples da geometria Modelamento dos cordes esticadores (drawbead) DLC (Diagrama Limite de Conformao) com CLC 44. VISO GERAL PAM-STAMP 2GPartDraw diesCourtesy : Daimler Chrysler 45. BENEFCIOS DO PAM STAMP PAM-STAMPQUIKSTAMP (INVERSE)Part Design ViabilidadeDIEMAKERQUIKSTAMP ( (DIRECT) )Die DesignPAMPAM-STAMPProcess Validation Validao 46. U UNINDO PAM CRASH / STAMP O C S S CAD data Ideal thicknessQUIK-STAMP (INVERSE)QUIK-STAMP (INVERSE)PAM-STAMP PAM STAMPPAM-STAMPVirtual assembly blEARLY DESIGNVALIDATIONUndefined processProcess well definedVirtual crashStamped Blanks Real thickness 47. ONE- STEP SOLVERS ONE SOLVERSDada a geometria da pea, o one - step solver Quickstamp l Q i k pr-define a forma e tamanho do blank.Quando utilizado corretamente, one - step solvers so eficazes para o desenvolvimento inicial do blank. desen ol imento blank Seus resultados devem ser cuidadosamente analisados, em termos de , preciso, e usados para as estimaes ou dados iniciais de entrada para o processo de simulao da validao final. 48. ONE- STEP SOLVERS (CONTINUAO) ONE SOLVERSreas azuis so espessamentos. reas Vermelhas so afinamentos.One- step solvers podem tambm prever reas de afinamento 49. DISPOSIO DE PEAS NA CHAPA NESTING NESTING Para reduzir refugo de chapa a foma do blank deve ser desenvolvida e disposta na chapa. A largura da tira (coil width) e tamanho da pea (part pitch) pode ser minimizada para o menor uso de chapa.Pode-se usar o blank sado do primeiro passe de simulao (onestep simulation) como entrada incremental de simulao para atingir a melhor geometria do blank. 50. PASSOS DA SIMULAO 1. Obter a forma inicial do blank (usar um one - step solver - Quickstamp). 2. Usar esse blank e rodar uma simulao incremental (Optris). 3. Analisar a forma do embutido.4. 4 Corrigir a forma inicial do balnk e re simular(step 2 - Optris) re-simular(step Optris).5. Analisar novamente a forma do blank. 6. 6.Part twisted or blank development was wrongRepetir esses passos novamente se necessrio at ser considerado R i i id d aceitvel para incio do tryout). 51. AFINAMENTOS E TENSES NA PEA Sempre mostrar reas de afinamento maior que 20%Identificar reas anormais de alta tenso Essa pea requer um prembutimento pois o enrugamento (wrinkle) foi muito severo nessa rea. A alta tenso observada a pista para isto. 52. MODO DE DEFORMAO E DLC/CLC Os O pontos d falha t de f lh so mostrados em vermelho DLC (FLD). (FLD) DLC - reas acima dessa curva (CLC) mostrar sem dvida que iro ocorrer q falhas.O uso do modo de deformao (strain mode) tambm til. Valores positivo so estiramento, zero EPD e negativos so embutimento. Essa pea saiu do modo de falha EPD quando se colocou cordes esticadores (drawbeads) nos lados. 53. Simulao de uma etapa de conformaoAltas deformaes no fundo 54. Paralama com ST 14 Verde menor EspessuraParalama com ST 250i (isotropico) Amarelo maior espessura 55. CONTATO E ATRITOProf. Paulo Marcondes, PhD. DEMEC / UFPR 56. CONTATO E ATRITO Todo processo de conformao mecnica consiste de uma ou mais ferramentas e uma pea, qual se deseja dar um determinado formato. Assim sendo, sempre existe uma interao entre diferentes slidos. , p Contato entre dois corpos: (a) ausencia de condio de contato, (b) estado de contato contato. (Adaptado de Ziekiewics e Taylor, 2000) 57. MODELO DE COULOMB A primeira lei de atrito foi idealizada por Loenardo da Vinci, e sua equao bastante conhecida:FT = FNA primeira parte da curva chamada de rea de Coulomb, e a relao entre a fora de atrito e a presso constante e representada pelo coeficiente de atrito .Na parte plana da curva, a fora de atrito atinge a tenso de cisalhamento do material, e o mesmo comea a sofrer cisalhamento interno, e a fora de atrito para de aumentar. 58. CONDIES DE ATRITO LOCALIZADO O regime de lubrificao, pode ser: Elasto hidrodinmico (EHD): No existe contato fsico entre as superfcies de contato. As foras so transmitidas completamente pelo lubrificante. O coeficiente de atrito tem um valor bastante baixo, na ordem de 0,01. Limtrofe (LL): No h contato fsico entre as superfcies. As foras so transmitidas inteiramente pelos picos de rugosidade da superfcie, os quais esto em contato fsico um com o outro. O atrito determinado pelas camadas aderidas superfcie. O coeficiente de atrito tem valores geralmente entre 0,1 e 0,3. Mista (LM): Este Mi t (LM) E t regime corresponde condio d atrito entre o regime i d di de t it t i limtrofe e o regime hidrodinmico. Nesse caso, a fora transmitida parcialmente pelo lubrificante, e parcialmente pela interao entre as rugosidades superficiais. O coeficiente de atrito nesse regime geralmente encontra-se entre 0 01 e 0 1. 0,01 0,1 59. Modelamento Embutimento M d l t E b ti t Copo Cilndrico p ABAQUS Prof. Paulo Marcondes, PhD. DEMEC / UFPR 60. METODOLOGIA EXPERIMENTAL VIA MEF Calibrao do modelo: Nessa etapa, escolhido o conjunto de parmetros que melhor representam os resultados apresentados experimentalmente. Pr-Processamento: N P P t Nessa f fase sero analisados os d d d entrada necessrios na f li d dados de t d i fase d de pr-processamento, como dados de geometria, material e carregamento disponveis experimentalmente, hipteses simplificativas e o delineamento de experimentos para calibrao do modelo sero elaboradas (Ex. ABAQUS, ANSYS/LS-DYNA, PAM STAMP, etc.). Processamento do primeiro caso: os experimentos definidos na etapa de pr-processamento podem ser simulados atravs do software, ABAQUS, ANSYS/LS-DYNA, PAM STAMP, etc. Ps-processamento: Nessa etapa, os dados gerados sero analisados e comparados com os dados d d experimentais utilizando visualizador d resultados ( i t i tili d i li d de lt d (escolha d usurio), i t lh do i ) integrante d t do software. A melhor combinao de parmetros de simulao deve ser escolhida nessa fase. Processamento dos demais casos: Com os parmetros de simulao selecionados a selecionados, simulao pode ser extendida para o caso dos demais casos, seguindo novamente as etapas de pr-processamento, processamento e psprocessamento, porm, p pode-se realizar apenas um experimento para cada caso, uma vez que os p p p , q conjuntos de parmetros de simulao j foram selecionados. 61. MODELAMENTO SKETCHdelinear o modelamento.ABAQUS/Explicit units: Units: N,mm Length = mm g Force = N Mass = Tonne (1.0E3kg) Time = second Stress = MPa (N/mm^2) Energy = J Density = Tonne/mm^3 Conductivity = J/(s.mm.C) Specific Heat = J/(Tonne.C) 62. MODELAMENTO SKETCH 63. MODELAMENTO PARTCriar as geometrias e colocar os pontos de referncia (RP) e inrcias.CHAPA, CHAPA PRENSA CHAPAS, PUNO e MATRIZ CHAPASPROPERTYDefinir as propriedades do materialDensity 7.8e-9 (steel) [ y ( ) [tone /mm] ] Mechanical elasticity (ym = 210000 [MPa] e Pr = 0.3) Mechanical Plasticity (curva de trao x deformao) Section criar a seo shell thickness = 1.2 [espessura da chapa] (definer thickness integration rule e integration points) Assign Property Assignpara ligar a seo e a chapa datum d3 pontoscilndrica il d iorigem (0.0, 0.0, 0.0) i (0 0 0 0 0 0)materials orientation (definir na chapa o sistema de origem criado) 64. MODELAMENTOASSEMBLYMontando as partesConstraints (posicionando corretamente os componentes) Puno 0.6 P = 0 6 em y selecione o puno e depois a chapa l i d i h Matriz = -0.6 em y selecione a matriz e depois a chapa Prensa chapas = 0.6 em y selecione o prensa chapas e depois a chapa Set das geometrias para especificar loads (carregamentos) e boundary conditions BC s BCs (condies de contorno) Surfacesdefine as superfcies que entraro em contato 65. MODELAMENTOSTEPSDefinio dos passos da simulao (dynamic explicit)1 - Nome: Prensa chapas sobe pempurra o p p prensa chapas em direo a chapa p p2 - Nome:Aplicao da fora pelo prensa chapas chapas 3 - Nome: puno sobeaplicao da fora do prensamove o puno para cima 66. MODELAMENTO STEPSFields output request VEEQ, VSA, CSTRESS, LE, PE, PEEQ, PS, RF, S, STH, U, V, VE,onde: acelerao dos nodos (spatial acceleration at nodes), tenses de contato (contact stresses), components de deformaes logaritmicas (logarithmic strain components), components) components das deformaes plsticas (plastic strain components), components) deformaes plsticas equivalents (equivalent plastic strain), forces de reao (reaction force), components de tenso (stress components), deslocamentos espaciais dos ns (spatial displacement at nodes), velocidades espaciais dos ns (spatial velocity at nodes).History outputs requests dados de sada que sero gravados nas interaes durante a simulao - resultados para a chapa (deformaes, tenses, afinamento) e p p ( ) reaes (tenses e deslocamentos) na matriz, prensa chapas e puno. 67. MODELAMENTOINTERACTIONS Definir o atrito das interaes: name: atrito (friction) para chapa e puno e chapa e prensa chapas friction coefficient 0.12 name: atrito (friction) para chapa e matriz friction coefficient 0.0225Criar as interaes: name: Prensa chapas parte inferior chapa name: Puno parte inferior chapa name: M i parte superior chapa Matriz i h 68. MODELAMENTO LOAD Condies de contorno fazer as BCs para cada um dos passos (steps). BC s (steps) Limitaes (constraints) para cada parte do modelamento.BCs para o Step 1 (o step inicial no conta criado automaticamente) Fixa puno restring todos os movimentos Fixa prensa chapas restringe todos os movimentos porm coloca u2 = 0.00012 o que vai fazer andar para cima-positivamente (pequena presso do prensa chapas p para causar um p q pequeno movimento p cima e fixar a chapa - serve para evitar para p p vibrao da chapa no contato) Fixa matriz restringe todos os movimentos (tudo selecionado e zero) Fixa chapa em x restringe movimentos em XSYMM (u1 = ur2 = ur3 = 0) p g ( ) Fixa chapa em z restringe movimentos em ZSYMM (u3 = ur1 = ur2 = 0) 69. MODELAMENTO LOADBCs para o Step 2: Remove as restries para mover o blank holder para cima. O blank holder deve ser p p liberado totalmente no movimento na direo y.BCs para o step 3: Move o puno para cima para a operao de embutimento.. Carregamentofazer o carregamento do prensa chapas (load):Fora do prensa chapas 10000 deve aparecer o carregamento no ponto de referncia (RP) do prensa chapas (seta de carregamento para cima). 70. MODELAMENTO MESH Malhar a chapa. chapa Element type explicit shell Seed size (tamanho da malha) Mesh part (part) Yesreduced integration (S4R) 1.0JOB Job Job Jobcreate name: _____ (criar) ( ) submit name (mandar rodar) monitor name (monitorar) 71. MODELAMENTO POSTPROCESSINGVERIFICATION Open fil db tools di l group create part i O file.odb l display instance chapa h replace dismiss clica na opo de forma deformada (deformed shape) na area de trabalho (prompt area) animate: time history Visualizar deformao plstica ou tenses (Misses): Results (menu principal) Field outputs PE mxima ou mnima (escolher). Tools query probe values ok select variables click deformed surface passa o mouse pela chapa deformada e pode visualizar os dados para cada n localizado. localizadoPode se Pode-se gravar os dados como nome.rpt o arquivo ser gravado na pasta temp esse arquivo abaqus.rpt (gerado na pasta temp) contm os dados para se plotar em excel. 72. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Chang, T. C., Wysk, R. A., Wang, H. P. (1998) Computer-aided manufacturing. Prentice Hall. Ferziger, J. H., Peric, M. (2001) Computational Methods for Fluid Dynamics, 3 rd Edition, Springer, Berlin. Groover, M., Groover M (1996) Fundamentals of Modern Manufacturing Prentice Hall, New Jersey. Manufacturing. Hall Jersey Kalpakjian, S., (1997) Manufacturing Processes for Engineering Materials, third ed. Addison Wesley, Harlow, England. Minders. T.; Boogaard, A. H.; Hutink, J. 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(1999) Finite Element Limit Load Analysis of Thin-Walled Structures by Ansys (Implcito), Ls-Dyna (Explicit) and in Combination, Cad-Fem Marktplatz, Co., Grafing. 73. Paulo Victor Prestes Marcondes - Possui ps-doutorado pela Universidade d Deakin, em Geelong, na Australia ( i id d de ki l li (2007) e Universidades ) i id d da California em San Diego (1996) e Pennsylvania (1996) nos EUA. Obteve seu doutoramento em Engenharia Mecnica pela Universidade Federal de Santa Catarina e Universidade de Birmingham na Inglaterra (1995). Obteve o mestrado em Engenharia Mecnica (1991) e a graduao em Engenharia Mecnica pela Universidade Federal de Santa Catarina g p (1989). Atualmente professor associado I da Universidade Federal do Paran atuando na graduao e ps-graduao (mestrado e doutorado) do Departamento de Engenharia Mecnica Tem experincia na rea de Mecnica. Engenharia de Materiais e Metalrgica, com nfase em Conformao Mecnica, atuando principalmente nas reas de conformao de chapas, ferramentas de conformao (matrizes e moldes) e simulao computacional.