Comparação de métodos de predição de forças em estampagem incremental.

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise comparativa entre o método analítico e o método de elementos finitos (FEM) para estimativa da força axial no processo de estampagem incremental. Nesse estudo foram realizados 12 experimentos de estampagem incremental na configuração SPIF (Single Point Incremental Forming) variando os parâmetros do processo: raio de ferramenta (Rf), ângulo de parede (θ) e incremento vertical (Δz). Os valores de força axial obtidos nos experimentos foram comparados com métodos analíticos da literatura e com simulações utilizando FEM. A geometria das peças estampadas foi de tronco de cone, o qual possui ângulo de parede constante. Os experimentos e análises foram realizados para alumínio AA1200-H14, com espessura 0,5 mm. Ao final do estudo, concluiu-se que o método de maior precisão foi de elementos finitos, com erro máximo encontrado de 7,63% para a força axial de pico, enquanto o método analítico se destacou pela facilidade de aplicação, apesar de apresentar um erro médio de 29,50% para o modelo mais eficiente. O parâmetro mais influente nos valores de força axial foi o raio de ferramenta, seguido do incremento vertical.

The present work presents a comparative analysis between the analytical method and the finite elements method (FEM) to estimate the axial force during the incremental sheet forming process. In this study were realized 12 experiments of incremental sheet forming in the SPIF (Single Point Incremental Sheet Forming) configuration varying the process parameters: tool radius (Rf), wall angle (θ) and step down (Δz). The axial force values obtained in the experiments were compared with literature analytical methods and FEM simulations. Sheet formed geometry was a cone trunk, which has constant wall angle. The experiments and analysis were made for AA1200-H14 aluminium with 0,5 mm thickness. At the endo of the study, the conclusion was that the most precise method was finite elements, which found a maximum error of 7,63% for de peak axial force, while the analytical method showed up as easier to apply, though it ́s mean error was 29,50% for the most eficient model. The most influente parameter in axial force was tool radius, followd by step down.