Análise de elementos finitos aplicado ao projeto de punção para corte por cisalhamento em perfis de alumínio

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do método de elementos finitos, aplicado a um projeto de punção que apresenta falhas em sua etapa de testes, por meio da elaboração de um modelo de simulação, válido para otimização e projeto de estampos de corte por cisalhamento, por meio do software Ansys Student 2021 R2, tendo como base trabalhos desenvolvidos na área de simulações. O presente estudo por sua vez utiliza do modo de dinâmica explicita, levando em consideração os esforços e restrições desenvolvidas a fim da obtenção de pontos críticos e seus respectivos valores de tensão. A aplicação de simulação numérica utilizou como considerações principais o tempo de corte, as características dos materiais utilizados, o atrito entre o punção e o perfil de alumínio, além do deslocamento do punção durante a execução do corte, sendo o dado referente ao coeficiente de atrito obtido de forma experimental por meio do ensaio do anel, e os demais estipulados a partir de características construtivas. Posteriormente a definição de parâmetros e restrições é simulado os dados de tensão, para então desenvolver a análise de falha e sua proposta de solução embasada em conhecimento teórico, referente a projetos e processos de fabricação. A solução por sua vez é constituída pela substituição do material de fabricação e seu processo de têmpera, sendo seguida da execução de uma etapa de validação perante a realização de testes práticos.

This work presents the development of the finite element method, applied to a punching project that presents flaws in its testing stage, through the construction of a simulation model, valid for the optimization and design of cutting stamps by means of stretching, through of the Ansys Student 2021 R2 software, based on the work developed in the area of simulations. The study in turn explicit of dynamics mode, taking into account the exercises and presented the use of the critical points analysis end and their respective verification values. The application of simulation applied as main characteristics of the materials used, the friction between the punch during the execution of the cut, in addition to the displacement of the punch during the execution of the cut, being the friction coefficient occurred experimentally through the ring test, and the others stipulated from constructive characteristics. Subsequently, a definition of parameters and solution is simulated to develop an analysis of failure data and its proposal of projects based on theoretical knowledge, referring to an attempt to elaborate projects and manufacturing processes. The in turn consists of the replacement of the manufacturing material and its tempering process, followed by the execution of a validation step before carrying out practical tests.