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Lavorazioni per deformazione plastica delle lamiere: caratterizzazione del materiale

La fattibilità di un particolare meccanico ottenuto tramite processi di sheet metalworking è legata al concetto di formabilità (formability), una proprietà di carattere complesso, che individua la criticità del processo di formatura di laminati. La scelta dei materiali è finalizzata ad ottimizzare i fattori che ritardano l'inizio della strizione o che ridistribuiscano l'incipiente strizione.
Una volta innescatasi la strizione, l'ulteriore deformazione produce un assottigliamento localizzato fino alla frattura. Un potente strumento di valutazione della formabilità ci viene fornito dalla Curva Limite di Formabilità (Forming Limit Curve) che esprime una relazione limite tra le deformazioni principali nel piano della lamiera, superata la quale subentrano fenomeni di rottura (curva limite a rottura) o fenomeni di strizione (curva limite a strizione) assolutamente indesiderati.
La valutazione della CLF viene generalmente effettuata per via sperimentalmente tramite i già citati test, tra i quali il più mirato è quello di Nakazima che verrà analizzato più avanti. La realizzazione di tali test richiede un notevole dispendio di risorse, nonché l’utilizzo di tecniche sofisticate di analisi e misura delle deformazioni, per cui la determinazione delle CLF resta generalmente confinata all’ambiente di laboratorio.
I notevoli sviluppi nel campo dei metodi numerici, ed in particolare quelli basati sugli elementi finiti, hanno suggerito la possibilità di simulare i test di formabilità per via numerica fine di ottenere una drastica riduzione delle attrezzature e dei tempi necessari per ottenere una valutazione operativa della formabilità. In questo modo, la valutazione della CLF sarebbe molto più diretta ed immediata, pertanto applicabile anche a realtà in cui non fossero disponibili tutte le attrezzature necessarie alla realizzazione dei test sperimentali. Naturalmente, questo approccio per essere valutato necessita di una fase preliminare di sperimentazione.

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1 Introduzione Per i bassi costi della produzione di massa di lamiere di elevata qualità, lo Sheet metal forming ha raggiunto una posizione preminente nei processi di manufacturing. La tendenza, come è ovvio, è quella di ottenere dai processi pezzi finiti con ottime caratteristiche di qualità unitamente ad una riduzione degli scarti per rottura o difettosità superficiale o per il superamento dei limiti imposti dalle tolleranze geometriche. Sono molte le leghe adatte a subire operazioni di sheet-metalworking. Naturalmente le proprietà principali che queste devono possedere sono profondamente diverse da quelle richieste ai metalli utilizzati in operazioni di deformazione massiva, sia perché la deformazione ora presa in considerazione è di trazione piuttosto che di compressione, sia perché le parti in lamiera sono prevalentemente parti "a vista", quindi la loro finitura deve essere di ottima qualità. E’ quindi necessario avere dei criteri di caratterizzazione delle lamiere metalliche che vadano al di là della semplice caratterizzazione meccanica (curve di flusso, durezza, ecc...) ed entrino nel merito del processo di formatura. Esistono in tale campo dei test standard e non, atti a definire e valutare la formabilità delle lamiere (test di Erichsen, Nakazima, Swift, Fukui ecc...). La sopravvivenza di un pezzo in un processo di deformazione massiva (es.: forgiatura) può essere descritto tramite il concetto di lavorabilità (workability) che

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Michele De Cosmo Contatta »

Composta da 224 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.