Effect of die geometry on residual stress level present after bar drawing

Kuboki, Takashi; Akiyama, Masayoshi; Neishi, Yutaka; Kuroda, Koichi

doi:10.1179/irs.2001.28.1.65

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“…Primeiramente, a influência do comprimento da região de calibração foi estudada e logo após, com base na literatura, alterações na geometria da fieira foram propostas, aplicando as modificações na fieira propostas por ASAKAWA et al [11] e KUBOKI et al [15].…”

Section: Alterações Na Geometria Da Fieiraunclassified

“…Já no trabalho de KUBOKI et al [15], foi proposta a introdução de uma segunda região cônica responsável pela redução mínima que, teoricamente, teria o mesmo efeito do processo skin pass. A Figura 6 b) ilustra esse novo conceito de fieira.…”

Section: Alterações Na Geometria Da Fieiraunclassified

“…Alterações da geometria da fieira a) Fieira com protuberância proposta por ASAKAWA et al [11] b) Fieira com região cônica dupla proposta por KUBOKI et al [15].…”

Section: Figuraunclassified

“…Há a necessidade do desenvolvimento de métodos capazes de controlar e reduzir a magnitude das tensões. Uma alternativa eficaz é a alteração dos parâmetros da fieira, que podem levar a um design otimizado para uma maior homogeneidade das deformações plásticas [11,12,15].…”

Section: Introductionunclassified

“…Entretanto, do ponto de vista prático, isso significa a adição de um processo, levando a um aumento do número de fieiras e passes, significando um aumento dos custos de produção. Dessa forma, alguns autores propuseram a modificação da geometria da fieira de forma a introduzir essa pequena redução final, em vez de adicionar uma nova fieira ao final do processo [11,15].…”

Section: Introductionunclassified

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Avaliação numérica da influência da geometria do ferramental na geração de tensões residuais durante o processo de trefilação de barras de aço

2015

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RESUMOTrefilação é um processo de fabricação que consiste na redução da área de seção transversal de um material, quando este atravessa uma matriz cônica, chamada fieira. Devido às características inerentes ao processo, as deformações são heterogêneas ao longo da seção do material, originando tensões residuais, que podem contribuir com o aparecimento de distorções, propagação de trincas e consequentemente acarretar em redução da vida útil do produto final. Neste trabalho, foi analisada a influência da geometria da fieira no perfil de tensões residuais geradas em um caso típico de trefilação de fio máquina para obter-se barras retas de aço AISI 1045, com redução em área de seção transversal de aproximadamente 11% e diâmetro inicial de 21,46 mm. O objetivo foi encontrar um design de ferramenta que reduza a magnitude das tensões residuais em relação a um design industrial típico com ângulo de trefilação de 15º e único passe. Ensaios de compressão e do anel foram realizados para obter-se a curva de escoamento do material e o valor do coeficiente de atrito. Os modelos numéricos foram validados através da análise dos perfis das tensões residuais simuladas com as condições de equilíbrio impostas pelo problema, bem como com dados da literatura. Além disso, os valores das deformações principais e da pressão de contato (entre a barra e a fieira) simulados foram comparados com valores calculados. Inicialmente, foram simuladas condições com diferentes relações de região de calibração por diâmetro final, verificando-se que na faixa entre 0,4 a 0,6 ocorre uma diminuição nas tensões residuais axiais. Quando incluída uma região cônica dupla na fieira, foi encontrada uma grande redução nas tensões residuais axiais na superfície, de 65% em relação ao design industrial, mostrando ser esta uma solução promissora para a melhoria do projeto de fieiras de trefilação de fio máquina.Palavras-chave: trefilação, tensões residuais, simulação computacional. ABSTRACTWire drawing is a metalworking process used to reduce the cross-section of a wire by pulling the wire through drawing dies. The generated strains are non-homogeneous through the cross section of the material, leading to residual stresses that can contribute to the appearance of shape distortions, crack propagation and shortening of the product life time. In this work, the influence of the die geometry in the generated residual stresses on a typical case of wire rod drawing operation (production of straight AISI 1045 steel bars with 11% reduction from an initial diameter of 21,46 mm) was investigated. The objective was to obtain a new tool design able to reduce the residual stresses in relation to a typical design of the tools which includes the use of a drawing angle of 15º in one single pass. Compression and ring compression tests were performed in order to obtain the material stress-strain curve and the friction coefficient of the process, respectively. The developed numerical models were initially validated by analyzing simulated residual stress profiles regarding Autor Respon...

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Section: Alterações Na Geometria Da Fieiraunclassified

“…Alterações da geometria da fieira a) Fieira com protuberância proposta por ASAKAWA et al [11] b) Fieira com região cônica dupla proposta por KUBOKI et al [15].…”

Section: Figuraunclassified

Section: Introductionunclassified

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Avaliação numérica da influência da geometria do ferramental na geração de tensões residuais durante o processo de trefilação de barras de aço

2015

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Research on residual stresses during hot stamping with flat and local-thickened plates

Deng

Wang

et al. 2017

Int J Adv Manuf Technol

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Finite element modelling and simulation of bulk material forming

Mackerle

2006

Engineering Computations

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Purpose -To provide a selective bibliography for researchers working with bulk material forming (specifically the forging, rolling, extrusion and drawing processes) with sources which can help them to be up-to-date. Design/methodology/approach -A range of published (1996)(1997)(1998)(1999)(2000)(2001)(2002)(2003)(2004)(2005) works, which aims to provide theoretical as well as practical information on the material processing namely bulk material forming. Bulk deformation processes used in practice change the shape of the workpiece by plastic deformations under forces applied by tools and dies. Findings -Provides information about each source, indicating what can be found there. Listed references contain journal papers, conference proceedings and theses/dissertations on the subject. Research limitations/implications -It is an exhaustive list of papers (1,693 references are listed) but some papers may be omitted. The emphasis is to present papers written in English language. Sheet material forming processes are not included. Practical implications -A very useful source of information for theoretical and practical researchers in computational material forming as well as in academia or for those who have recently obtained a position in this field. Originality/value -There are not many bibliographies published in this field of engineering. This paper offers help to experts and individuals interested in computational analyses and simulations of material forming processes.

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Effect of die geometry on residual stress level present after bar drawing

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Avaliação numérica da influência da geometria do ferramental na geração de tensões residuais durante o processo de trefilação de barras de aço

Avaliação numérica da influência da geometria do ferramental na geração de tensões residuais durante o processo de trefilação de barras de aço

Research on residual stresses during hot stamping with flat and local-thickened plates

Finite element modelling and simulation of bulk material forming

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