Developement of an entropy-based ductile damage model for low-carbon steel (2022)
Las operaciones de mecanizado son procesos complejos donde fenómenos termomecánicos se acoplan en la interacción entre la pieza de trabajo y la herramienta de corte. Modelar y entender la interacción entre los parámetros del proceso, las propiedades del material y los resultados del mecanizado pueden ayudar a encontrar puntos de operación óptimos que reduzcan tiempos y costos de producción, incrementen la vida útil de las herramientas, y generen mejores acabados superficiales. Usando simulaciones de elementos finitos, los fenómenos físicos involucrados en el mecanizado se pueden acoplar en un modelo computacional que puede ayudar a optimizar el proceso. En este proyecto, se implementó una simulación de elementos finitos de un proceso de mecanizado ortogonal de un acero de bajo contenido de carbono, basándose en un modelo previamente usado con éxito para simular corte de Al-6063. La simulación emplea el modelo constitutivo Johnson-Cook para predecir comportamiento plástico y un modelo de daño continuo basado en la entropía que predice el proceso de degradación del material. Ensayos cuasiestáticos y de impacto con martillo se realizaron y acompañaron con simulaciones de elementos finitos de los mismos montajes para obtener los parámetros del modelo constitutivo. Fuerzas de corte y espesor de viruta medidas experimentalmente se compararon con resultados obtenidos de la simulación de elementos finitos.