Estudio de la recuperación elástica (springback) en el ensayo de plegado de aceros utilizados en la industria automotriz

Abstract

El sector de Calidad de Producto de Ternium Siderar centraliza todo lo referido al desarrollo/homologación de productos y especificaciones técnicas, recibiendo las propuestas y comentarios de sus clientes para evolucionar conjuntamente con el mercado. Es a partir de inquietudes de diferentes terminales automotrices y estampadoras que se plantea la necesidad de analizar el fenómeno de springback en chapa laminada en frío, barriendo un amplio intervalo de calidades y espesores, con el propósito de conocer y predecir de manera segura la recuperación elástica en el plegado de los principales materiales producidos para la industria automotriz. Además de una caracterización de la gama de productos más comunes en el mercado de acero para automóviles, se presenta la oportunidad de generar herramientas fundamentales para el estudio de la recuperación elástica. Se constata que, tanto en proveedores de acero como en estampadoras y terminales automotrices, no se cuenta con ensayos de aplicación práctica para medir el fenómeno, y tampoco se conocen comúnmente los métodos teóricos para estimarlo. En el presente trabajo se realiza la construcción de un aparato apto para medición en Planta de la recuperación elástica de chapas luego del plegado al aire de 180°. Además se plantean soluciones teóricas y de simulación numérica para predecir el comportamiento de materiales alto resistenciales y embutibles. Los valores obtenidos mediante simulación numérica ajustaron mejor a los valores experimentales que las ecuaciones teóricas. A su vez, las ecuaciones teóricas que tienen en cuenta la ley de la potencia, también ajustaron de manera satisfactoria los valores experimentales para relaciones altas de tensión de fluencia / espesor. Los resultados obtenidos con una ecuación que modela el fenómeno de springback considerando un material con endurecimiento según la Ley de la potencia para todo el rango de deformaciones, tienen la precisión suficiente para predecir de manera correcta el fenómeno de recuperación elástica en el ensayo de plegado de 180° de chapas metálicas. Considerando la estructura simple y la facilidad de obtención de los datos de entrada para dicha ecuación, se puede tomar este modelo teórico como la herramienta más sencilla, económica y directa para la predicción del fenómeno de springback. La simulación numérica es una herramienta más completa y versátil, de la cual pueden obtenerse más datos, en comparación a las ecuaciones teóricas. Pero para este análisis en particular, su uso (que implica el ingreso de gran cantidad de información como datos de entrada y altos tiempos de procesamiento) puede ser justificable cuando se requiere un análisis más profundo o de desarrollo de materiales.