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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Procedimento numérico para o estudo das tensões residuais na peça durante o corte ortogonal
Submission Author:
Adriane Mougo , RJ
Co-Authors:
Luísa de Amorim Makhoul Gomes , Lívia Nogueira, Adriane Mougo, Fabio da Costa Figueiredo
Presenter: Fábio Campos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0341
Abstract
Neste trabNeste trabalho será apresentado o estudo das tensões residuais na zona de cisalhamento terciário, a fim de obter uma análise comparativa das tensões geradas em diferentes condições de corte. Para a análise das tensões residuais foi utilizado o ANSYS que utiliza como base o método de elementos finitos (FEM) para solução numérica. Foi utilizado a toolbox Explicit Dynamics que permite representar problemas com alta não linearidade, como no processo de conformação mecânica. Uma análise dinâmica do processo de corte ortogonal foi realizada a partir dos parâmetros de entrada da ferramenta, do material da peça, das restrições e condições de contorno, sendo possível realizar o estudo do processo de corte desde o início do mecanismo de formação dos cavacos em deformação elástica até seu processo de ruptura e desprendimento junto a superfície de saída da ferramenta de corte. Com isso, foi possível então analisar as tensões durante o corte e verificar a relação entre os parâmetros do processo e as tensões residuais geradas. Para as simulações, as seguintes etapas foram desenvolvidas: modelagem 3D da geometria do problema com auxílio do Design modeler; definição das hipóteses; inserção de dados referentes aos materiais da pastilha de corte e da peça; definição das condições de contorno e de contato para considerar o fenômeno do atrito para a formulação do corte ortogonal. O avanço da ferramenta é definido com uma velocidade constante ao longo do eixo X, não permitindo deslocamentos relativos nos eixos Y e Z. Duas faixas de rotação foram utilizadas para realização dos ensaios, 500 e 800 rpm. Para 800 rpm as tensões, deformações e tensões residuais obtidas foram maiores. O aumento da velocidade de corte diminuiu as forças de usinagem que atuam na dinâmica do corte. Porém, essa diferença refletiu nos resultados gerados. Os valores máximos obtidos para as tensões residuais foram de 918,37 MPa para a rotação de 800 rpm e 571,33 MPa para a rotação de 500 rpm, uma diferença de 60,74%. Em relação à peça, na velocidade de 800 rpm ocorreu a intensificação do encruamento deste material, aumentando a sua resistência mecânica. Por outro lado, essa configuração resulta numa menor estabilidade dimensional, gerando o aumento da rugosidade da peça. A velocidade de 500 rpm apresentou melhor qualidade da superfície pois tem uma distribuição mais uniforme e menores magnitudes de tensões, deformações e tensões residuais geradas.
Keywords
Corte ortogonal, simulação numérica, Tensão residual, Aço Inoxidável
