Análise numérica de dois métodos de descrição da curva limite de conformação em aços avançados de alta resistência

Abstract

Resumo: A conformação de chapas metálicas é um processo utilizado na manufatura de produtos em diversos segmentos industriais, como o automotivo. Nas últimas décadas, com o aumento de regulamentações governamentais, demandas ambientais, pressão por parte dos consumidores para maior segurança veicular e redução no consumo de combustível, a indústria siderúrgica desenvolveu os aços avançados de alta resistência (AAAR). Contudo, a viabilidade de aplicação destes aços depende do conhecimento de suas propriedades mecânicas em sinergia aos parâmetros de conformação. A curva limite de conformação (CLC) é uma importante ferramenta frequentemente utilizada para avaliar a conformabilidade de chapas metálicas. O presente trabalho buscou adaptar e analisar o método de Banabic aos padrões da DIN EN ISO 12004 por meio da comparação ao ensaio de Nakazima utilizando o aço Dual-phase 400, AAAR de 1º geração. Para isto, foi necessário realizar simulações numéricas no software Abaqus/Explicit com dados experimentais e verificar as diferenças entre os corpos de prova de ambos os métodos. Os resultados, no geral, demonstraram que o método de Banabic adaptado apresenta maior uniformidade no perfil de força em função do deslocamento do punção e maior deformação entre os corpos de prova quando comparados aos de Nakazima. Assim sendo, o método de Banabic adaptado apresenta vantagens em relação ao teste de Nakazima como induzir um comportamento de ruptura mais próximo da norma, isto é, mais próxima ao polo do punção com mesmas condições de atrito e maior facilidade na usinagem dos corpos de prova.

Abstract: Sheet metal forming is a process widely used in the manufacture of products, mainly in automotive industry. In the last decades, with the increase of government regulation, pressure to reduce environmental impact, fuel consumption, and safety improvements, the steelmaking industry has developed Advanced High-Strength Steels. However, the application of these steels depends on the knowledge of mechanical properties and parameters of the forming processes. Forming limit curve (FLC) is an important tool used to evaluate the formability of sheet metal. The aims of this study are to modify and analyze the Banabic method to the standards of DIN EN ISO 12004 comparing it to the Nakazima test using first generation Dual-phase 400. For this purpose, numerical simulations with experimental data to verify the differences of both methods were performed. Based on finite element simulations the adapted Banabic method resulted in most uniformity in the force stroke punch and strain profile than Nakazima specimens. Therefore, modified Banabic method has advantages over the Nakazima test, as to induce a fracture behavior closer to the punch pole in the same friction conditions and easier machining of specimens.