Durante el proceso de formación, los materiales de chapa a menudo se estresan hasta sus límites. Las simulaciones por computadora se utilizan para probar hasta dónde es posible llegar en la producción. Sin embargo, la simulación solo es tan exacta como los datos en los que se basaLos científicos de Fraunhofer han desarrollado un laboratorio de prueba virtual que les permite examinar diferentes estados de carga para materiales metálicos y determinar datos mecánicos precisos.
Las propiedades mecánicas de los materiales de chapa son direccionales: su comportamiento de deformación y su resistencia difieren significativamente dependiendo de la dirección de visión, por ejemplo, en la dirección de rodadura o transversalmente a ella. Por lo tanto, se deben realizar numerosas pruebas de carga compleja parapara obtener los datos de material necesarios, que sirven como base para predecir el comportamiento de las láminas de metal durante el proceso de conformado.
Las pruebas de laboratorio tradicionales requieren mucho tiempo y costos, y requieren nuevas configuraciones experimentales y muestras de materiales para cada estado de carga. Además, no es posible analizar todos los posibles estados de carga de las chapas, aunque estos son importantes para las simulaciones por computadora deproceso de fabricación de componentes Como ejemplo, cuando se trata de determinar el comportamiento de los materiales de chapa en la dirección de su espesor, las pruebas convencionales alcanzan sus límites: el espesor de la placa de uno a dos milímetros no es suficiente para permitir la preparación de muestras para la tensiónprobando en esta dirección.
Pruebas de tracción en la dirección del espesor de la placa no hay problema
"En nuestro laboratorio virtual, las pruebas de tracción en la dirección del espesor de la placa no son un problema, por ejemplo", dice el Dr. Alexander Butz, gerente de proyecto en el grupo Procesos de formación en Fraunhofer IWM. "Todos los demás estados de carga también se pueden probarde forma rápida y flexible. Por lo tanto, la formación de chapa puede proporcionar a los fabricantes de componentes datos de material mucho más detallados ".
Con este fin, con la ayuda de algunos experimentos reales, Butz y su equipo primero crean un modelo de simulación de la microestructura del material con el cual los mecanismos físicos durante la deformación se describen hasta la estructura cristalina. Esto les permite generar todo lo deseadoprueba en la computadora y saca conclusiones confiables sobre las propiedades mecánicas macroscópicas del material ". El método no es nuevo. Sin embargo, lo nuevo es que hemos desarrollado un flujo de trabajo automatizado que ahorra tiempo al permitir que las pruebas se ejecuten virtualmente,"Butz explica.
Debido a que es posible realizar muchas pruebas virtuales en poco tiempo y el modelo de microestructura subyacente es muy exacto, los resultados del laboratorio virtual permiten que lo que se conoce como una tarjeta de material se describa con mucha más precisión que con las pruebas tradicionales.Los fabricantes de componentes pueden procesar los datos virtualmente obtenidos de la misma manera que los datos obtenidos a través de experimentos. Además de las simulaciones para la producción de componentes, esto también se aplica a las simulaciones para predecir el comportamiento de los componentes y su vida útil en uso.
Los puntos críticos en la microestructura pueden investigarse sistemáticamente
Otra ventaja: "Los puntos críticos en los que los componentes se dañan con frecuencia durante la producción pueden aislarse y la microestructura se examina sistemáticamente como si se tratara de un microscopio virtual. De este modo, obtenemos información sobre formas de mejorar la cadena de procesamiento", dice Butz.
El laboratorio de prueba virtual es especialmente interesante para la industria de la construcción ligera porque se esfuerza por utilizar la menor cantidad de material posible, lo que en consecuencia está sujeto a altos niveles de estrés ". En general, nuestro desarrollo es emocionante para todos aquellos que requieren mucha precisióndatos de entrada para la simulación de procesos y el diseño de componentes, por ejemplo, fabricantes de componentes en las industrias automotriz y aeroespacial, o en la fabricación aditiva ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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