1) O documento analisa esquemas implícitos para simular a formação de chapas metálicas usando o software Abaqus. 2) A primeira simulação mostrou um defeito no canto da chapa devido à diferença de distância entre o punção e o cerra-chapas versus o punção e a matriz. 3) Uma segunda simulação com as dimensões do cerra-chapas iguais às da matriz resultou em um defeito menor e melhor distribuição de tensões.

1. Análise implícita de
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica esquemas para a simulação
Universidade de Aveiro de chapas de metal
AUTORES:
32700- Sérgio Martins
34378 - Richard Daniel Carvalhais

2. Os materiais e Dimensões
600
Tensão - MPa
450
300
150
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Deformação Percentual

3. Criação da secção sólida e
Mesh’s
É de tomar em conta as partes a
descretizar, o módulo MESH permite
atribuir as malhas á chapa. Para o método
dos elementos sólidos foi usada uma
malha aproximada de 1mm (na 1ªra
Simulação) e no tipo de elemento optou-se
pela opção “reduce integration” (o
elemento usado para simulação foi o
C3D8R elemento hexaédrico).

4. ASSEMBLAGEM
1º Passo - Instances
2º Passo - Steps
4º Passo – Condições Fronteira
3º Passo – Configuração dos contactos
(Boundary Conditions)

5. JOB
Simulação do problema em Abaqus

6. JOB
1º Simulação com os Dados Iniciais – Tensão-Deformação (Mises)

7. JOB
1º Simulação com os Dados Iniciais – Springback (Mises)

8. JOB
1º Simulação com os Dados Iniciais – Deformação Plástica (PEEQ)
– Deslocamentos

9. Gráfico
Resultado Implícito da Simulação
Distribuição da tensão no Punção (com retorno)

10. JOB
2ª Simulação (Dimensões do cerra-chapas igual ao da matriz) Mises

11. JOB
2ª Simulação (Dimensões do cerra-chapas igual ao da matriz)
SpringBack

12. CONCLUSÕES
Os resultados das análises actuais têm mostrado que o processo de folha de formação pode ser analisado
com sucesso, portanto a análise estática implícita e explícita na análise dinâmica.
Simulação
No que respeita a simulação, os resultados obtidos estão dentro dos esperados, tomando em conta os
dados fornecidos pelo problema.
Após a 1ª simulação, denotamos um grande defeito no canto lateral mostrado no ¼ da Placa, por teoria
pressupomos que seria derivado á diferença das distancias entre o Punção-CerraChapas e a distancias
entre o Punção-Matriz, que comparados com a espessura da Chapa é inferior, o que por efeito causa um
defeito em forma de garganta, que por sua vez causa uma maior numero de tensões localizadas pela livre
deformação e acumulação do material nessa mesma zona (figura do acetato – nº6).
É de denotar o efeito do Springback do material após as simulações, onde o material retorna em certas
partes da Chapa como consequência de algumas tensões elásticas e que muitas vezes não tomamos em
conta, causando assim ditos defeitos de montagem por pequenas distancias derivadas a este efeito(figura
do acetato – nº7).
É realizada então uma 2ª Simulação, que após os resultados obtidos verifica a teoria da 1ª Simulação no
que consta as distancias entre os diferentes elementos utilizado; a distancia do Cerra-Chapas e o Punção
foi modificada para a mesma distancia entre a Matriz e o Punção, dando então menos espaço ou folgas para
as ditas acumulações já faladas anteriormente, logo como resultado esperado foi obtido um defeito muito
menor com uma melhor distribuição das tensões ao longo da chapa (figura do acetato - nº10).
No entanto a realização de mais simulações poderia levar-nos a um resultado melhor se continuasse-mos
alterar dados, como é o caso do Raio de Concordância (Lateral do Punção, Cerra-Chapas e Matriz que se
fosse simétrico aos restantes, melhoraria o contacto entre contornos que consequentemente causaria uma
melhor distribuição das tensões); problema já não abordado.