UM Modelo Constitutivo para o Comportamento Plástico em Tração Uniaxial de Metais Baseado na Definição do Expoente de Encruamento Instantâneo
Nome: TIAGO BRISTT GONORING
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 03/04/2023
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| MARCOS TADEU DAZEREDO ORLANDO | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| CARLOS AUGUSTO CARDOSO PASSOS | Examinador Interno |
| ESTEFANO APARECIDO VIEIRA | Examinador Externo |
| HAIMON DINIZ LOPES ALVES | Examinador Externo |
| JETSON LEMOS FERREIRA | Coorientador |
| MARCELO BERTOLETE CARNEIRO | Examinador Interno |
Páginas
Resumo: Este trabalho desenvolveu uma proposição inédita de equação de encruamento Esta proposta teve sua gênese a definição fenomenológica do expoente de encruamento instantâneo. A primeira parte do trabalho descreve um método em duas etapas para ade determinação de curvas de encruamento, quando submetidas à níveis elevados de deformação plástica. Para tanto foi realizada uma avaliação do comportamento plástico de uma chapa de aço livre de
intersticiais em duas etapas. Na primeira etapa, dados do ensaio de expansão biaxial simétrica,
Bulge test, foram utilizados em conjunto com o critério de escoamento quadrático de Hill 48 para gerar uma curva de encruamento efetiva, ou dados transformados. Na segunda etapa as leis de encruamento isotrópico ou equações de encruamento foram ajustadas nestes dados. A equação de encruamento que apresentou o melhor ajuste foi do modelo Swift-Hockett-Sherby (S-H-S). Os resultados demonstraram que, quanto melhor o ajuste de uma equação de
encruamento, maior a tendência de sua curva de encruamento descrever curvas de expoente de encruamento instantâneo experimentais. Com base nessa primeira parte do trabalho um novo modelo constitutivo foi desenvolvido para descrever a curva tensão deformação. A hipótese era construir uma equação que fosse capaz de descrever a curva do expoente de encruamento instantâneo, apresentando uma melhor descrição do comportamento do
encruamento de uma dada liga metálica policristalina. A equação de encruamento proposta neste trabalho basea-se na definição fenomenológica do expoente de encruamento instantâneo. A equação constitutiva é descrita pelo produto de duas funções do tipo exponencial polinomial. Uma é adimensional e responsável por gerar a forma da curva de encruamento (curva tensão verdadeira-deformação plástica verdadeira), de uma dada liga
metálica policristalina e é definida como função de encruamento normalizada. A segunda dá em unidades de tensão os pontos da curva gerados pela função de encruamento normalizada, e ainda, possibilita a transformação/deslocar a curva de encruamento para diferentes níveis de tensão em função das condições de contorno. Esta função é definida como função amplitude de encruamento. Ambas as funções dependem da determinação dos coeficientes polinomiais gerados pelo ajuste de um polinômio interpolador nos dados experimentais tensão verdadeiradeformação plástica verdadeira em escala logarítmica natural, enquanto que, apenas a função amplitude de encruamento depende dos valores de alongamento uniforme verdadeiro uniforme e limite de resistência verdadeiro. É proposto um método interativo para determinar para cada liga metálica a quantidade de coeficientes polinomiais de tal forma que minimize o erro quadrático médio (RMSE) entre os dados experimentais de tração uniaxial e os valores preditos
pelo modelo. Estes coeficientes polinomiais são utilizados para prever a curva do expoente de encruamento instantâneo. E ainda, foi possível a partir da equação de encruamento, deduzir uma equação de taxa de encruamento, que utiliza dos valores de tensão predito pelo modelo e dos valores de coeficiente de encruamento instantâneo. O modelo foi validado ao descrever com excelente precisão, baseado nos valores de erro quadrático médio e coeficiente de determinação, o comportamento do encruamento oriundas de dados experimentais em tração
uniaxial de uma liga de aço inoxidável duplex 2304. A liga em questão apresentou curvas de encruamento com formato parabólico e curvas de encruamento sigmoidal. O novo modelo de encruamento foi capaz de prever o comportamento do encruamento das curvas sigmoidais e de formato parabólico da liga de aço inoxidável lean duplex 2304. Adicionalmente, o modelo foi capaz de descrever com muito boa aproximação as curvas experimentais do expoente de encruamento incremental-deformação plástica verdadeira e taxa de encruamento incrementaldeformação plástica verdadeira.
