guilherme kumassaka weisheimer 4° ano engenharia mecânica
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Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica Iniciação Científica no Laboratório de Fenômenos de Superfície desde janeiro de 2004. SIMULAÇÃO DO FORJAMENTO A FRIO DE CRUZETA DE PEQUENO PORTE UTILIZANDO OS AÇOS ABNT 1020 E 16MnCr5 G. K. Weisheimer, L. V. Ramos, A. Sinatora. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
Guilherme Kumassaka Weisheimer
4° Ano Engenharia Mecânica
Iniciação Científica no Laboratório de Fenômenos de Superfície desde janeiro de 2004
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
SIMULAÇÃO DO FORJAMENTO A FRIO DE CRUZETA DE PEQUENO PORTE UTILIZANDO OS AÇOS
ABNT 1020 E 16MnCr5
G. K. Weisheimer, L. V. Ramos, A. Sinatora
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Forjamento da CruzetaForjamento da Cruzeta
Características:
• Blanque cilíndrico
L = 110mm, Ø = 30mm
• Dois punções
• Matriz em cruz, perpendicular ao blanque
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
• Devido à complexidade da geometria, o estudo deste processo torna-se muito complicado sem auxílio computacional
• Método dos Elementos Finitos utilizado para aproximar o comportamento da peça durante o forjamento
Forjamento da CruzetaForjamento da Cruzeta
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5MateriaisMateriais
• Propriedades Mecânicas
Material Tensão de escoamento (MPa)
Limite à tração (MPa)
ABNT 1020 (Ø 19-32mm)
275 475
16MnCr5 (Ø 30mm)
590 640-930
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5MateriaisMateriais
• Propriedades Mecânicas
• O aço ABNT 1020 possui tensão de escoamento menor, logo é mais fácil conformá-lo mecanicamente
Material Tensão de escoamento (MPa)
Limite à tração (MPa)
ABNT 1020 (Ø 19-32mm)
275 475
16MnCr5 (Ø 30mm)
590 640-930
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5MateriaisMateriais
• O aço ABNT 1020 não consta no banco de dados de materiais do software
• Foi utilizado o aço DIN 1.0402 (C22)
Material Tensão de escoamento (MPa)
Limite à tração (MPa)
C22 (Ø 17-40mm)
290 470-620
ABNT 1020 (Ø 19-32mm)
275 475
16MnCr5 (Ø 30mm)
590 640-930
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Modelo UtilizadoModelo Utilizado
Simulação via Método dos Elementos Finitos• Elementos Hexaédricos de 8 nós
• Comportamento elasto-plástico, análise termo-mecânica
• Modelos de 15000 e 25000 elementos
• Modelo de ¼ da cruzeta
Características do Processo• Velocidade dos punções: 15 mm/s
• Coeficiente de atrito μ = 0,3
• Temperatura ambiente: 25°C
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5ResultadosResultados
• Força de Atrito
• Força Normal
• Temperatura
• Deformação Plástica
• Deformação Elástica
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Força de atrito (N)Força de atrito (N)
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Esforços na MatrizEsforços na Matriz
10201020 16MnCr516MnCr5
Força de atrito (N)Força de atrito (N)
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Força de atrito (N)Força de atrito (N)
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Esforços na MatrizEsforços na Matriz
16MnCr516MnCr5
Força de Atrito (N)Força de Atrito (N)
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Força de atrito (N)Força de atrito (N)
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Força normal (N)Força normal (N)
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Força normal (N)Força normal (N)
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
Força normal (N)Força normal (N)
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
Força Normal (N)Força Normal (N)
16MnCr516MnCr5
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
10201020 16MnCr516MnCr5
Esforços na MatrizEsforços na Matriz
Força normal (N)Força normal (N)
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
Análises em 3 cortesAnálises em 3 cortes
Planos de CortePlanos de Corte
TransversalTransversal DiagonalDiagonal LongitudinalLongitudinal
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação PlásticaDeformação Plástica
16MnCr516MnCr5
10201020
25 %25 %
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
50 %50 %Deformação PlásticaDeformação Plástica
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
75 %75 %Deformação PlásticaDeformação Plástica
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
100 %100 %Deformação PlásticaDeformação Plástica
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
25 %25 %Temperatura (°C)Temperatura (°C)
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
50 %50 %Temperatura (°C)Temperatura (°C)
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
75 %75 %Temperatura (°C)Temperatura (°C)
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
100 %100 %Temperatura (°C)Temperatura (°C)
16MnCr516MnCr5
10201020
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
25 %25 %
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
50 %50 %
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
75 %75 %
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
100 %100 %
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
![Page 34: Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062422/56813ada550346895da31ae7/html5/thumbnails/34.jpg)
Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
![Page 35: Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062422/56813ada550346895da31ae7/html5/thumbnails/35.jpg)
Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
![Page 36: Guilherme Kumassaka Weisheimer 4° Ano Engenharia Mecânica](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062422/56813ada550346895da31ae7/html5/thumbnails/36.jpg)
Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5Deformação ElásticaDeformação Elástica
10201020 16MnCr516MnCr5
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Estudo via MEF do forjamento de uma Estudo via MEF do forjamento de uma cruzeta com os aços ABNT 1020 e cruzeta com os aços ABNT 1020 e
16MnCr516MnCr5
• Força normal, força de atrito e temperaturas maiores para o aço 16MnCr5 : maiores esforços
• Deformações plásticas parecidas, maior para ABNT 1020
• Deformações elásticas maiores para o 16MnCr5
ConclusõesConclusões