SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
Alisson Duarte
Análises de Matrizes no Forjamento
O
s fenômenos físicos que acontecem nas matrizes são resultados dos esforços apli-
cados pela peça sendo forjada na superfície da cavidade da matriz. Além disso, outros fatores como temperatura e velocidade também influenciam no comportamento da matriz. Simplificadamente, as tensões a que a matriz é submetida são a origem dos defeitos observados na prática. Para falarmos um pouquinho sobre isso, tomemos uma peça de geometria relativamente simples
Fig. 1. ACorpo moedor forjado [Magalhães et al. Sim. num. desgaste matriz forj. a quente. SENAFOR’09]
Fig. 3. Falha em matriz de forjamento [Bergeron et al. Failure an. H13 gear blank forg. dies. Michigantech, 2004]
como a “bola” forjada na Fig. 1. Durante o
tre outras, também são de considerável in-
processo, a bola exerce uma pressão na ca-
teresse na análise de matrizes. Por exemplo,
vidade da matriz, resultando, por exemplo,
observa-se na Fig. 4 a ocorrência de trincas
em tensões trativas na direção tangencial
por fadiga termomecânica. A simulação
da matriz, como mostrado esquematica-
mostrou uma vida em fadiga de baixo ciclo,
mente na Fig. 2. Trincas radiais podem ou
assim como obtido na prática. As análises
não ser originadas em defeitos pré-exis-
mostraram também elevadas tensões resul-
tentes ou de geometrias que concentrem
tantes na região das trincas, claro. Soluções economicamente viáveis
tensões, mas certamente aparecem por
existem e dependem de cada caso. A
causa das tensões. Como exemplo prático,
simulação computacional funciona como a
apresenta-se na Fig. 3 uma matriz om trinca radial. Desgastes e deformações plásticas, en-
Fig. 2. Vista de cima esquemática da matriz inferior representando tensões trativas em um ponto
nossa prensa virtual, sendo eficiente na análise das matrizes e permitindo a implementação de soluções antes mesmo do primeiro tryout.
Resumo de ciclos
1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300
Fig 4. Previsão de 233 ciclos de forjamento para falha por fadiga via simulação no QForm
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- Abril 2020
Alisson Duarte atua no setor de Engenharia da SIXPRO Virtual&Pratical Process. É também professor do Dep. de Eng. de Materiais da UFMG e do Dept. de Eng. Metalúrgica da PUC Minas. Possui Pós-Doutorado em Metalurgia da Transformação.Ele pode ser contatado em alisson@sixpro.pro.