Dissertação
{en_GB=Expanding the fracture limits in bulk metal forming to biaxial tension states} {} EVALUATED
{pt=Os limites de enformabilidade na massa nos planos das extensões principais e da triaxialidade são caracterizados por uma região de incerteza na qual fissuras podem ser desencadeadas por tração (modo I) ou corte fora-do-plano (modo III). A obtenção de dados experimentais nesta região é um problema há muito conhecido, pelo que esta dissertação tem como objetivo principal a apresentação de uma nova geometria para um provete de massa que possa efetivamente contribuir para a caracterização dos limites de enformabilidade na massa em estados de tração biaxial, completando a caracterização destes limites para toda a gama de estados de tensão nos quais ocorra fratura em superfícies livres. Além disso, esta dissertação apresenta uma expressão analítica para a transformação da curva limite de enformabilidade à fratura no modo III (OSFFL) no plano das extensões principais numa curva hiperbólica de limite à fratura no plano da triaxialidade. A metodologia utilizada combina experimentação com modelação analítica e numérica. Esta dissertação representa um avanço no sentido de reduzir a atual falta de conhecimento sobre a fissuração de peças obtidas por deformação plástica na massa sujeitas a valores de triaxialidade para lá da tração uniaxial. Os resultados mostram que um novo critério de dano dúctil não-acoplado construído sobre a combinação das funções integrandas dos critérios de dano de Cockcroft-Latham normalizado e de McClintock pode ser usado com sucesso para modelar os limites à fratura na deformação plástica na massa para toda a gama de valores de triaxialidade correspondente à iniciação de fraturas em superfícies livres., en=Bulk formability limits in the in-plane principal strain space and in the space of effective strain vs. stress triaxiality are characterized by an uncertainty region in which cracks may be triggered by tension (mode I) or by out-of-plane shear (mode III). The obtainment of experimental data in this region is a long-known problem, hence this thesis has as main objective the presentation of a new upset bulk formability test geometry that can effectively contribute to the characterization of the formability limits of bulk metal forming in states of biaxial tension, completing the characterization of these limits for the whole range of stress states in which cracking on free surfaces may occur. Moreover, this thesis also presents an analytical expression for transforming the fracture forming limit line for mode III (OSFFL) in the in-plane principal strain space into a hyperbolic fracture limit curve in the effective strain vs. stress-triaxiality space. The overall utilized methodology combines experimentation together with analytical and numerical modelling. This thesis is a step towards reducing the current lack of knowledge regarding failure by fracture in bulk metal forming parts subject to stress triaxiality values beyond uniaxial tension. Results show that a new uncoupled ductile damage criterion built upon the combination of the integrands of the normalized Cockcroft-Latham and the McClintock damage criteria can be successfully used to model the physics of bulk metal forming limits to fracture for the entire range of stress triaxiality values corresponding to fracture initiation on free surfaces.}
novembro 30, 2021, 10:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar
