Dissertação
Simulação numérica do efeito da prensagem em canais equiangulares (ECAP) na homogeneidade de deformação de titânio comercialmente puro
Numerical simulation of the effect of pressing in equiangular channels (ECAP) on the homogeneity of deformation of commercially pure titanium
Registro en:
COSTA, Vagner dos Anjos. Simulação numérica do efeito da prensagem em canais equiangulares (ECAP) na homogeneidade de deformação de titânio comercialmente puro. 2023. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2023.
Autor
Costa, Vagner dos Anjos
Institución
Resumen
Pressing in equiangular channels (ECAP) is a process of severe plastic deformation of
materials, which seeks to produce the refinement of granulometry in the
microstructure. Materials subjected to ECAP processing show improvements in their
mechanical properties, such as the association between increased mechanical
strength and increased ductility. The process variables that interfere in the
microstructural refining are: matrix types, processing route and number of deformation
passes. The present work has the objective of virtually evaluating the levels of
deformation by eight passes via ECAP of titanium in a commercially pure state, in a
matrix with a channel angle of 120º and confronting an experimental study with the
intention of comparing the levels of deformation between regions of the test body. The
specimen and the matrix were numerically modeled and simulated by finite elements
using the modeling interface and the Abaqus simulation environment – student edition
2020. In the deformation simulation, the ECAP matrix was registered using parameters
of a rigid body material, that is, it was not subject to deformation throughout the
process, given that the interest was to analyze the deformations in the studied material.
The virtually deformed material was commercially pure titanium, the physical
parameters were previously established through the registration of physical and
mechanical variables in the Abaqus environment. The material was submitted to eight
deformation passes in the ECAP matrix, in a processing route A, and the results were
analyzed to verify the total deformations that the material was submitted. Using
computer simulation software, the behavior of the material was determined as a
function of the variables involved in the process, with subsequent experimental
comparison. In this way, it is possible to previously analyze its subsequent physical
application with greater reliability, greater knowledge of the material to be worked on
the test specimens, greater economy with the anticipation of problems that precede
the real experimental practice, thus avoiding errors and obtaining greater accuracy in
its treatment. A prensagem em canais equiangulares (ECAP) é um processo de deformação plástica
severa de materiais, onde se busca produzir o refino da granulometria na
microestrutura. Materiais submetidos ao processamento ECAP apresentam melhorias
em suas propriedades mecânicas, como a associação entre a elevação da resistência
mecânica junto ao aumento da ductilidade. As variáveis de processo que interferem
no refino microestrutural são: tipos de matriz, rota de processamento e número de
passes de deformação. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar virtualmente os
níveis de deformação por oito passes via ECAP do titânio em estado comercialmente
puro, em matriz com ângulo de canal de 120º e confrontar a um estudo experimental
com o intuito de comparar os níveis de deformação entre regiões do corpo de prova.
O corpo de prova e a matriz foram modelados e simulados numericamente por
elementos finitos por meio da interface de modelagem e do ambiente de simulação do
Abaqus – edição estudantil 2020. Na simulação da deformação, a matriz ECAP foi
cadastrada empregando-se parâmetros de um material de corpo rígido, ou seja, não
foi sujeita a deformação durante todo o processo, haja vista que o interesse foi o de
analisar as deformações no material estudado. O material deformado virtualmente foi
o titânio comercialmente puro, os parâmetros físicos foram estabelecidos previamente
por meio do cadastro das variáveis físicas e mecânicas no ambiente do Abaqus. O
material foi submetido a oito passes de deformação na matriz ECAP, em uma rota de
processamento A, e os resultados foram analisados para verificar as deformações
totais que o material foi submetido. Empregando-se o software de simulação
computacional foram determinados os comportamentos do material em função das
variáveis envolvidas no processo com comparação experimental posterior. Sendo
possível dessa forma analisar previamente sua aplicação física subsequente com
maior confiabilidade, maior conhecimento do material a ser trabalhado nos corpos de
prova, maior economia com a antecipação de problemas que antecedem a prática
experimental real, evitando-se assim erros e obtendo-se maior exatidão no tratamento
do mesmo. São Cristóvão