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Ingeniare. Revista chilena de ingeniería

versión On-line ISSN 0718-3305

Ingeniare. Rev. chil. ing. v.16 n.1 Arica jun. 2008

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-33052008000100008 

 

Ingeniare. Revista chilena de ingeniería, vol. 16 No 1, 2008, pp. 188-194

ARTÍCULOS

SIMULACIÓN EXPERIMENTAL Y NUMÉRICA DE UN PROCESO DE TREFILADO HÚMEDO DE UN ALAMBRE DE ACERO AL CARBONO

 EXPERIMENTAL AND NUMERICAL SIMULATION OF THE DAMP WIRE DRAWING PROCESS OF A CARBON STEEL

 Ennio L. Rojas1        Diego J. Celentano2        Alfredo A. Artigas3        Alberto G. Monsalve3


1 Departamento de Ingeniería Mecánica. Universidad de La Serena. Benavente 980. La Serena, Chile.
2 Departamento de Ingeniería Mecánica y Metalúrgica. Pontificia Universidad Católica de Chile. Av. V. Mackenna 4860. Santiago, Chile. E-mail: dcelenta@usach.cl
3 Departamento de Ingeniería Metalúrgica. Universidad de Santiago de Chile. Av. Bdo. O‘Higgins 3363. Santiago, Chile. E-mail: amonsalv@usach.cl


 

RESUMEN

En este trabajo se presenta un análisis experimental y numérico para la descripción del comportamiento mecánico de un alambre de acero al carbono durante un proceso industrial de trefilado húmedo. En primer lugar, se hizo una campaña experimental de mediciones de fuerza de trefilado de las doce reducciones presentes en el proceso. En segundo lugar, se llevaron a cabo ensayos de tracción con objeto de caracterizar el comportamiento mecánico del material en cada etapa de reducción. En estos ensayos se obtuvieron curvas de tensión-deformación que, en conjunto a las respuestas calculadas a partir de la simulación de los ensayos, permitieron derivar la evolución de los parámetros elásticos y plásticos característicos del material a medida que se reduce su diámetro. De dicha evolución se constató el gran endurecimiento que experimenta el material durante el proceso el que, a su vez, condiciona fuertemente su trefilabilidad. Las simulaciones se realizaron por medio de un modelo elastoplástico de grandes deformaciones implementado en un programa de cálculo preexistente, basado en el método de elementos finitos, denominado VULCAN. Luego, los parámetros del material obtenidos en los ensayos de tracción fueron considerados en la simulación del proceso de deformación que ocurre durante el paso del alambre a través de los dados. Los resultados de la simulación se consideran aceptables y representativos del comportamiento del alambre en el proceso.

Palabras clave: Trefilado de alambres, caracterización experimental, modelación elasto-plástica, simulación numérica.


ABSTRACT

This paper presents an experimental and numerical analysis for the description of the mechanical behaviour of a carbon steel wire during an industrial process of damp drawing. Firstly, an experimental procedure aimed at measuring wire drawing forces in the twelve reductions present in the process was performed. Secondly, tensile tests were carried out in order to characterize the mechanical behavior of the material for each reduction step. The resulting stress-strain curves together with the computed responses obtained from the simulation of such tests allowed to derive the evolution of the representative elastic and plastic material parameters. This parameter evolution clearly reflected the relevant amount of hardening experienced by the material which, in turn, imposes restrictions over the drawing operation. The numerical simulations were conducted via a large strain elasto-plasticity model implemented in an existing finite element-based code called VULCAN. The material parameters obtained in the tensile tests were considered as data for the modeling of the entire wire drawing sequences. The computed results are considered as reasonable and representative of the material response during the deforming process.

Keywords: Wire drawing, experimental characterization, elasto-plastic modeling, numerical simulation.


AGRADECIMIENTOS

Los autores desean expresar su agradecimiento a la empresa Indura Solcon por su colaboración en este trabajo y el soporte brindado por CONICYT (Proyecto Fondecyt 1060139).

 

REFERENCIAS

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Recibido el 21 de marzo de 2006, aceptado el 5 de noviembre de 2007

 

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