Métodos temporales para determinar deformaciones límite en chapas metálicas

Abstract

El diagrama límite de conformado (DLC), ampliamente utilizado para caracterizar la formabilidad de chapas metálicas, se elabora midiendo deformaciones en la superficie de probetas ensayadas y determinando posteriormente un valor de deformación límite asociado al inicio de la estricción. Actualmente la medición de deformaciones se realiza mediante análisis de correlación de imágenes digitales (CID). El método tradicional para evaluar la deformación límite, dependiente de la posición, se adapta fácilmente a los datos obtenidos por CID pero no es aplicable a materiales con estricciones múltiples u otras formas de deformación inhomogénea. La disponibilidad de técnicas CID ha permitido el surgimiento de métodos dependientes del tiempo, basados en el análisis de la evolución temporal de las deformaciones para definir el inicio de la estricción. En este trabajo se comparan tres técnicas temporales propuestas recientemente para determinar la deformación límite: el método de control del espesor, el método del gradiente de deformaciones y el método de correlación de la aceleración. Para ello se realizaron ensayos de tracción uniaxial de chapa de acero inoxidable dúplex 2205 de 0,92 mm de espesor. Los resultados se comparan con los valores obtenidos mediante el método posicional estándar (norma ISO 12004-2). La dispersión hallada en los valores de deformación límite, atribuibles a la dificultad de fijar objetivamente los parámetros de cada método, muestra que aún restan aspectos a mejorar para disponer de una metodología precisa capaz de ser utilizada en forma general.

The forming limit diagram (FLD) –broadly used to characterize sheet-metal formability– is made by means of strain measurement over the surface of stretched samples and the subsequent determination of limit-strain values associated with the onset of necking. Currently, researchers can make strain measurements with digital image-correlation analysis (DIC). Data measured by DIC easily adapt to the traditional position-dependent method for evaluating limit strains, but this method is not applicable to materials that exhibit inhomogeneous deformation, like multiple necking. DIC analysis allows for the application of time-dependent methods, which are based on analysis of the temporal evolution of strains to define the onset of necking. This article compares three recently proposed time-dependent techniques for determining limit strains: a thickness-control method, the strain-control method and an acceleration-correlation method. For experimental purposes, duplex 2205 stainless-steel sheet, 0.92mm thick, was tested in uniaxial tension. The standard position-dependent method (ISO 12004-2) provides a reference for comparing results. We attribute differences in limit-strain values to the difficulty in objectively setting each method’s parameters. These differences show that there are still aspects of the temporal analyses that must be improved on before a precise and generalized methodology is available.