Simulación Numérica del Conformado Plástico de Metales con Acoplamiento Termomecánico

Abstract

En este trabajo se estudian numéricamente procesos de deformación plástica de metales. Estos procesos de conformado de metales involucran habitualmente generación de calor, tanto por deformación plástica como por fricción con las herramientas. Este aspecto resulta relevante en algunas geometrías específicas, donde los cambios de forma y/o la velocidad de deformación producen gradientes térmicos elevados. Empleando un elemento triangular en deformaciones impuestas capaz de lidiar con el problema del bloqueo volumétrico, se ha adaptado la formulación adicionando un esquema de acoplamiento termomecánico del tipo escalonado isotérmico. Este esquema de acoplamiento resulta suficientemente preciso y adecuado cuando se utiliza una integración explícita de las ecuaciones de movimiento. En este
trabajo se emplea además un esquema de aproximación térmica consistente, similar al empleado para las deformaciones, lo cual da lugar a una formulación cuadrática para el cálculo de los gradientes térmicos que se evalúan a partir de la temperatura de los elementos adyacentes. Se presentan algunos resultados obtenidos sobre problemas conocidos, que muestran el buen desempeño de los algoritmos propuestos en este trabajo y se comparan estos resultados con otros disponibles en la literatura.