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http://ciateq.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1020/744| Simulación mediante método de elementos finitos para conformado de un perfil helicoidal cóncavo de chapa metálica | |
| Hugo Estrada Pimentel | |
| John Edison García Herrera VICTOR ALEJANDRO HUERTA TORRUCO ISAIAS EMMANUEL GARDUÑO OLVERA | |
| Acceso Abierto | |
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| Procesos tecnológicos Maquinaria para manejo de materiales Simulación CAE Springback Technological processes Material handling machinery | |
| En este estudio, se aborda la importante problemática relacionada con la precisa predicción del fenómeno de recuperación elástica (spring back, SB) durante el conformado de metales, especialmente en la aplicación de los transportadores helicoidales intercambiadores de calor. En este caso, los perfiles cóncavos se obtienen a partir de preforma y posterior conformado de un solo paso. El proceso de propuesto y presentado, evita el paso previo de preformado, mediante la implementación de herramientas menos robustos que permiten la deformación por secciones de la placa metálica hasta lograr el perfil helicoidal cóncavo completo. Esto resulta en una significativa reducción en la presión requerida para el proceso. La metodología utilizada se basa en la simulación computacional a través del software ANSYS Workbench, debido a su eficiencia en términos de tiempo y recursos económicos. Se realizó un análisis estático estructural para simular el conformado de un perfil de chapa de acero inoxidable 304 de ¼” (6.35 mm) de espesor, empleando los dos herramentales diseñados específicamente. Los resultados de la simulación numérica respaldaron la efectividad de la estrategia propuesta para el proceso conformado. Para corroborar los hallazgos teóricos, se llevaron a cabo pruebas físicas experimentales utilizando prototipos de las herramientas, midiendo el ángulo de doblez transversal de la pieza obtenida. Los resultados experimentales mostraron una pequeña diferencia en el ángulo de doblez que genera la cavidad de 0.5°, en comparación con el diseño en 3D del perfil y de 0.24° en comparación con el deformado en simulación. Este enfoque innovador no solo proporciona una solución efectiva para el conformado de perfiles helicoidales cóncavos, sino también destaca la relevancia de la simulación computacional como herramienta valiosa en la optimización de procesos de conformado de metales, especialmente cuando se busca minimizar el tiempo y los recursos invertidos en el desarrollo de herramientas y procesos. This study addresses the critical problem of accurately predicting the elastic recovery phenomenon (spring back, SB) during metal forming, especially in applying elliptical heat exchange conveyors. In this case, the concave profiles are obtained by performing and forming in a single step. The proposed and presented process avoids the previous step by implementing less robust tools that allow the deformation of the metal plate in sections until the complete concave helical profile is achieved. This results in a significant reduction in the pressure required for the process. Due to its time and economic resources efficiency, the methodology is based on computer simulation through ANSYS Workbench software. A structural static analysis was conducted using the two specifically designed tools to simulate forming the 304 stainless steel sheet with a ¼" (6.35 mm) thick profile. The numerical simulation results supported the effectiveness of the proposed strategy for the forming process. Experimental physical tests were conducted using the tools' prototypes to corroborate the theoretical findings, measuring the piece's transverse bending angle. The experimental results showed a slight difference in the bending angle generated by the cavity of 0.5°, compared to the 3D design of the profile, and 0.24° compared to the deformed one in simulation. This innovative approach provides an effective solution for forming concave helical profiles. It highlights the relevance of computational simulation as a valuable tool in optimizing metal-forming processes, especially when seeking to minimize the time and resources invested in developing tools and processes. | |
| CIATEQ, A.C. | |
| 2023 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
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| OTRAS | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Manufactura Avanzada |
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| EstradaPimentelHugo MMANAV 2023.pdf | Tesis de maestría en texto completo | 2.38 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |