A contribuição da AutoForm Engineering para a conferência Numisheet 2022, realizada em Toronto, Ontário, no Canadá, de 10 a 14 de julho, foi um sucesso. Na conferência, a AutoForm participou do primeiro estudo comparativo sobre a previsão do retorno elástico de um Twist Die Panel (painel de matriz de torção) fornecido pela Auto/Steel Partnership (A/SP). Os excelentes resultados obtidos demonstram que o software AutoForm ocupa a posição de liderança entre os códigos de software em uso. O software distingue-se pela velocidade, precisão e consistência, tanto quando utilizado pela AutoForm como por seus clientes.
O objetivo do estudo comparativo era prever o retorno elástico do painel conformado quando estampado sob duas condições de processamento diferentes. A primeira condição consistiu em uma carga de prensa-chapas para restringir o fluxo de metal. Já a segunda condição consistiu em um recurso similar a um quebra-rugas, conhecido como quebra-rugas de escoramento, que atua como um punção em miniatura. Quando o quebra-rugas de escoramento entra em contato com o metal vários milímetros do curso do punção, o fluxo de metal do prensa-chapas para dentro da cavidade da matriz é interrompido. Quando isso ocorre, nos últimos momentos do processo de conformação há uma mudança de conformação por repuxo para conformação por estiramento.
Além do desafio de prever o retorno elástico sob duas condições de processamento muito diferentes, o estudo comparativo foi realizado com materiais diferentes: ligas de alumínio das séries DP 980 e 6000 com espessuras de 1,5 e 1,4 mm, respectivamente. A folga do prensa-chapas foi definida em 1,6 mm, maior do que as espessuras de chapa em ambos os materiais utilizados no estudo.
Painel de matriz de torção com e sem escoramento e o retorno elástico correspondente
O ferramental para este estudo comparativo foi fornecido pela Auto/Steel Partnership e é chamado de matriz de torção (Twist Die, em inglês) devido à tendência do painel de torcer durante o retorno elástico. Além de sofrerem torção, os painéis podem apresentar ondulações nas paredes laterais. Esses dois problemas são os tipos de retorno elástico mais difíceis de serem controlados e compensados na engenharia de matrizes. Consequentemente, o Twist Die é uma excelente ferramenta para análise do retorno elástico.
O ferramental fornecido pela Auto/Steel Partnership
Os participantes foram solicitados a informar as coordenadas (X,Y,Z) dos resultados da simulação em cinco seções definidas ao longo do painel antes e depois do retorno elástico em 19 pontos de referência predefinidos, identificados de P0 a P18.
Seções e pontos de medição do retorno elástico
Cinco participantes com quatro códigos de software tomaram parte neste estudo comparativo. Os códigos de software utilizados foram LS-DYNA (participante 1), Inspire Form (participante 2), AutoForm Forming R10 (participantes 3 e 4) e Stampack (participante 5). Somente o participante 5 (Stampack) realizou a simulação usando elementos sólidos, enquanto todos os outros códigos de software usaram elementos de casca. Todos os participantes apresentaram seus tempos de computação, e os resultados com e sem quebra-rugas de escoramento, para ambos os materiais, as ligas de alumínio das séries DP 980 e 6000. Fornecida por Dr. Bart Carleer, Dr. Kidambi Kannan, Theron Short e Dr. Igor Burchitz, a contribuição da AutoForm é apresentada a seguir (participante 4).
Participantes do comparativo
Tempo de computação
O AutoForm Forming R10 obteve o melhor tempo de computação. Tanto a AutoForm quanto seu cliente obtiveram o mesmo tempo de computação, que foi 11 vezes mais rápido que o LS-DYNA, 20 vezes mais rápido que o Inspire Form, e até 137 vezes mais rápido que o Stampack, que foi o único participante a usar elementos sólidos.
Resultados experimentais versus resultados previstos
A precisão dos resultados da AutoForm apresentados neste estudo comparativo evidencia claramente a posição de liderança que a AutoForm ocupa nesta área. As imagens abaixo apresentam os resultados experimentais frente aos previstos de todos os participantes em cinco seções transversais selecionadas. Os resultados são apresentados para todos os casos definidos, com e sem quebra-rugas de escoramento, para ambos os materiais, as ligas de alumínio das séries DP 980 e 6000.
A contribuição da AutoForm é indicada pelo número 4 e a contribuição do cliente da AutoForm é indicada pelo número 3. Em ambos os casos, os resultados em cada seção transversal são consistentemente muito similares aos resultados experimentais ou até mesmo correspondem perfeitamente a eles. Em muitos pontos de referência ao longo das seções transversais selecionadas, os resultados dos demais participantes se desviam consideravelmente dos resultados experimentais, não se aproximando do nível de precisão dos resultados da AutoForm. Os excelentes resultados e o alto nível de consistência alcançado neste estudo comparativo podem ser atribuídos à facilidade de uso e ao eficiente guia do usuário proporcionados pelo software AutoForm. Em todos os casos apresentados a seguir, a AutoForm obteve excelentes pontuações.
DP 980 com quebra-rugas de escoramento
DP 980 sem quebra-rugas de escoramento
AA 6xxx-T4 com quebra-rugas de escoramento
AA 6xxx-T4 sem quebra-rugas de escoramento
Erro médio de curvatura da seção
Quando comparamos os resultados, uma medida mais objetiva é quantificar a ondulação da parede lateral. Nos gráficos que seguem, o desvio dos resultados da simulação em relação aos resultados experimentais é representado como um erro de curvatura da seção. Quanto menor o erro no eixo vertical, mais próxima a simulação estará dos resultados experimentais.
Comparação da previsão e medição da curvatura
Comparação dos erros médios de curvatura da seção
Os códigos de software utilizados foram LS-DYNA (participante 1), Inspire Form (participante 2), AutoForm Forming R10 (participantes 3 e 4) e Stampack (participante 5). O comitê de estudo comparativo da Numisheet avaliou as apresentações da seguinte forma:
Na conferência Numisheet a AutoForm demonstrou mais uma vez que seu software de última geração capacita os usuários a simular de forma rápida, precisa e consistente todo o processo de estampagem. O software se destaca em:
A posição de liderança do software AutoForm entre os códigos de software em uso foi confirmada pelos excelentes resultados obtidos neste estudo comparativo. As pontuações obtidas tanto pela AutoForm quanto por seu cliente demonstram a extraordinária velocidade, precisão e consistência do software. Estamos satisfeitos que nosso conhecimento e tecnologia de ponta foram tão bem avaliados e reconhecidos como os melhores em uma conferência tão prestigiada como a Numisheet.