Simulação numérica do forjamento multidirecional por MEF : avaliação dos efeitos da amplitude de deformação em um ciclo de processamento.

Abstract

O presente trabalho aborda a análise numérica da heterogeneidade de deformação no forjamento multidirecional (MDF) para o cobre eletrolítico (99,8%), um tema de grande relevância na engenharia de materiais, que busca superar o desafio de obter microestruturas refinadas e homogêneas por meio de processos de deformação plástica severa (SPD). O estudo avaliou o comportamento mecânico do cobre submetido ao MDF confinado, variando-se a amplitude de deformação por passe. Para isso, foi desenvolvida uma simulação numérica do processo utilizando o método dos elementos finitos (MEF), por meio do software QForm, a fim de prever a distribuição de deformação em cada etapa do processamento mecânico. A análise numérica de duas amplitudes distintas de deformação (Δε ~ 0,075 e Δε ~ 0,5), em um ciclo de MDF, foi fundamental para compreender como se estabelece a relação entre a homogeneidade de deformação e a intensidade dos esforços mecânicos em cada etapa do processamento. Essa abordagem permitiu avaliar as particularidades de cada condição de processamento e contribuiu para uma compreensão mais aprofundada do comportamento do material sob diferentes caminhos de deformação. A pesquisa confirmou a heterogeneidade de deformação como uma característica inerente ao processo, evidenciada pela distribuição não uniforme de propriedades ao longo da amostra, considerando um ciclo de processamento em ambas as condições. O mapa de distribuição de deformação ao final do ciclo apresentou distribuições de tensão distintas para as duas condições, com maior concentração na região central da amostra. Esse comportamento indicou que, sob a condição de menor amplitude de deformação, o material tende a apresentar uma distribuição mais homogênea e gradual de tensões, enquanto, na condição de maior amplitude, observa-se uma distribuição mais intensa e heterogênea ao longo do ciclo de processamento. Os resultados da simulação corroboraram os dados experimentais reportados na literatura para a validação do modelo e confirmaram a consistência dos padrões de deformação e tensão observados.