Análisis Numérico de la Laminación Plana en Frío del Aluminio AA3004

R. A. Ortiz, C. Vallellano y F. J. García-Lomas
Departamento de Ingeniería Mecánica y de los MaterialesEscuela Superior de Ingenieros, Universidad de SevillaCamino de los Descubrimientos, s/n, 41092 Sevilla, SpainTfno.: 954 48 73 11; e-mail: carpofor@us.es01/12/2002

1. Introducción

El presente trabajo presenta un estudio del proceso de laminación plana en frío del Aluminio AA3004, centrado en el caso particular en el que se trabaja con valores de y fricción elevada. El parámetro fue definido por Li y Kobayashi [1] como , siendo el radio de los rodillos y el espesor inicial del material.

Los citados autores pusieron de manifiesto que, para , la distribución de presiones en la zona de contacto presenta dos máximos bien definidos a diferencia un único pico como es habitual. En este trabajo se analiza la evolución de las tensiones en el contacto en tales situaciones, así como las distribuciones de tensiones residuales que aparecen en el producto laminado con diferentes reducciones de espesor.

2. Simulación Numérica

Para dicho estudio se realiza un modelo de elementos finitos 2D en deformación plana del proceso de laminación. Se emplea el paquete comercial ABAQUS. El análisis termo-mecánico realizado considera, entre otros elementos, un comportamiento elasto-plástico con endurecimiento isotrópico para el Aluminio, fricción, generación de calor por deformación plástica y fricción e intercambio de calor entre los rodillos y el material de trabajo.

3. Resultados y Discusión

Previa validación del modelo con resultados experimentales existentes en la literatura, se han obtenido los estados tenso-deformacional y térmico en régimen estacionario durante el proceso de laminación.

Figura 1. Def. Plástica Equivalente. (40%)

Figura 2. Tensiones residuales vs. reducción.

Finalmente se obtienen y discuten las distribuciones de tensión en el contacto, la situación del punto neutro y la evolución de las tensiones residuales (Figura 2) empleando diferentes reducciones.

4. Conclusiones

Las conclusiones obtenidas se encaminan hacia evaluar la aplicabilidad o no de los análisis clásicos de laminación al tipo de situaciones analizadas en este trabajo.