Simulação numérica do corte por puncionamento de Aços Avançados de Alta Resistência (AHSS) em temperaturas criogênicas
puncionamento, criogenia, simulação numérica, método dos elementos finitos, correlação de imagem digital
Os aços avançados de alta resistência (AHSS) são utilizados em estruturas veiculares por permitir uma combinação adequada entre resistência mecânica e conformabilidade nos processos de manufatura. Esses aços são comumente fornecidos em chapas finas e precisam passar por etapas de conformação e estampagem para definição da geometria final do componente. Uma das etapas críticas é o corte por puncionamento, pois o comportamento dos AHSS submetidos a esse processo não é trivial, além de envolver fenômenos mecânicos como deformação plástica, fratura dúctil e fratura frágil por cisalhamento. Além disso, o comportamento do material durante a operação de puncionamento também varia em função de parâmetros como folga de corte, geometria do punção e temperatura. Há modelos para avaliar os efeitos de temperaturas acima da temperatura ambiente em operações de conformação (conformação a quente), mas há uma carência de estudos em temperaturas criogênicas. Visando estudar o comportamento do material em temperaturas criogênicas, esta pesquisa tem como objetivo simular o puncionamento de um AHSS Ferrita-Bainita (FB590) em temperatura ambiente e criogênica para analisar a influência da transição dúctil-frágil na operação. Para isso, modelos constitutivos considerando o comportamento elastoplástico e de dano do material devem ser calibrados para que a simulação represente de forma adequada a operação. Uma metodologia híbrida para calibração dos modelos utilizando correlação de imagem digital (CID) e simulação numérica foi desenvolvida para que o referido material e outros possam ser utilizados. O sistema mecânico de puncionamento, o qual será utilizado para os experimentos, foi modelado em ambiente virtual, o método dos elementos finitos foi implementado no software Abaqus e análises para comparar as simulações com os experimentos serão realizadas para validar os modelos implementados em diferentes temperaturas. Um corpo de prova de cisalhamento foi desenvolvido e modelos elastoplásticos foram implementados em simulações de tração, apresentando comportamento similar aos da literatura para o mesmo aço, com valores de triaxialidade variando entre 0,05 e 0,1.