Plastic anisotropy and formability estimation in zinc sheets
| dc.contributor.advisor | Celentano, Diego J. | |
| dc.contributor.advisor | Signorelli, Javier | |
| dc.contributor.author | Alister Herdener, Francisco Javier | |
| dc.contributor.other | Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería | |
| dc.date.accessioned | 2021-11-12T15:15:43Z | |
| dc.date.available | 2021-11-12T15:15:43Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.description | Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021 | |
| dc.description.abstract | El comportamiento del zinc, a diferencia de otros metales HCP como el titanio y el magnesio ha sido escasamente cubierto en la literatura. Para la lámina de aleación de zinc Zn20 estudiada en este trabajo (hasta 0.08% de titanio, mínimo de 0.06% de cobre con balance de zinc; porcentaje en peso), la anisotropía se aprecia claramente en las curvas tensión-deformación y los coeficientes de Lankford. Además, se ha observado que esta aleación muestra una fuerte influencia de la tasa de deformación y la temperatura en su comportamiento plástico, observando cambios significativos en la respuesta con pequeñas variaciones de estos parámetros. Estas propiedades imponen una caracterización rigurosa y una adecuada selección del modelo constitutivo para representar el comportamiento del material en simulaciones de conformado. Esta investigación aborda la caracterización del comportamiento elastoviscoplástico y dependiente de la temperatura de la aleación Zn20 a través de una metodología que abarca caracterización experimental y modelado computacional. La caracterización incluye ensayos de tracción, compresión, corte y acopado hidráulico. Además, se realizaron pruebas de tracción con tres condiciones de tasa de deformación (0.002, 0.02 y 0.2 s -1 ) y temperatura (20, 60 y 80 °C). Para determinar el campo de deformación se utilizó el sistema de Correlación Digital de Imágenes o DIC en todos los experimentos. Los parámetros del modelo constitutivo, se obtienen con un procedimiento de calibración que considera las curvas de tensión-deformación en tracción y los coeficientes de Lankford. Además, se desarrollaron ensayos de compresión para análisis de asimetría. El modelado se basa en el criterio de fluencia de Cazacu-Plunket-Barlat 2006 (CPB-06), en su forma asociada, y la ley de endurecimiento de Swift o Johnson-Cook. Tanto la función de fluencia como de endurecimiento, son ajustadas exclusivamente a partir de datos experimentales de los ensayos de tracción y compresión. En base a esto, el comportamiento elastoplástico, cuasi estático, se llevó a cabo mediante la ley de Swift, mientras que la dependencia a la tasa de deformación y la temperatura fueron cubiertos con el modelo de endurecimiento de Johnson-Cook. Los resultados experimentales de todos los ensayos de tracción se compararon con los modelos analíticos obtenidos de la aplicación de CPB-06 con la ley de endurecimiento de Swift o Johnson-Cook. La simulación numérica, realizada con el método de elementos finitos (FEM), se utilizó para validar la calibración previa con los modelos de ensayos de corte y acopado hidráulico. Los resultados numéricos obtenidos muestran una buena descripción del comportamiento del material en los ensayos de corte y acopado hidráulico. Además, la evolución del campo de deformación en la prueba de acopado está adecuadamente representada por el modelo, independiente de la orientación de la muestra y la configuración de la máscara. Además, el resultado analítico muestra que el modelo constitutivo seleccionado puede representar la respuesta de la aleación en los ensayos de tracción para el comportamiento elastoviscoplástico y de temperatura. Así, finalmente, se concluye que la metodología propuesta proporciona un modelo robusto para describir la respuesta elastoplástica y dependiente de la tasa y la temperatura de láminas de Zn20 sujetas a diferentes condiciones de carga proporcional. | |
| dc.format.extent | 152 páginas | |
| dc.fuente.origen | Autoarchivo | |
| dc.identifier.doi | 10.7764/tesisUC/ING/62949 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/62949 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.uc.cl/handle/11534/62949 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería ; Celentano, Diego J. ; 0000-0002-7600-0619 ; 1005007 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería ; Signorelli, Javier ; S/I ; 0 | |
| dc.information.autoruc | Escuela de Ingeniería ; Alister Herdener, Francisco Javier ; S/I ; 181249 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.nota.acceso | Contenido completo | |
| dc.rights | acceso abierto | |
| dc.subject.ddc | 620.11233 | |
| dc.subject.dewey | Ingeniería | es_ES |
| dc.subject.other | Deformaciones (Mecánica) - Modelos matemáticos | es_ES |
| dc.subject.other | Deformaciones (Mecánica) - Simulación por Computadores | es_ES |
| dc.subject.other | Metales - Propiedades plásticas | es_ES |
| dc.title | Plastic anisotropy and formability estimation in zinc sheets | es_ES |
| dc.type | tesis doctoral | |
| sipa.codpersvinculados | 1005007 | |
| sipa.codpersvinculados | 181249 |