Resumen de Stretch and shrink flanging of AA2024-T3 sheet by single point incremental forming
- español
El rebordeado de ancos es un proceso de conformado de chapa ampliamente usado en industrias como la aeron autica o la automobilistica para la fabricaci on de componentes estructurales de chapa delgada. Este tipo de proceso se suele realizar sobre metal, normalmente aplicando presion a trav es de una almohadilla de goma o directamente usando una matriz y un punz on met alicos. Estos dos m etodos tienen la ventaja de ser r apidos y rentables en la fabricaci on de grandes lotes. Sin embargo, son cada vez m as los trabajos que estudian el uso de procesos no convencionales, como el conformado incremental monopunto o SPIF (por sus siglas en ingl es), en aplicaciones tales como el rebordeado de agujeros, aprovechando as la exibilidad y el ahorro de utillaje que proporciona esta t ecnica. En este contexto, esta tesis presenta un estudio sobre el conformado incremental monopunto aplicado al rebordeado de ancos abiertos de AA2024-T3 para geometr as c oncavas y convexas. Este trabajo se centra en la evaluaci on de la conformabilidad en el diagrama l mite de conformado (FLD), teniendo en cuenta di erentes par ametros tales como el radio principal del anco, la velocidad de giro de la herramienta o el tama~no de la misma. As mismo, se han obtenido las ventanas de proceso para las dos geometr as propuestas, analizando las caracter sticas de los diferentes modos de fallo. Adem as, se ha usado un modelo num erico junto con un marco te orico basados en el criterio de plasticidad de Barlat 89 para analizar la conformabilidad de los ancos c oncavos en el espacio de la triaxialidad, mostrando que este enfoque puede ser m as adecuado para la predicci on del fallo que el basado en el analysis de deformaciones en el FLD. Por otro lado, se ha realizado un an alisis geom etrico de los ancos convexos, evaluando los efectos de la recuperaci on el astica en ancos exitosos y fallidos. Finalmente, se ha propuesto para este tipo de ancos un nuevo enfoque basado en la predicci on del fallo mediante el an alisis de las tensiones de compresi on. En este sentido, los resultados muestran que existe un l mite de compresi on en t erminos de tensiones a partir del cual este tipo de ancos falla por arrugamiento.
- English
Flanging is a forming process widely used to increase the sti ness of sheet parts in industrial applications such as the production of aircraft and automobile components. Flanges are usually formed by rubber forming or using a punch and a die, as these processes are fast and economical for producing a large number of parts. However, there is increasing interest in the manufacturing of anges using nonconventional processes, such as single point incremental forming (SPIF), that allow cost savings due to their exibility and low tooling. This thesis studies the manufacturing of open stretch and shrink anges of AA2024-T3 sheets by SPIF for a wide range of process parameters, including the ange principal radius, spindle speed and tool diameter. In this context, an experimental campaign was performed for each type of ange, classifying the principal modes of failure in the sheet and assessing its formability within the forming limit diagram (FLD). For stretch anging, FE modelling in combination with a theoretical framework based on Barlat's 89 anisotropic yield criterion was used to evaluate the formability in the stress triaxiality space. The fracture forming limit (FFL) obtained for proportional loading and the evolution of the anges were compared in the average stress triaxiality versus equivalent strain space, showing that this space might be the most appropriate for making failure predictions in SPIF. A geometry analysis of shrink anges obtained by SPIF was carried out to evaluate their formability in terms of their tendency to develop wrinkling. The elastic recovery in successful and failed is also studied. Finally, a new approach based on the analysis of compression stresses was proposed to predict the onset of failure in this type of ange. In this regard, it was shown that there exists a stress limit at which the anges analysed fail by wrinkling.
