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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
Simulação Numérica Através do Método de Elementos Finitos do Processo de Trefilação de um Fio de Cobre
Submission Author:
Elizeu Fonseca Correia , DF
Co-Authors:
Elizeu Fonseca Correia, Lucival Malcher
Presenter: Elizeu Fonseca Correia
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0352
Abstract
O presente trabalho apresenta um estudo numérico do processo de trefilação por meio da simulação via elementos finitos. As simulações são realizadas no programa comercial Abaqus. O material adotado para o estudo foi o fio de cobre e o objetivo principal é analisar o comportamento das deformações plásticas equivalentes e das tensões residuais através da variação de diversos parâmetros. A trefilação é um processo mecânico que altera plasticamente as dimensões do material. Ela consiste na aplicação de uma força trativa na barra de cobre, que é passada por uma matriz denominada fieira. Ao forçar o tarugo de cobre pela fieira, o material sujeitado sofre diversas alterações em sua estrutura, levando ao encruamento do material. Em suma, a justificativa do trabalho se baseia na necessidade de estudar o comportamento do material e as suas características com o fim de obter um fio de cobre que possua as características desejadas à sua aplicação. Por outro lado, a metodologia empregada nesse trabalho é a produção de dano no material pela variação da velocidade de trefilação, no ângulo de entrada e da zona cilíndrica L da fieira, além do aumento da redução da área do fio. Ainda em relação à metodologia do trabalho, o estudo comportará a análise do comportamento das deformações plásticas equivalentes (PEEQ), das tensões residuais (S,Mises) e da variação de temperatura (T) e o indicador de dano será computado utilizando o modelo de Johnson-Cook. Em conjunto, os indicadores e as análises dos danos gerados no material permitirão estudar os efeitos sujeitados na barra durante o processo. Ademais, os resultados desse trabalho serão obtidos por meio do método de elementos finitos derivados numericamente de cálculos diferenciais parciais que determinam condições de contorno, que são, por sua vez, calculados pelo programa computacional Abaqus. Inicialmente será feito o estudo da convergência de malha para determinar o tamanho de elemento. A escolha da malha ideal e do tamanho do elemento será feita com base na análise da estabilização da deformação plástica equivalente em relação ao tempo computacional e pela quantidade do número de nós. Após a seleção da malha ideal iniciar-se-á, então, diversas simulações contendo variações dos principais parâmetros e, por fim, os resultados serão colhidos para as análises.
Keywords
simulação numérica, Método dos Elementos Finitos, Trefilação, Deformação plástica, Tensões Residuais, Variação de Temperatura
