Simulação pelo método dos elementos finitos do processo de conformação por fluência com envelhecimento

Abstract

A indústria aeroespacial busca sempre a melhoria contínua de seus produtos visando alcançar a menor relação entre peso e resistência mecânica, e isso acarreta no surgimento de inúmeros processos de fabricação, dentre os quais se destaca a conformação por fluência com envelhecimento, do inglês Creep Age Forming (CAF), também conhecido como Creep Forming ou Age Forming. Este processo é empregado na fabricação de painéis de asa e nele atuam simultaneamente três fenômenos: fluência, relaxação e envelhecimento artificial. Temperatura e tempo de processo são definidos para que a fluência não atinja o estágio terciário e para que a peça final atinja as propriedades mecânicas de interesse através do envelhecimento. Com isso o mecanismo de fluência é interrompido, fazendo com que haja o fenômeno de retorno elástico. O retorno elástico deve ser previsto e seu efeito ser compensado no ferramental. Neste trabalho caracterizaram-se as propriedades mecânicas da liga Al 7050 e obteve-se experimentalmente o modelo de fluência que caracteriza o CAF. Com isso, utilizando o método dos elementos finitos simulou-se 2 geometrias propostas, determinando-se assim o retorno elástico, o campo de tensões atuantes e as tensões residuais após o processo.

The aerospace industry always seeks continuous improvement of its products in order to achieve the lowest ratio among weight and resistance and its generates many manufacturing processes as the Creep Age Forming (CAF), also known as Creep Forming or Age Forming. This process is used to manufacture wing panels and three phenomena work on it simultaneously: creep, relaxation and aging. Temperature and process time are set to the creep does not reach the tertiary stage and the final piece obtains the desirable mechanical properties by aging. However, the creep does not occur completely, so there is the springback phenomenon. The springback should be predicted and this effect should be compensated in tooling. This work characterized the mechanical properties of the alloy Al 7050 and obtained experimentally the model of creep that characterizes the CAF. With this, using the finite element simulated 2 geometries, thus determining the springback, the stress acting and residual stresses after the process.