Anexo IV. Guión de prácticas propuesto

Transcripción

1 Anexo IV Guión de prácticas propuesto 159

2 160 Anexo IV Espacio reservado para cabecera estandarizada por el Departamento (Nombre del Departamento, asignatura, curso actual, nombre y apellido del grupo de alumnos, fecha, etc.) Objetivo: La práctica consiste en la realización grupal de una serie de ensayos de conformado de chapa con la máquina de Ensayos Erichsen (Figuras 1 y ). Su evaluación se basa en la correcta resolución de las cuestiones que hay al final de este guión. Al finalizar deberá ser entregado un ejemplar con todas las soluciones al profesor. La sesión se divide en partes: 1.- Ensayos con probetas de ancho variable para la obtención aproximada de la parte positiva de un Diagrama Límite de Conformado (DLC) con dos materiales: Aluminio 04-T3 [espesor 1,6 mm] y Acero Dulce [espesor 1, mm] aplicando el Circle Grid Analysis (CGA). No es necesario medir el Índice Erichsen en esta parte.,- Ensayos suplementarios con otras probetas de diferentes materiales para determinar sus propiedades y otras características del ensayo Erichsen. Fig. 1: Sección transversal de la máquina de ensayos Erichsen del taller. Fig. : Detalle de la sección de los elementos sensibles de conformado

3 Anexo IV 161 Consejos: Etapas del ensayo de una probeta. 1. Limpiar los elementos sensibles con Quickleen y papel.. Elegir la cara de ensayo (la que está en mejor estado). 3. Timbrar la probeta con el sello escogido (Figura 3) No tocar la malla. 4. Aplicar la lubricación en la zona central de la cara de ensayo: vaselina y teflón. 5. Ajustar la posición del espejo según la altura del operario. 6. Conectar el sistema de iluminación. 7. Colocar la chapa en posición de cogida (Figura 4) 8. Ajustar el "cero" de los diales si se va a medir el Índice Erichsen 9. Liberar el eje exterior del husillo. (desconexión) 10. Deformación hasta observar el defecto (estricción o fractura dúctil). No avanzar más una vez observado. 11. Retroceso del punzón y conexión del eje exterior con el husillo. 1. Conectar el eje exterior con el husillo. 13. Liberación de la probeta. No tocar la malla. 14. Limpieza de la cara de ensayo y medición de los diámetros principales de 4 círculos de la probeta. 15. Cálculo de las deformaciones ε1 y ε de cada círculo. 16. Repetir para el resto de probetas del mismo material Representación del DLC para un material: 1. Representación de la nube de puntos para cada probeta (total 1 puntos).. Calcular la media de las deformaciones obtenidas para cada probeta. 3. Representación de la media de cada probeta (total 4 puntos). 4. Cálculo y representación de la recta de regresión lineal de las 4 medias (sobre 4 puntos) (Figura 5). Rotulación: Aplicar poca presión sobre el tampón. Apoyar el sello sobre la probeta y aplicar presion elevada de manera uniforme en todas las secciones, especialmente en el centro. Medición: Coger la chapa por las aristas o apoyarla en una superficie. No tocar la malla. Apoyar la punta de las mordazas sobre la chapa sin rayar las elipses (Fig. 6). Escoger los círculos cerrados más cercanos a la grieta por encima de ella (polo de la copa) (Figura 7).

4 16 Anexo IV Figura 3: Los tipos de sellos disponibles y el diámetro inicial de los círculos. Figura 4: Cogida incorrecta de la chapa (los ejes de simetría de la probeta y de matrizprensachapa deben coincidir). Figura 5: Ejemplo de regresión para una probeta. Figura 6: Forma de apoyar el pie de rey sobre la copa Figura 7: Círculos apropiados para tomar medidas y direcciones principales estimadas.

5 Anexo IV 163 Cuestiones Diagrama Acero Dulce: Ensayar las 3 probetas de Acero Dulce (80x80, 80x60 y 80x50 mm) con la rejilla de círculos seleccionada, medir los diámetros de las direcciones principales de los 4 círculos más representativos, calcular sus deformaciones (ε1 y ε ), la media de las mismas (un punto para cada probeta) y la recta de regresión lineal de la media (anotar los resultados en la última hoja). Representar todas las deformaciones ε1 y ε, las medias (con diferente color) y la recta de regresión lineal en papel milimetrado (última hoja). Se cubre el rango de deformaciones de la parte positiva del diagrama? Observa la geometría de las aristas de la probeta tras el ensayo. Se ha solicitado material para la deformación a lo largo? Y a lo ancho? A qué crees que se debe? Que podría suceder si se ensayan probetas de largo 60 en lugar de 80? A la vista de la regresión, y suponiendo que la ley de comportamiento es isótropa parabólica podrías deducir cuál es el coeficiente de endurecimiento por deformación (n) del Acero Dulce? Piensas que las medidas tomadas con el pie de rey son en verdadera magnitud o están sobredimensionadas - infradimensionadas? Por qué? Es el Diagrama representado una herramienta segura?

6 164 Anexo IV Cuestiones Diagrama AA04: Ensayar las 3 probetas de AA04 (60x60, 60x50 y 60x35 mm) con la rejilla de círculos seleccionada, medir los diámetros de las direcciones principales de los 4 círculos más representativos, calcular sus deformaciones (ε1 y ε ), la media de las mismas (un punto para cada probeta) y la recta de regresión lineal de la media (anotar los resultados en la última hoja). Representar todas las deformaciones ε1 y ε, las medias (con diferente color) y la recta de regresión lineal en papel milimetrado (última hoja). Se cubre el rango de deformaciones de la parte positiva del diagrama? Por qué es importante caracterizar las zonas cercanas a ε = 0? Qué ensayo o herramienta utilizarías para alcanzar las zonas de ε = 0? Observa la geometría de las aristas de la probeta tras el ensayo. Se ha solicitado material para la deformación a lo largo? Y a lo ancho? Qué podría suceder si se ensayan probetas de largo 80 en lugar de 60? Se fabrica una pieza para el fuselaje de un avión por conformado de chapa y se marca previamente con una rejilla de círculos. La lámina original es de AA04-T3 y 1,6 mm de espesor. Las deformaciones de los puntos más críticos son: ε1 = 0,0 y ε =0,0 ε1 = 0,10 y ε =0,30 Es la fabricación de esta pieza segura? Existe algún tipo de mejora o solución?

7 Anexo IV 165 Cuestiones ensayos generales: Ensaya las probetas cuadradas de AA7075 (sin aplicar los círculos) pero una de ellas sin aplicar la lubricación (seca el punzón, la matriz y el prensa-chapa antes del ensayo) y anota el Índice Erichsen de cada una. Son diferentes los avances? Cuál es la razón? Existe alguna anomalía en el estado final de las chapa aparte de la estricción o fractura dúctil? Puede considerarse un defecto previo? Ensaya la probeta de AA04 de 60x30 mm (sin aplicar los círculos) intentando realizar la cogida lo más centrada posible. Qué sucede? A qué puede ser debido? Ensaya la probeta de AA04 de 60x10 mm (sin aplicar los círculos) intentando realizar la cogida lo más centrada posible. Qué sucede? A qué puede ser debido?

8 166 Anexo IV Otras cuestiones: Qué material parece ser mas dúctil, el Acero Dulce o el AA04? Por qué? Se puede corroborar la respuesta solo con los ensayos realizados en el Taller? Cómo afecta el tamaño del círculo del método de la rejilla a los resultados finales del DLC? Y el espesor de la chapa? Es posible calcular el espesor final de una chapa en la zona cercana al defecto de manera analítica? Si la respuesta es afirmativa, indique el procedimiento y calcule el espesor de una de las 6 chapas de los ensayos de DLC. [...]

9 Anexo IV 167 Para la anotación de datos: Acero Dulce; 1, mm Probeta 80 x x x 50 Número círculo # # # d 0 d1 d ε1 ε εmedia1 εmedia ax+b Probeta 60 x x x 35 Número círculo # # # AA04-T3; 1,6 mm d 0 d1 d ε1 ε εmedia1 εmedia ax+b

10 168 Anexo IV Para la representación de los DLC ε ln d d = ε ln d d 0 = a = ( ε 1 ) ( ε ) ( ε ) ( ε 1ε ) n ( ε ) ( ε ) b = n ( ε 1ε ) ( ε ) ( ε 1 ) n ( ε ) ( ε )