A damage model for wire drawing

Résumé

Los parámetros de trefilado, como la reducción del área y el ángulo de la matriz, tienen un efecto importante en la generación de daño. Uno de los defectos más comunes que aparecen bajo ciertas condiciones son las llamadas "grietas chevron". Estos defectos son difíciles de identificar, ya que suelen localizarse en el núcleo del alambre. Debido a esto, en las dos últimas décadas se han realizado grandes esfuerzos para desarrollar modelos numéricos capaces de predecir la evolución de daño y rotura. Los modelos de Mecánica del Daño Continuo (CDM) presentan la ventaja de estar vinculados al comportamiento constitutivo del material. Entre estos modelos, el de Lemaitre es uno de los más utilizados. Aunque en su formulación original no se distinguía entre las tensiones de tracción y de compresión en términos de acumulación de daño, posteriormente se introdujo un parámetro para considerar el efecto de cierre de grietas bajo tensiones de compresión. Sin embargo, esta formulación no es válida para el trefilado, ya que sobreestima el daño bajo estas condiciones. Por esta razón, se presenta un nuevo modelo de daño siguiendo el enfoque de Lemaitre, en el que se redefine el efecto de cierre de grietas bajo tensiones de compresión. De este modo, bajo altas tensiones hidrostáticas de compresión, como en el caso del trefilado, el modelo proporciona resultados más realistas en cuanto a la acumulación de daño. El modelo se ha implementado en ABAQUS mediante las subrutinas de usuario UMAT (formulación implícita) y VUMAT (formulación explícita). Se han realizado simulaciones de trefilado de un solo paso comparando el modelo original con la nueva formulación.