2026-04-13T13:22:40Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:2117/4449752025-11-08T13:17:55Zcom_2072_1033col_2072_452951

Simulació numèrica del procés d’estampació en fred d’una xapa metàl·lica amb criteri de fallida i considerant el spring-back Estruch Isern, Bernat Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials Materials science Estampació en fred LS-DYNA Spring-back Conformabilitat Ciència dels materials En el present Treball de Fi de Grau s’ha realitzat un estudi de la primera etapa del procés d’estampació en fred d’un disc d’acer d’una roda de cotxe, utilitzant el programa de simulació numèrica LS-DYNA. L’estudi parteix d’un model base amb xapa d’acer DP600 de 4 mm de gruix. A partir d’aquí, s’ha analitzat la possibilitat de reduir el pes de la llanta mitjançant la disminució del gruix, combinada amb l’ús de materials d’alta resistència mecànica. S’han realitzat dues simulacions addicionals: una amb acer DP800 i 3 mm de gruix, i una altra amb DP1000 i 2 mm de gruix. Per a cada material s’ha inclòs el criteri de fallida, incorporant els corresponents diagrames FLD, amb l’objectiu d’analitzar detalladament les zones de la preforma amb major risc de fractura dúctil. Per tal de tenir en compte la recuperació elàstica del material, en cada simulació s’ha considerat l’efecte del springback, ja que, un cop finalitzat el procés d’estampació, la peça tendeix a tornar parcialment a la seva forma original. Aquest fenomen pot provocar que la peça no assoleixi la geometria desitjada, generant errors dimensionals, problemes d’ajust en el muntatge i dificultats en processos posteriors com la soldadura o l’estampació. Finalment, per validar els resultats obtinguts en la reducció de pes i el canvi de material, s’ha dut a terme una simulació del comportament mecànic de la llanta amb el programa CATIA V5R21, en què s’analitza la resposta estructural davant del moment de flexió que experimenta la roda. S’han utilitzat els materials i gruixos corresponents per valorar la viabilitat de la proposta de reducció de pes. In this Final Degree Project, a study has been carried out on the first stage of the cold stamping process of a steel disc for a car wheel, using the numerical simulation software LS-DYNA. The study begins with a base model made of DP600 steel sheet with a thickness of 4 mm. From this point, the possibility of reducing the weight of the wheel has been analysed by decreasing its thickness and simultaneously increasing its mechanical strength through a change of material. Two additional simulations were performed: one using DP800 steel with a 3 mm sheet thickness, and another with DP1000 steel and a 2 mm thickness. Each simulation included a failure criterion, by incorporating the respective FLD (Forming Limit Diagram) for each material, in order to accurately identify the areas of the preform with the highest risk of ductile fracture. To account for elastic recovery, the effect of springback was considered in each simulation. After the stamping process, the preform tends to partially return to its original shape, which may result in deviations from the intended geometry. This can lead to dimensional inaccuracies, assembly misfits, and complications in subsequent processes such as welding or further stamping. Finally, to validate the results regarding the weight reduction and the use of higher-strength materials, a mechanical behaviour study of the wheel was carried out using CATIA V5R21. The simulation replicates the bending moment to which the car wheel is subjected, using the appropriate materials and thicknesses to assess the feasibility of the proposed weight reduction. Simulación del proceso de estampación en frío de una chapa metálica con criterio de fallo y considerando el spring-back mediante el programa LS-DYNA, con una reducción del peso de la llanta combinada con el cambio a un material más resistente, validada mediante el análisis del comportamiento mecánico de la pieza con una simulación en el programa Catia V5R21. 2025-11-08T13:17:55Z 2025-11-08T13:17:55Z 2025-11-08T13:17:55Z 2025-10-14 Bachelor thesis http://hdl.handle.net/2117/444975 Open Access Universitat Politècnica de Catalunya