Estudo sobre a ocorrência de fraturas de chapas metálicas no processo de conformação incremental com o emprego de análises numéricas por elementos finitos.
| dc.contributor.advisor1 | Evangelista, Sérgio Henrique | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1610397432103491 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-3437-7378 | |
| dc.contributor.author | Santos, Paulo Henrique Silva | |
| dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/2460647394885091 | |
| dc.contributor.referee | Kliauga, Andrea Madeira | |
| dc.contributor.referee | Montanari , Luciana | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/3527528295399928 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/2483731294108587 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-0272-9036 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0001-5881-5315 | |
| dc.date.accessioned | 2025-11-25T14:09:11Z | |
| dc.date.issued | 2025-09-23 | |
| dc.description.abstract | The mechanical forming of thin metal sheets is a growing technology that is well suited to meeting the industry's need for parts with complex geometries and low manufacturing costs. To manufacture such parts, a number of processes are being studied and developed, such as machining, die and punch forming, and incremental forming. In incremental forming with thin sheets, the process is characterized by the movement of a tool with a spherical or semi-spherical tip with a trajectory programmed by CNC logic in order to follow a predetermined path on the surface of a sheet with the imposition of incremental plastic deformations until the programmed profile is formed. The purpose of the incremental process is to enable the manufacture of parts with a wide variety of geometries and profiles without the use of dies and punches, which reduces costs and promotes the rapid manufacture of prototype parts. Stresses and deformations are adjusted based on machine parameters such as feed speed, tool rotation, lubrication, and cooling, for example. This study investigated the influence of the tool rotation speed parameter on the incremental stamping (EI) process based on the forming limit curve (FLC) diagrams using the criteria of deformation trajectory and final deformation state, in addition to analyzing thicknesses, stamping depth, and triaxiality of stresses. For the analyses, numerical experiments were performed in the ABAQUS® program using the finite element method with the properties of the physical experiment available in the article by Magalhães, D., et al., (2025), in addition to being implemented with and without the ductile damage model. The material implemented was an aluminum sheet with a geometry of 55 x 55 x 1 mm of the AA1050/AA7050 aluminum multilayer hybrid material produced by accumulated rolling. The results showed that tool rotation had little influence on the criteria evaluated, as did friction and density in the cases tested, but differences were found in the results with and without the ductile damage model. In addition, the results showed that the triaxiality of stresses is not constant over time and that there is a triaxiality gradient when analyzing at a single point in time. | eng |
| dc.description.resumo | A conformação mecânica de chapas finas metálicas é uma tecnologia crescente e apropriada para suprir as necessidades da indústria por peças de geometrias complexas e baixo custo de fabricação. Para se fabricar tais peças, alguns processos são estudados e desenvolvidos, como usinagem, conformação com matriz e punção e conformação incremental. Na conformação incremental com chapas finas o processo é caracterizado pelo movimento de uma ferramenta com uma ponta de forma esférica ou semiesférica com trajetória programada por uma lógica CNC de modo a percorrer um caminho pré-determinado sobre a superfície de uma chapa com a imposição de deformações plásticas incrementais até a formação do perfil programado. A finalidade do processo incremental é proporcionar a fabricação de peças com uma ampla diversidade de geometrias e perfis sem a utilização de matrizes e punção, o que reduz o custo além de promover a rápida fabricação de peças para protótipos. As tensões e deformações são ajustadas a partir dos parâmetros da máquina, como velocidade de avanço, rotação da ferramenta, lubrificação e refrigeração, por exemplo. Neste trabalho investigou-se a influência do parâmetro de velocidade de rotação da ferramenta no processo de estampagem incremental (EI) a partir dos diagramas de curva limite de conformação (CLC) pelos critérios de trajetória de deformação, estado de deformação final, além de analisar as espessuras, profundidade de estampagem e a triaxialidade de tensões. Para as análises foram realizados experimentos numéricos no programa ABAQUS® pelo método dos elementos finitos com as propriedades do experimento físico disponível no artigo de Magalhães, D., et al., (2025), além de implementado com e sem o modelo de dano dúctil. O material implementado foi uma chapa de alumínio com geometria de 55 x 55 x 1 mm do material hibrido multicamadas de alumínio AA1050/AA7050 produzido por junção por laminação acumulada. Os resultados apontaram que a rotação da ferramenta apresentou pouca influência nos critérios avaliados, assim como houve pouca influência do atrito e da densidade nos casos experimentados, porém foram encontradas diferenças nos resultados com e sem modelo de dano dúctil. Além disso os resultados apontaram que a triaxialidade de tensões não é constante no tempo e existe um gradiente de triaxialidade ao analisar em um no instante do tempo. | |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | SANTOS, Paulo Henrique Silva. Estudo sobre a ocorrência de fraturas de chapas metálicas no processo de conformação incremental com o emprego de análises numéricas por elementos finitos.. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23085. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/23085 | |
| 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 | |
| dc.rights | Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Conformação incremental | |
| dc.subject | Conformação | |
| dc.subject | Elementos finitos | |
| dc.subject | Critério de dano dúctil | |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO | |
| dc.subject.ods | 9. Indústria, Inovação e Infraestrutura | |
| dc.title | Estudo sobre a ocorrência de fraturas de chapas metálicas no processo de conformação incremental com o emprego de análises numéricas por elementos finitos. | |
| dc.title.alternative | Study on the occurrence of sheet metal fractures in the incremental forming process using finite element numerical analysis. | eng |
| dc.type | Dissertação |
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