Previsão da evolução da resistência de um aço em uma sequência de passes durante a laminação a quente utilizando lógia fuzzy
| dc.contributor.advisor1 | Balancin, Oscar | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/8379205949387493 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-8071-5855 | |
| dc.contributor.author | Migani, Erick | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/6236436552381895 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0001-3053-2425 | |
| dc.contributor.referee | Balancin, Oscar | |
| dc.contributor.referee | Hoffmann, Wanda Aparecida Machado Hoffmann | |
| dc.contributor.referee | Marcomini, José Benedito | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/8379205949387493 | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/7609135667093837 | |
| dc.contributor.refereeLattes | https://lattes.cnpq.br/5381664558813283 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0001-8071-5855 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-1359-1802 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0003-0637-1892 | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-03T17:32:20Z | |
| dc.date.issued | 2025-11-27 | |
| dc.description.abstract | The prediction of flow stress and rolling force in steels during the hot rolling process remains a recurrent challenge in modern steelmaking, as it involves complex thermomechanical phenomena such as recrystallization, strain acumulation, and carbonitride precipitation. Classical empirical models, although widely used, show limitations in representing the nonlinear behavior of the mean flow stress (MFS) and the applied rolling force under real industrial conditions. In this context, the present work introduces the development of a prediction model based on fuzzy logic, structured in a tree format (Fuzzy Inference System Tree – FIST), to estimate the MFS and rolling force during the hot rolling of a niobium microalloyed steel plates. The study used industrial data obtained from a steel plant, considering four final thicknesses (12, 16, 20, and 30 mm), processed in eight successive finishing passes. The fuzzy model was implemented in MATLAB, employing triangular membership functions, Sugeno-type rules, and supervised training using the Particle Swarm Optimization (PSO) and Pattern Search algorithms. The results were compared with well-established empirical models, such as those proposed by Misaka and Poliak, showing that the FIST achieved superior predictive performance, especially under conditions of strain accumulation and below the non-recrystallization temperature (Tnr). A critical analysis of the results demonstrated that the fuzzy model can capture the nonlinearities of the process and integrate metallurgical mechanisms such as dynamic (DRX), static (SRX), and metadynamic (MDRX) recrystallization while maintaining high interpretability. The application of the FIST model represents a promising alternative for predicting MFS and rolling force in industrial plate rolling processes, contributing to the optimization of operational parameters and the improvement of final steel properties. | eng |
| dc.description.resumo | A previsão da tensão de escoamento e da força de laminação em aços durante o processo de laminação a quente constitui um desafio recorrente na siderurgia moderna, uma vez que envolve fenômenos termomecânicos complexos, como recristalização, acúmulo de deformação e precipitação de carbonitretos. Modelos empíricos clássicos, embora amplamente utilizados, apresentam limitações para representar o comportamento não linear da tensão média equivalente (TME) e da força aplicada em condições industriais reais. Neste contexto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de previsão baseado em lógica fuzzy, estruturado na forma de árvore (Fuzzy Inference System Tree – FIST), para estimar a TME e a força de laminação durante o processo de laminação a quente de chapas grossas de um aço microligado ao nióbio. O estudo utilizou dados industriais provenientes de uma usina siderúrgica, considerando quatro espessuras finais (12, 16, 20 e 30 mm), processadas em oito passes sucessivos de acabamento. O modelo fuzzy foi implementado no MATLAB, empregando funções de pertinência triangulares, regras do tipo Sugeno e treinamento supervisionado utilizando o algoritmo de otimização enxame de partículas (Particle Swarm Optimization – PSO) e busca por padrões (Pattern Search). Os resultados foram comparados a modelos empíricos consagrados, como os de Misaka e Poliak, evidenciando que o FIST apresentou melhor desempenho preditivo, sobretudo em condições de acúmulo de deformações e abaixo da temperatura de não recristalização (Tnr). A análise crítica dos resultados mostrou que o modelo fuzzy é capaz de capturar não linearidades do processo e integrar mecanismos metalúrgicos como recristalização dinâmica (DRX), estática (SRX) e metadinâmica (MDRX), mantendo elevada interpretabilidade. A aplicação do FIST constitui uma alternativa promissora para previsão da TME e da força de laminação em processos industriais de chapas grossas, contribuindo para o ajuste de parâmetros operacionais e melhoria das propriedades finais do aço. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | 88887.950848/2024-00 | |
| dc.identifier.citation | MIGANI, Erick. Previsão da evolução da resistência de um aço em uma sequência de passes durante a laminação a quente utilizando lógia fuzzy. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23710. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/23710 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec | |
| dc.relation.uri | https://proceedings.senafor.com/vol3-2022.html | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Laminação a quente | |
| dc.subject | Aço microligado ao nióbio | |
| dc.subject | Lógica fuzzy | |
| dc.subject | Fuzzy tipo árvore | |
| dc.subject | Tensão média equivalente | |
| dc.subject | Força de laminação. | |
| dc.subject | Hot rolling | eng |
| dc.subject | Niobium microalloyed steel | eng |
| dc.subject | Fuzzy logic | eng |
| dc.subject | Fuzzy Tree | eng |
| dc.subject | Mean flow stress | eng |
| dc.subject | Rolling force | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Previsão da evolução da resistência de um aço em uma sequência de passes durante a laminação a quente utilizando lógia fuzzy | |
| dc.title.alternative | Prediction of the evolution of the strength of a steel in a pass schedule during hot rolling using fuzzy logic | eng |
| dc.type | Dissertação |
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