EoW May 2011

artículo técnico

forma. Queda claro que el resultado del análisis FEM concuerda con el resultado experimental. Como se puede ver en la Figura 10 , la grieta ha sido eliminada porque el lado AB está empujado hacia arriba en el alambre; sin embargo, el lado BC de la grieta está inclinado de manera que sobresale por encima del lado AB, formando una grieta por superposición de material (defecto). Se ha repetido el trefilado en tres pasadas de un alambre de partida con una grieta superficial en el experimento y en el análisis FEM. La Figura 10 muestra el comportamiento de deformación de la grieta observado. 4.2 Análisis FEM del comportamiento de deformación de la grieta en forma de U durante varios trefilados Sucesivamente, se ha modelado un alambre con una grieta en forma U y se ha analizado de la misma manera el proceso de trefilado mediante el análisis por elementos finitos (FEM). La Figura 11 muestra algunos ejemplos del comportamiento de deformación de la grietas de alambres de 10mm de diámetro con una grieta de anchura (a)=0,73mm y profundidad (h)=0,10mm (1%), y con una grieta de a=0,73mm y h=0,60mm (6%) durante varios trefilados con a=6° y R/ P=20%. Como se puede ver en la Figura 11 , en la situación I, el fondo de la grieta sube durante el trefilado repetido y, por lo tanto, la grieta superficial es eliminada después de la primera pasada. En cambio, en la situación II, con una profundidad mayor, el lado derecho de la grieta es inclinado de manera que sobresale por encima del lado izquierdo y forma una grieta por superposición de material (defecto), lo que indica que la grieta no puede ser eliminada mediante trefilado. Además, en el alambre se desarrolla una grieta profunda, pero parece pequeña. En conclusión, el comportamiento de la grieta en forma de U durante el trefilado depende de la profundidad (h). Se han comparado los resultados de grietas cóncavas y en forma de U. A partir de la grieta cóncava se forma un defecto por superposición de material donde la profundidad (h) no es un factor determinante. En cambio, en el caso de la grieta en forma de U la profundidad (h) sí lo es; es decir, que una grieta poco profunda (h) puede ser eliminada, pero una grieta con profundidad (h) mayor no desaparece.

Experimento

Análisis

Alambre de partida

1 Pasadas

Dirección del trefilado

2 Pasadas

3 Pasadas

Figura 10 : Modificaciones de la grieta después de cada pasada de trefilado en el experimento y en el análisis

Distribución de la tensión residual en la dirección del eje X

a) Alambre de partida

b) 1 Pasada

c) Forma en U

Dirección de trefilado

a) Alambre de partida

b) 1 Pasada

▲ ▲ Figura 11 : Comportamiento de deformación de una grieta en forma de U durante el trefilado

c) 2 Pasadas

d) 3 Pasadas

▼ ▼ Tabla 3 : Parámetros de la grieta

Parámetros de la grieta

Grietas en forma de V, cóncavas y en forma de U 0.10, 0.35, 0.60, 1.0mm 0.73, 0.93, 1.15, 1.40mm

Parámetro de la forma

Profundidad (h)

Anchura (a) Ángulo (θ)

60º, 70º, 80º, 90º, 100º, 110º, 120º

Dirección

Dirección circunferencial Condiciones del material para el alambre

Material

SUS304 206GPa

Módulo de Young

Diámetro

10mm, 8mm α =6º, R/P=20%

Ángulo mitad de la hilera, reducción

Coeficiente de rozamiento

0.05μm

100

EuroWire – Mayo de 2011