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Análisis de Procesos de Conformado por Deformación plástica I (ETSIAE)

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INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE PROCESOS 
DE CONFORMADO POR DEFORMACIÓN 
PLÁSTICA
ANÁLISIS PCDP
Los Procesos de Conformado mediante 
deformación Plática (PCDP) son métodos de 
obtención de componentes mecánicos que 
aprovechan el comportamiento plástico de 
los materiales.
Cambian la geometría del material mediante 
la aplicación de fuerzas exteriores 
suficientes o por la transmisión de energía 
mecánica mediante impactos.
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
Una de las razones para recurrir a ellos es la 
obtención de piezas de mejores 
características mecánicas (que, por ejemplo, 
las obtenidas de procesos de fundición)
Se agrupan dentro del conjunto de 
procesos de conformado sin eliminación 
de material.
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
Procesos:
• Laminación.
• Extrusión.
• Estirado.
• Forja.
• Conformado de chapa metálica.
• Remachado.
• Repulsado.
• Conformado Superplástico/
Soldadura por Difusión.
• Peen Forming
• Etc…
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
El análisis de los P.C.D.P. se realiza a partir 
de la(s) “Teoría(s) de Plasticidad”, 
denominación de los modelos matemáticos 
que relacionan tensiones y deformaciones 
en sólidos deformados plásticamente.
Aunque se dispone de métodos numéricos 
basados en la teoría de plasticidad (p. ej. 
MEF), los métodos analíticos sencillos 
pueden proporcionar de forma rápida y 
cómoda órdenes de magnitud de los 
parámetros buscados. 
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
Ensayo uniaxial
Comportamiento plástico de los materiales.
 F
F
Alo
Se considera la tensión “real” en cada instante
A
F

 


Fabricación Aeroespacial
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l
dld 
o
fl
l
l
l l
l
ln
l
dldf
o
f
o
  
)ingenierilndeformació(
l
le 
l
dld 
Se considera la deformación logarítmica o natural.
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
 


f 
p e
Ensayo uniaxial
Comportamiento plástico de los materiales.
Fabricación Aeroespacial
ANÁLISIS PCDP
criterios de fluencia:
Comportamiento plástico de los materiales.
       f  2322312212
1
von Mises
Tresca
f  31
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criterios de fluencia en deformación plana:
Comportamiento plástico de los materiales.
von Mises
Tresca
f  31
Sff   155.13
2
31
2
31
2
 02 
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de A. Nadai y H. Ford
Comportamiento plástico de los materiales.
Ensayo de fluencia en deformación plana (ensayo Ford):
Tensión de Fluencia => S
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Tensión equivalente:
Comportamiento plástico de los materiales.
        222222 6
2
1
yzxzxyzyzxyx  
Diferencial de deformación equivalente:
       222222
2
3
3
2 p
yz
p
xz
p
xy
p
z
p
y
p
z
p
x
p
y
p
x dddddddddd  
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ANÁLISIS PCDP
Endurecimiento por deformación
Comportamiento plástico de los materiales.
Siendo 
  ff 
  d
  Hf 
   dHf
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ANÁLISIS PCDP
Comportamiento plástico de los materiales.
 _ 
 
_ 

f 
Rígido-plástico perfecto, 
sin endurecimiento por deformación
 _

_

f
Rígido-plástico 
con endurecimiento por deformación
 _ 
 
_ 

f 
Elasto-plástico perfecto, 
sin endurecimiento por deformación
 _

_

f
Elasto-plástico 
con endurecimiento por deformación
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ANÁLISIS PCDP
Análisis mediante deformación homogénea.
La energía que interviene en un proceso
W = Wh + Wr + Wdi
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Análisis mediante deformación homogénea.
en un proceso real
W = Wh + Wr + Wdi
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ANÁLISIS PCDP
Análisis mediante deformación homogénea.
Despreciando rozamientos y distorsión interna
W = Wh + Wr + Wdi
ANÁLISIS PCDP
Análisis mediante deformación homogénea.
Puede demostrarse en las hipótesis de la teoría 
de la plasticidad, que la energía por unidad de 
volumen debida a una deformación homogénea 
sin rozamiento responde a una expresión de la 
forma



dW f
o
h .
_

_
o f 
Wh
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Análisis mediante deformación homogénea.
Ejemplo de forja libre entre estampas planas
bo
ho 
b
h 
Lo
Lo >>ho
Lo >>bo
Lf  Lo
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ANÁLISIS PCDP
Análisis mediante deformación homogénea.
Ejemplo de forja libre entre estampas planas
La fuerza necesaria para la deformación es en cada momento el 
producto de la tensión por el área correspondiente (por unidad 
de profundidad).
h
hbb oo .Área por unidad de profundidad b
Tensión (aplicando V. Mises) ffS  155.13
2

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ANÁLISIS PCDP
Análisis mediante deformación homogénea.
Ejemplo de forja libre entre estampas planas
energía de deformación necesaria para alcanzar la altura hf 
h
hbShF oo)(fuerza por unidad de profundidad
dh
h
hbhSdhhFW f
o
f
o
h
h
h
h
oo  )()(
Shb
h
h
nhbSW oo
o
f
oo  l
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