Simulação de Forjamento a Quente
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Forjamento a quente é um processo de conformação usado para produzir uma variedade de peças metálicas,incluindo componentes automotivos e aeroespaciais.Existe desde o século XX.No entanto, há uma série de fatores que devem ser levados em consideração ao projetar um processo de forjamento a quente.Estes incluem a forjabilidade do material, a distribuição de temperatura e o efeito de correntes de ar.Além disso, a microestrutura da peça forjada deve ser devidamente calculada.Forjamento a quente envolve altas temperaturasque levam a uma mudança estrutural significativa da área superficial da peça.Além disso, o processo de forjamento também pode resultar na formação de superfícies oxidadas.O processo de forjamento é frequentemente usado para produzir peças com geometrias 3D complexas.Portanto, a precisão do modelo é crucial para uma simulação bem-sucedida.Normalmente, três tipos de métodos de modelagem são usados para simular o processo: técnicas FE (Fuzzy EM), rastreamento regressivo e elementos finitos.O forjamento a quente é um importante processo de fabricação de componentes críticos para a segurança.Isso ocorre porque permite o forjamento de peças metálicas com altas cargas operacionais.Como a temperatura é relativamente alta, pode permitir a formação de um metal maleável e resistente à deformação.Existem dois tipos principais de forjamento: forjamento em matriz aberta e forjamento em oficina mecânica.As tolerâncias típicas de forjamento podem variar de décimos de milímetros a vários milímetros.Por causa disso, uma incompatibilidade entre as matrizes pode causar problemas significativos.Dependendo do tipo de material a ser forjado, podem ser necessários diferentes tipos de matrizes.Além disso, o forjamento a quente pode exigir etapas adicionais de processamento, como tratamento térmico ou acabamento.Apesar de sua importância, o forjamento a quente não é tão preciso quanto o forjamento a frio.Isso ocorre porque a expansão térmica do material durante o processo de forjamento pode afetar a precisão do produto acabado.Além disso, a utilização de uma distribuição de temperatura não uniforme também pode produzir alterações significativas na microestrutura da peça forjada.Assim, é muito importante garantir que o metal forjado tenha a resistência e tenacidade necessárias.Para simular o processo de forjamento,três métodos básicos de modelagem devem ser utilizados.Primeiramente, o método dos elementos finitos pode ser usado para simular o processo de conformação.Em segundo lugar, o método FE pode ser utilizado para determinar a distribuição de temperatura na peça forjada.Finalmente, a técnica de modelagem por rastreamento reverso pode ser utilizada para projetar um processo de forjamento a quente.Para calcular a distribuição correta de temperatura,o processo de forjamento deve ser realizado de forma controlada.Isso ocorre porque é crucial considerar os rascunhos e a suavização de arestas vivas.Além disso, também é recomendado o uso de materiais de matriz especiais que possam suportar altas temperaturas.Outra questão a ser considerada é a escolha da máquina formadora.A escolha da máquina certa tem grande influência na distribuição de temperatura da peça forjada.Por último, é fundamental ter em consideração os tempos de armazenamento e transporte.Para determinar a temperatura de forjamento apropriada, é utilizada a força de conformação máxima disponível.Durante o processo, a matriz de forjamento é submetida a altas cargas mecânicas e químicas.Com estas cargas, a matriz tem que suportar uma ampla gama de variações térmicas e químicas.Além disso, existem tensões residuais significativas.
