A ANÁLISE E CARACTERIZAÇÃO DA ESTAMPABILIDADE DAS CHAPAS

2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.1 ANÁLISE E CARACTERIZAÇÃO DA ESTAMPABILIDADE DAS CHAPAS

Para ajudar os projetistas a obter melhores resultados na produção de conformação de

chapas, muitos testes e formas de análise são realizados. Assim, para que um produto possa

ser fabricado em condições otimizadas, referentes às exigências de qualidade, como sua forma

mais econômica possível os responsáveis técnicos devem estar cientes de que parâmetros de

processo tenham sido especificados dentro de conceitos tecnológicos ideais. Segundo

Schaeffer (2004), para a determinação da estampabilidade das chapas pode-se citar os

seguintes testes:

- Testes de tração, nos fornecem a curva de tensão (ζ) vs. deformação (ε), indicando as

seguintes propriedades mecânicas: tensão de escoamento, tensão máxima, tensão de ruptura,

módulo de elasticidade, ductilidade, energia por unidade de volume etc.;

- A curva de escoamento, que também pode ser obtida a partir do ensaio de tração

simples, nos fornece informações sobre o índice de encruamento (n) do material e o

coeficiente de resistência;

- O Índice de anisotropia que caracteriza a influência das propriedades relacionadas

com os efeitos das direções de conformação do processo de laminação de chapas metálicas;

- As Curvas Limite de conformação que demonstram os limites máximos de

deformações relacionadas com as três direções principais de deformação;

- Os testes tecnológicos que procuram explicar os efeitos da combinação os testes

acima;

- Os testes para determinar o coeficiente de atrito e informações sobre a eficiência dos

lubrificantes utilizados.

2.1.1 Propriedades Mecânicas

Segundo Schaeffer (2004), o teste de tração é o mais comum para obter algumas

propriedades mecânicas, como:

- Módulo de elasticidade (E);

- Limite de Escoamento (ζ0,2 ou ζe);

6

- Limite de Resistência ou Tensão Máxima (Rm);

- Alongamento (δ);

- Módulo de resiliência (Ur).

Este ensaio consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo

de prova específico até ocorrer a ruptura, registrando-se a força F (N) e o comprimento

instantâneo l1 (mm) (GARCIA; SPIM; SANTOS, 2000). A figura 2.1 mostra a forma de um

corpo de prova para o ensaio de tração segundo norma NBR6152.

Fig. 2.1- Desenho esquemático de um corpo de prova para Ensaio de Tração.

[Fonte: ABNT]

Com as medidas feitas no ensaio de tração da força (F) e do comprimento (l1) obtém

a tensão (ζ) e a deformação relativa (ε) em cada instante do ensaio (SCHAEFFER, 2004).

A tensão convencional, nominal ou de engenharia (ζ), segundo Garcia; Spim e

Santos (2000), é calculada por:

[N / mm2

] (2.1)

A deformação relativa (ε), segundo Garcia; Spim e Santos (2000), é obtida por:

[%] ou (2.2)

2.1.2 Curva de Escoamento

A tensão de escoamento (kf) é um dos parâmetros fundamentais para o processo de

conformação mecânica, pois através dela podemos quantificar a força, o trabalho, o

preenchimento da matriz, o desgaste e as tensões na ferramenta, entre outras características do

processo (KNOLL; LIMA; SCHAEFFER, 2007).

7

Através de um ensaio de tração uniaxial, podemos obter a variação da Tensão de

Escoamento ou Limite de Escoamento (kf) que um material apresenta durante uma

deformação em função da deformação verdadeira (φ), medindo a força (F) e a variação do

comprimento (l) (SCHAEFFER, 2004).

Garcia; Spim e Santos (2000), ressaltam que o procedimento mais adequado para a

determinação do limite de escoamento consiste em descarregar e carregar novamente o corpo

de prova já na região plástica, permitindo a formação de histerese mecânica.

A tensão de escoamento (kf) a cada instante é obtida, segundo Schaeffer (2004), por:

[N / mm2

] (2.3)

onde:

(2.4)

A deformação verdadeira (φ) em cada instante é obtida, segundo Garcia; Spim e

Santos (2000), por:

[-] (2.5)

Na deformação a frio, a curva de escoamento pode ser escrita segundo Schaeffer

(2004), usando a seguinte equação matemática:

(2.6)

Em que:

n – índice de encruamento

C – constante do material

O índice de encruamento (n) é um importante indicador das características de

encruabilidade dos materiais. Quanto maior o “n” maior será a encruabilidade