Análise experimental e numérica do corte lateral de tiras de aço SAE 1006 laminado a quente

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Anjos, Bruno Bertini dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• dARK ID: ark:/87559/0013000004kq2
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Mecânica do dano; Elementos finitos; Processo de corte; Aço SAE 1006; Aço SAE; Elemento finito; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Mechanical damage; Finite elements; Cutting process; SAE 1006 steel
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26663

A presente dissertação visa o desenvolvimento de um modelo por elementos finitos em conjunto com um critério de dano de modo a analisar o processo de corte lateral de tiras laminadas a quente nas linhas de decapagem contínua da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). O material da tira é um aço SAE 1006 para os qual foram realizados primeiramente ensaios de tração uniaxial nas orientações paralela e transversal a direção de laminação com objetivo de avaliação de propriedades mecânicas e determinação de curvas de encruamento. Em seguida, foram conduzidos novos ensaios de tração uniaxial nas mesmas orientações, porém, com interrupções em cinco níveis de deformação plástica: 2,5; 10; 15 25% e ruptura. A partir de medidas de microdureza Vickers, em seções retiradas desses corpos de prova, foram identificados os parâmetros do critério de mecânica do dano de Lemaitre (1985). Ademais, o perfil real da tira cortada foi analisado com auxílio de um microscópio eletrônico de varredura possibilitando a identificação das zonas de corte. Com relação ao modelamento, o critério de dano de Lemaitre (1985) foi implantado no programa de elementos finitos ABAQUS/Explicit por meio da sub­rotina Fortran VUMAT aberta ao usuário considerandose um comportamento elástico linear e isotrópico em conjunto com as hipóteses de pequenas deformações e encruamento isotrópico. As simulações numéricas foram feitas em duas etapas. Para validar a implantação das equações constitutivas, foi simulado primeiramente um único elemento 3D com integração reduzida por meio de condições de contorno de tração uniaxial. Posteriormente, o processo de corte lateral foi analisado considerando­se um modelo de elementos finitos no estado plano de deformação, no qual foram variadas a folga horizontal e o transpasse vertical entre as tesouras superior e inferior. As propriedades mecânicas do aço SAE 1006 determinadas a partir de ensaios de tração uniaxial apresentaram pequenas variações em relação a orientação angular com respeito a direção de laminação. Os parâmetros de dano foram identificados fornecendo a descrição do comportamento plástico do aço SAE 1006. As previsões numéricas do processo de corte lateral apresentaram boa concordância quanto a evolução das variáveis envolvidas no processo, sobretudo em relação ao dano e também mostrou boa concordância com as medidas experimentais do perfil de corte da tira.