Paper

CONGRESO CONAMET/SAM 2004

SIMULACION DEL PROCESO DE EMBUTICION DE UNA TAPA
EMBRAGUE DE UNA LAVADORA SEMIAUTOMATICA
Carlos P. Garrido(1), Diego J. Celentano(2) , José A. Castillo(1), José M. Guerra(1)
(1)

Universidad de La Serena, Departamento de Ingeniería Mecánica,
Benavente 980, La Serena, Chile. cgarrido@userena.cl, jguerra@hotmail.com, jcastillo@userena.cl
(2)

Universidad deSantiago de Chile, Departamento de Ingeniería Mecánica,
Av. Bdo. O’Higgins 3363, Santiago, Chile, dcelenta@lauca.usach.cl

RESUMEN
En este trabajo se presenta el análisis del proceso de embutición profunda de un componente de una lavadora
semiautomática de uso doméstico, específicamente la tapa embrague del sistema de transmisión. Se realiza la
simulación numérica basada en el método deelementos finitos y los resultados son comparados con valores
obtenidos experimentalmente. El elemento finito empleado en el modelo numérico, que corresponde a un
triángulo de tres nodos con nueve grados de libertad para los desplazamientos, describe el efecto flexional por
medio de un esquema de tipo “patch” que incluye al propio elemento y a los tres adyacentes y que considera sólo
los grados delibertad de desplazamientos, basado en la teoría de láminas clásica para el análisis mecánico (sin
deformaciones transversales de corte). El elemento contempla tratamiento de grandes deformaciones
elastoplásticas y el comportamiento del material está basado en un modelo hiperelástico. El código utilizado en
este trabajo realiza la integración explícita de las ecuaciones de movimiento a través deun modelo dinámico. Se
considera además el problema de contacto friccional entre las herramientas y el punzón. Los resultados que se
obtienen del modelo numérico corresponden a desplazamientos, esfuerzos, deformaciones y a partir de la
comparación con valores experimentales, se puede concluir que los resultados son satisfactorios.
PALABRAS CLAVES: Conformado, grandes deformaciones, elementosfinitos

1. INTRODUCCION
En nuestro diario vivir utilizamos muchos productos
metálicos que son fabricados
por procesos de
conformado a partir de una lámina metálicas. Ejemplo
de ello son la industria automotriz, de
electrodomésticos, de envasado de alimentos, etc. En
los procesos reales de embutición profunda están
involucrados geometrías y/o formas complejas, razón
por la cual, lasecuaciones analíticas simplificadas no
son en general muy prácticas para conocer y
eventualmente, optimizar un proceso industrial. La
diversidad de formas y alto grado de sofisticación que
se encuentra en dichas
piezas industriales,
particularmente de acero, se debe a los modernos
procedimientos en los procesos de fabricación y las
nuevas metodologías de diseño, particularmente de
cálculo ysimulación numérica.
Uno de los enfoques más utilizados de simulación
numérica, en procesos de embutición, consiste en la
aplicación del método de elementos finitos bajo

concepto de la teoría de láminas, que involucra
grandes dificultades físicas y matemáticas [1]. Estas
dificultades provienen de los comportamientos
integrados de flexión y membrana, de los grandes
desplazamientos yrotaciones presentes en dicho
proceso, de las grandes deformaciones elastoplásticas
y, además, de las condiciones de contorno variables
durante el embutido debidas especialmente al
fenómeno de contacto y rozamiento que tiene lugar
entre las distintas herramientas y la lámina (contactos
punzón–lámina, lámina–matriz y pisador–lámina).
Estas herramientas están sometidas a variadas
tensiones duranteel proceso. Sin embargo, es común
en las simulaciones considerarlas indeformables [1-2].
En este contexto es que se enmarca este trabajo donde
se pretende contar con una herramienta apropiada para
la descripción completa del proceso de conformado,
permitiendo además, analizar la sensibilidad de la
respuesta para determinados parámetros de operación
y de materiales. En particular, este...