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UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de procesos de embutición de chapa de acero
Proyecto Fin de Carrera
Ingeniería Técnica Industrial Mecánica
Autor: Javier Colorado Rodríguez
Tutor: Alejandro Quesada González
ENERO 2008
Universidad Carlos III de Madrid Escuela Politécnica Superior
- 2 - Análisis de las características de los modelos
Universidad Carlos III de Madrid Escuela Politécnica Superior
- 3 - Análisis de las características de los modelos
Universidad Carlos III de Madrid
Escuela Politécnica Superior
- 5 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
Universidad Carlos III de Madrid Escuela Politécnica Superior
Análisis de las características de los modelos
- Introducción Índice
- 1.1 Introducción
- 1.2 Estructura del proyecto
- Objetivos
- Conformado por deformación
- 3.1 Deformación plástica
- 3.1.1 Procesos de conformado por deformación
- 3.1.2 Curva de tensión-deformación................................................................
- 3.1.3 Parámetros de influencia del material en el conformado
- 3.1.4 Lubricación..............................................................................................
- 3.1.5 Tipos de acero para conformado de chapa
- 3.2 Embutición
- 3.2.1 Introducción
- 3.2.2 Tipos
- 3.2.3 Tecnología de embutición
- 3.2.4 Defectos en el embutido
- 3.3 Plegado
- 3.3.1 Introducción
- 3.3.2 Tipos
- 3.3.3 Tecnología de plegado
- 3.4 Punzonado y cizallado
- 3.4.1 Introducción
- 3.4.2 Tipos
- 3.4.3 Tecnología de punzonado y cizallado
- 3.5 Conformado por rodillos
- 3.5.1 Introducción
- 3.5.2 Tipos
- 3.5.3 Tecnología del conformado por rodillos
- 3.6 Forja.........................................................................................................
- 3.6.1 Introducción
- 3.6.2 Tipos
- 3.6.3 Tecnología de forjado
- 3.7 Extrusión
- 3.3.1 Introducción
- 3.3.2 Tipos
- 3.3.3 Tecnología de extrusión
- Análisis por el método de los elementos finitos
- 4.1 Análisis por el método de los elementos finitos
- 4.1.1 Historia
- 4.1.2 Concepto básico
- 4.1.3 Aplicaciones en ingeniería del análisis por elementos finitos
- 4.1.4 Descripción general del análisis por elementos finitos de material recomendados para la simulación de
- 4.1.5 Factores que afectan a la exactitud del análisis por elementos finitos
- 4.1.6 Tendencias del análisis por elementos finitos
- 4.1.7 Comparación entre métodos implícito y explícito
- 4.2 Ansys Ls-Dyna
- 4.2.1 Presentación del programa.....................................................................
- 4.3 Otro software
- 4.3.1 Pam-Stamp
- 4.3.2 Solidworks...............................................................................................
- 4.3.3 Adina
- 4.3.4 Autoform
- 4.3.5 Dynaform
- 4.4 Modelos de material
- 4.4.1 Modelo rígido
- 4.4.2 Modelo cinemático plástico
- 4.4.3 Modelo de plasticidad dependiente de la velocidad de deformación
- 4.4.4 Modelo piecewise linear
- 4.4.5 Modelo de Johnson-Cook
- Proceso de simulación
- 5.1 Descripción del proceso a simular
- 5.2 Simulación explícita
- 5.2.1 Definición del tipo de análisis
- 5.2.2 Importar la geometría
- 5.2.3 Definición de los tipos de elemento
- 5.2.4 Definición de constantes reales
- 5.2.5 Definición de los materiales
- 5.2.6 Modelado
- 5.2.7 Mallado
- 5.2.8 Crear partes
- 5.2.9 Creación de contactos
- 5.2.10 Definición de los vectores necesarios
- 5.2.11 Aplicación de cargas
- 5.2.12 Ajustes de la solución
- 5.2.13 Solución
- 5.2.14 Postprocesado
- 5.3 Análisis implícito.......................................................................................
- 5.3.1 Solucionar o cargar el análisis explícito
- 5.3.2 Cambio del nombre de proyecto.............................................................
- 5.3.3 Convertir tipos de elemento
- 5.3.4 Definir modelo de material
- 5.3.5 Desactivar la comprobación de forma de elemento
- 5.3.6 Cargar la geometría del análisis explícito
- 5.3.7 Quitar partes innecesarias
- 5.3.8 Poner restricciones
- 5.3.9 Importar las tensiones
- 5.3.10 Ajustes de la solución
- 5.3.11 Solución de material recomendados para la simulación de
- 5.3.12 Postprocesado
- 5.4 Simulación de ensayo a tracción..............................................................
- 5.5 Automatización de tareas
- Resultados
- 6.1 Profundidades
- 6.1.1 Profundidad de la pieza real
- 6.1.2 Profundidad de la pieza simulada
- 6.2 Modelo cinemático plástico
- 6.2.1 Parámetros utilizados
- 6.2.2 Resultado de la simulación
- 6.3 Modelo de plasticidad dependiente de la velocidad de deformación
- 6.3.1 Parámetros utilizados
- 6.3.2 Resultado de la simulación
- 6.4 Modelo piecewise linear isotropic modo I
- 6.4.1 Parámetros utilizados
- 6.4.2 Resultado de la simulación
- 6.5 Modelo piecewise linear isotropic modo II
- 6.52.1 Parámetros utilizados
- 6.5.2 Resultado de la simulación
- 6.6 Modelo piecewise linear isotropic modo III
- 6.6.1 Parámetros utilizados
- 6.6.2 Resultado de la simulación
- 6.7 Modelo de Johnson-Cook
- 6.7.1 Parámetros utilizados
- 6.7.2 Resultado de la simulación
- Conclusiones
- Desarrollos futuros
- Bibliografía
- Imagen 3.1: Zonas de deformación de la curva tensión-deformación ingenieril Índice de imágenes
- Imagen 3.2: Curva tensión-deformación real y módulo tangente
- Imagen 3.3: Regímenes de lubricación en el conformado plástico...........................................
- Imagen 3.4: Configuración de los elementos para embutido
- Imagen 3.5: Detalle del corte de un utillaje con cordones de embutido
- Imagen 3.6: Fuerzas aplicadas y tensiones provocadas en la chapa.......................................
- Imagen 3.7: Formado con hule..................................................................................................
- Imagen 3.8: Ondulado tras la embutición
- Imagen 3.9: Plegado en falso y plegado con golpe
- Imagen 3.10: Estudio de la cantidad de chapa necesaria en el plegado
- Imagen 3.11: Magnitudes básicas del plegado
- Imagen 3.12: Esquema del cizallamiento en un proceso de punzonado
- Imagen 3.13: Características del orificio y el recorte punzonados
- Imagen 3.14: Ejemplo de lanceteado
- Imagen 3.15: Ángulos de corte en punzones
- Imagen 3.16: Esquema de laminación plana
- Imagen 3.17: Pasadas necesarias para crear distintos perfiles
- Imagen 3.18: Diseño de la flor para crear un tubo a partir de chapa
- Imagen 3.19: Configuración típica del forjado abierto
- Imagen 3.20: Forja cerrada
- Imagen 3.21: Fases de la forja de la cabeza de un tornillo
- Imagen 3.22: Esquema del proceso de extrusión directa
- Imagen 3.23: Esquema del proceso de extrusión hidrostática
- Imagen 3.24: Esquema del proceso de extrusión lateral
- Imagen 3.25: Esquema del proceso de extrusión por golpe
- Imagen 3.26: Constante de extrusión k, para distintos metales y temperaturas
- Imagen 4.1: Pieza dividida en elementos tetraédricos
- Imagen 4.2: Simulación de un impacto fronto-lateral
- Imagen 5.1: Recorte de chapa
- Imagen 5.2: Punzón
- Imagen 5.3: Sujetachapas
- Imagen 5.4: Matriz
- Imagen 5.5: Chapa conformada
- Imagen 5.6: Ventana en la que se elige el tipo de análisis de material recomendados para la simulación de
- Imagen 5.7: Importación de archivo IGES
- Imagen 5.8: Búsqueda del archivo IGES
- Imagen 5.9: Librería de tipos de elemento
- Imagen 5.10: Definición del número de set
- Imagen 5.11: Ventana de definición de las constantes reales
- Imagen 5.12: Ventana de selección de modelo de material
- Imagen 5.13: Ventana de definición del modelo rígido
- Imagen 5.14: Áreas que forman la chapa
- Imagen 5.15: Ventana de aplicación de propiedades
- Imagen 5.16: Punzón con los distintos tamaños de elemento
- Imagen 5.17: Ventana de manejo de partes
- Imagen 5.18: Ventana de definición de contacto
- Imagen 5.19: Ventana de definición de partes en contacto
- Imagen 5.20: Ventana de parámetros vectoriales.....................................................................
- Imagen 5.21: Ventana de propiedades del vector.....................................................................
- Imagen 5.22: Ventana de valores del vector
- Imagen 5.23: Ventana de definición de curvas
- Imagen 5.24: Ventana de definición de cargas
- Imagen 5.25: Definición del tiempo de simulación
- Imagen 5.26: Definición de número de pasos de salida
- Imagen 5.27: Ventana de de estado del análisis al principio de éste
- Imagen 5.28: Ventana de estado de la solución en un paso intermedio
- Imagen 5.29: Ejemplo de datos obtenidos tras el análisis
- Imagen 5.30: Ejemplo de representación gráfica obtenida tras el análisis
- Imagen 5.31: Ventana de cambio de elemento.........................................................................
- Imagen 5.32: Definición del modelo elástico de material
- Imagen 5.33: Modelos de material para el análisis implícito.....................................................
- Imagen 5.34: Ventana de carga de geometría
- Imagen 5.35: Situación de los apoyos y grados de libertad restringidos
- Imagen 5.36: Ventana de importación de tensiones
- Imagen 5.37: Ventana de opciones de análisis implícito
- Imagen 5.38: Evolución de los criterios de convergencia
- Imagen 6.1: Vista lateral de la pieza con cota para profundidad final
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 1 Escuela Politécnica Superior Introducción
- 8 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
1. INTRODUCCIÓN
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 1 Escuela Politécnica Superior Introducción
- 9 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
1.1 Introducción
El mundo industrial lleva años haciendo gran uso de las piezas de chapa embutida, estas piezas otorgan numerosas ventajas. Principalmente resultan piezas con gran productividad por la automatización, cada vez mayor, de los procesos de producción. Por otra parte mediante chapa embutida se pueden realizar piezas con una gran resistencia para una aplicación concreta, con un peso bastante reducido, debido a su construcción a partir de chapas delgadas; como ejemplo en la industria del automóvil es muy común la realización de partes por este procedimiento, ya que en este campo la reducción del coste de producción y del peso del vehículo son dos objetivos que se plantean en el proceso de diseño.
Desde principios de los años noventa se ha ido extendiendo lentamente en la industria del conformado plástico de metales la simulación mediante elementos finitos. Mediante las simulaciones se consiguen numerosas ventajas que contribuyen a la obtención de una mejor rentabilidad del proceso industrial, lo que tiene gran importancia en una industria con una amplia competencia y escasa diferenciación de producto.
Las ventajas que se obtienen en el uso de estas simulaciones difieren según la empresa en la que se apliquen. En una empresa que se dedique a la fabricación sin implicarse en el diseño se obtendrán ventajas gracias a que puede utilizarse como herramienta para acortar el tiempo de preparación del utillaje y los parámetros para el comienzo de una serie de piezas, y optimizar el coste de material. Se pueden valorar los parámetros de la prensa, el recorte de chapa necesario con una gran precisión, así como la recuperación que sufrirá el material para realizar cambios en el proceso y ajustarse a las tolerancias requeridas por el cliente.
En una empresa dedicada al diseño de las piezas, la simulación del proceso de embutición otorga ventajas importantes en la etapa de diseño de la pieza permitiendo la aplicación de la ingeniería concurrente valorando su fabricabilidad con gran precisión antes de su paso a la producción, donde los cambios en la geometría de la pieza ya son muy complicados. También es posible realizar fácilmente cambios en el material de las piezas para valorar un cambio de material utilizado que puede ofrecer ventajas en algún aspecto del producto o de la producción como puede ser la disponibilidad, el coste, su facilidad de embutición, o el peso.
En un proceso de embutición se producen grandes deformaciones en el material a alta velocidad, luego es importante la elección de un modelo de material adecuado en una simulación del proceso por elementos finitos. Los modelos utilizados son modelos complejos que admiten grandes deformaciones en el material y altas velocidades de deformación.
La simulación de los procesos de embutición tiene un alto potencial en la industria, como se ha explicado, pero para su realización es necesaria la aplicación de herramientas informáticas, como Ansys Ls-Dyna, correctamente. Para ello es necesario conocer los parámetros que definen los distintos modelos de material y las ventajas y desventajas que ofrecen cada uno de estos modelos.
En este proyecto de fin de carrera se realizará la simulación de un proceso de embutición, con distintos modelos de material, sobre los que se realizaran cambios para obtener la mayor información posible de su comportamiento.
El modelo de pieza sobre el que se va a trabajar es el soporte de la rueda de repuesto de un vehículo de la marca Mercedes, modelo Vito. En concreto se trabaja sobre la primera etapa de embutición de las cinco necesarias en la fabricación de la pieza. Se dispone de la medición de la geometría de la pieza tras la primera etapa.
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 2 Escuela Politécnica Superior Objetivos
- 11 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
2. OBJETIVOS
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 2 Escuela Politécnica Superior Objetivos
- 12 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
En este proyecto de fin de carrera se persigue el objetivo de realizar y estudiar la simulación de un proceso de conformado plástico mediante la herramienta computacional Ansys Ls-Dyna, en concreto de un proceso de embutición, tomando como principal característica de la pieza embutida su profundidad y utilizando distintos modelos de material. La consecución de este objetivo principal conlleva etapas intermedias o pequeños objetivos que es necesario completar durante la realización de este proyecto:
- Aprender y tomar destreza en el manejo del programa Ansys Ls-Dyna, con el que se realizan las simulaciones.
- Tener un conocimiento de los procesos de conformado plástico de metales, principalmente de acero.
- Comprender las geometrías y movimientos de los elementos involucrados en el proceso (matriz, punzón, sujetachapa y chapa).
- Ajuste de los parámetros de la simulación del modelo cinemático plástico al comportamiento de la embutición real.
- Obtener curvas de tensión-deformación del material a distintas velocidades de deformación a partir del modelo cinemático plástico ajustado, para aplicarlas a los demás modelos de material utilizados.
- Realizar simulaciones con los distintos modelos de material, partiendo de los datos obtenidos del modelo ajustado y realizando ligeras variaciones en los distintos parámetros.
- Observar el efecto sobre la profundidad de la pieza de las variaciones en los distintos parámetros de los modelos de material.
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 3 Escuela Politécnica Superior Conformado por deformación
- 14 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
La información utilizada en la redacción de este capítulo ha sido extraída en su mayoría de [26], [31], [32] y [44]. Se ha obtenido información sobre el comportamiento del acero con la velocidad de deformación de [7], [9], [12], [14], [22], [30] y [39]; además de las fuentes principales ya nombradas. En menor medida se han obtenido algunos detalles o aclaraciones de [4], [15] y [16].
3.1 Deformación plástica
3.1.1 Procesos de conformado por deformación
El conformado por deformación se produce por la modificación permanente de la forma de un sólido aplicando, mediante herramientas y útiles adecuados, tensiones superiores al límite elástico del material, a temperaturas inferiores a las de fusión.
Los procesos de conformado por deformación se pueden dividir en dos grupos:
- Procesos de deformación volumétrica. Los procesos de deformación volumétrica se caracterizan por deformaciones significativas y cambios de forma, la relación entre el área superficial y el volumen de trabajo es relativamente pequeña. El término volumétrico describe a las partes de trabajo que tienen esta baja relación de área volumen. La forma del trabajo inicial para estos procesos incluye tochos cilíndricos y barras rectangulares. En este grupo se incluyen: la extrusión, la forja y el laminado.
- Procesos de deformación de chapa. Los procesos de trabajo con láminas metálicas son operaciones de formado o preformado de láminas de metal, tiras y rollos. La relación entre el área superficial y el volumen del material inicial es alta; por lo que esta relación es un medio útil para diferenciar la deformación volumétrica de los procesos con láminas metálicas. En este grupo se incluyen: el plegado, la embutición y el corte.
El conformado por deformación plástica presenta ventajas como la rapidez de deformación, permitir grandes deformaciones, se ahorra material respecto a procesos como el mecanizado y en algunas ocasiones se pueden mejorar las propiedades del material en cierto sentido, como puede ser con la forja. También presenta ciertas limitaciones, como la forma que se pueden obtener, limitada por los procesos y materiales, limitación en cuanto a acabado debido al proceso y la limitación de la potencia necesaria, no por la potencia en sí sino por el coste que conlleva la maquinaria necesaria para realizar un conformado de alta potencia.
3.1.2 Curva de tensión-deformación
La curva de tensión frente a deformación del material proporciona numerosos datos sobre el comportamiento del material con el que se va a trabajar respecto a la deformación. Se obtiene a partir de un ensayo de esfuerzo uniaxial, normalmente de tracción. Se representa el valor de tensión, σ, que corresponde a la fuerza aplicada dividida por la sección transversal de la probeta y la deformación, ε. Estas curvas se pueden presentar en dos formatos, en función de la interpretación de la tensión y de la deformación:
- Curva de tensión deformación ingenieril. La tensión se valora con el área transversal inicial de la probeta. La deformación se calcula como la diferencia entre la longitud inicial y la final dividido entre la longitud inicial.
- Curva de tensión-deformación real. La tensión se define utilizando el área transversal de la probeta en cada punto, pues ésta disminuye conforme se estira la probeta. La deformación se
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 3 Escuela Politécnica Superior Conformado por deformación
- 15 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
define como la integral del diferencial de deformación dividido entre la longitud inicial, lo que resulta en el logaritmo neperiano de la longitud en cada punto entre la longitud inicial.
Para el análisis de las distintas zonas de deformación es más útil la curva ingenieril. En la Imagen 3.1 se puede ver una curva tensión-deformación ingenieril, en la que se indican algunos puntos y zonas de interés.
Imagen 3.1: Zonas de deformación de la curva tensión-deformación ingenieril [44]. En esta curva se pueden ver las tres regiones de trabajo del material, que se describen a continuación:
- Zona de deformación elástica. En este rango de deformaciones la relación entre la tensión y la deformación es lineal, la pendiente es el módulo elástico E, y las deformaciones son de carácter elástico. Tras deformar el material en esta zona y cesar la carga, la deformación vuelve a cero, sin quedar ninguna deformación permanente.
- Zona de deformación plástica uniforme. Con tensiones por encima de un determinado punto, denominado límite elástico, se rompe la proporcionalidad entre tensión y deformación y se entra en la zona de deformación plástica del metal. En la zona plástica se produce una deformación que permanece tras la recuperación de la parte elástica de la deformación. En la zona uniforme la deformación es igual a lo largo de la probeta. Durante la deformación de esta zona se produce la evolución de dos variables en sentido contrario; por una parte el material se endurece por deformación y se necesita mayor tensión para continuar deformando la probeta, por otro lado el área transversal va disminuyendo por la conservación de volumen, por lo que la tensión necesaria decrece, a este efecto se le denomina ablandamiento geométrico. Cuando el endurecimiento por deformación y el ablandamiento geométrico se equilibran, se llega al punto de resistencia a tracción del material, esto es la máxima tensión que soporta la probeta y punto donde acaba la zona de deformación uniforme.
- Zona de deformación plástica no uniforme. Tras el punto de resistencia a tracción, para continuar deformando la probeta no se aumenta la tensión, sino que se reduce, esto es debido a que alguna sección es ligeramente más débil que las otras y la tensión necesaria para su deformación
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 3 Escuela Politécnica Superior Conformado por deformación
- 17 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
- Deformación en el límite elástico. Este valor indica la mínima deformación posible en conformado plástico. Este parámetro también es fundamental para analizar el fenómeno de recuperación tras la deformación.
- Resistencia a tracción. Este valor determina, en la curva ingenieril, la tensión máxima que puede soportar el material antes de producirse deformaciones no uniformes. Hay que tenerlo en cuenta para saber en que zona de deformación plástica se encuentra el proceso. A pesar de que las deformaciones no son uniformes tras este punto, en conformado por deformación se supera a menudo para producir deformaciones mayores.
- Límite de rotura. Es la tensión máxima que puede aguantar el material antes de romperse. Este parámetro es fundamental para regular el proceso de conformado de forma que las tensiones no superen este valor que provoca la inutilización del producto.
- Alargamiento total. Es la deformación plástica total hasta el límite de rotura. Relacionado con el concepto anterior se toma como característica importante el alargamiento total del metal de trabajo, teniendo en cuenta ambas zonas de deformación plástica, lo que nos permite saber realmente hasta que punto se puede trabajar el material sin sufrir rotura.
- Límite de cizalladura. Es el valor máximo de tensión cortante que soporta el material antes de la rotura. Este parámetro es importante en dos sentidos, por una parte para los procesos de punzonado y corte se persigue conseguir ese valor en una línea concreta por la que se quiere realizar el corte, por otra parte en los procesos que no persiguen el corte se debe evitar llegar a este esfuerzo cortante para no producir rotura del producto.
- Endurecimiento por deformación. Al deformarse el metal, se endurece en la dirección de deformación, por la orientación de los cristales del material. Este endurecimiento puede expresarse para tensión uniaxial según la siguiente expresión,
σ = Kε^ n Expresión 3.
Donde K, es el coeficiente de resistencia que indica el valor real de la tensión para una deformación unitaria, y n es el factor de endurecimiento por deformación. El valor de n, varía entre 0 y 1, y es importante en el trabajo de deformación plástica, pues da una idea de la ductilidad del material, siendo 0 en el caso de comportamiento perfectamente plástico y 1 para comportamiento totalmente elástico. Para aceros bajos en carbono el valor de n está en torno a 0,22, siendo mayor para los aceros recocidos (en torno a 0,26) y menor en los aceros trabajados en frío (por debajo de 0,20). A continuación, en la Tabla 3.1, se pueden ver los valores de K y n para algunos metales.
Material K [MPa] n Aluminio 1100-O 180 0, Bronce fosforoso (recocido) 720 0, Cobre (recocido) 315 0, Acero 1020 (recocido) 530 0, Acero 1045 (laminado en caliente) 965 0, Acero inoxidable AISI 304 (recocido) 1275 0, Tabla 3.1: Valores de K y n para algunos materiales [31].
- Endurecimiento con la velocidad de deformación. En los procesos de conformado plástico se suele trabajar a gran velocidad, luego las deformaciones que sufre el metal también se producen a velocidades bastante mayores a las de los ensayos habituales de caracterización del material. La mayoría de los materiales presentan un endurecimiento al aumentar la velocidad de
Universidad Carlos III de Madrid Capítulo 3 Escuela Politécnica Superior Conformado por deformación
- 18 - Análisis de las características de los modelos de material recomendados para la simulación de
deformación, no es así en todos los casos, pero si en el acero que es el metal más utilizado. La relación entre la tensión y la velocidad de deformación puede expresarse mediante una relación análoga a la que se utiliza para el endurecimiento por deformación.
σ = Cε&^ m Expresión 3.
Donde C es el coeficiente de resistencia que indica la tensión para velocidad de deformación unitaria y m es el factor de sensibilidad a ala velocidad de deformación. La sensibilidad de un material a la velocidad de deformación normalmente crece con la temperatura. A continuación, en la Tabla 3.2, se pueden ver los valores de C y m para algunos metales a distintas temperaturas.
Material T [ºC] C [MPa] m Aluminio 200-500 82-14 0,07-0, Bronce 200-800 415-14 0,02-0, Cobre 300-900 240-20 0,06-0, Acero bajo C 900-1200 165-48 0,08-0, Acero medio C 900-1200 160-48 0,07-0, Acero inoxidable 600-1200 415-35 0,02-0, Tabla 3.2: Valores de C y m para algunos materiales [31].
- Relación de deformación plástica. Este parámetro se refiere al material de conformado en forma de chapa. Cuando se deforma una chapa por encima del límite elástico, se contrae en dos dimensiones, el ancho y el espesor. La relación entre estas dos deformaciones reales es la relación de deformación plástica, r.
w t
r
Expresión 3.
0 45 90 m
r 2r r
r
= Expresión 3.
r r^0 2r^45 r^90
∆ = Expresión 3.
Este parámetro se mide para distintos ángulos con respecto a la dirección de laminación, para obtener información acerca de la anisotropía plástica de la chapa; este efecto es producido por la forma de fabricación de la chapa, en rodillos de laminación, que provocan una orientación de los granos del metal en la dirección de laminación. El valor utilizado normalmente es un valor medio obtenido de la medición a 0º, 90º y 45º (siendo la dirección de laminación 0º), como se ve en la Expresión 3.4. Este parámetro esta normalmente relacionado con la embutibilidad, cuanto mayor es rm mayor es la profundidad que se puede conseguir en la embutición sin problemas, en general para embuticiones profundas se necesitan valores de rm superiores a 1,8. Relacionado con este parámetro también se utiliza la variación de la relación de deformación, ∆r, que indica la anisotropía en el plano de la chapa y provoca el ondulado.
- Influencia de la temperatura. La temperatura influye de forma importante en el comportamiento del material, como se ha visto determina en gran medida el comportamiento del material frente a la velocidad de deformación. En general se puede decir que disminuyen el límite elástico, el módulo elástico, el valor del factor n y la tensión de rotura; y aumenta la ductilidad y tenacidad del material. En resumen, generalmente, al aumentar la temperatura del metal con el que se está trabajando se consigue un conformado con menos posibles defectos y menor potencia en la maquinaria, presentando el inconveniente de trabajar con metales a menudo a temperaturas muy altas que requieren medidas especiales para su manejo, tanto en el utillaje como para los operarios.
