Incorporación de los modelos de las transformaciones de fase de un acero a un software de simulación por elementos finitos

Abstract

La necesidad de reducir el peso de los vehículos y aumentar su seguridad ha llevado a un crecimiento del uso de los aceros de alta resistencia mecánica para la fabricación de nuevos componentes estructurales de automóviles. Eso supone una reducción muy importante de CO2 a la atmósfera. Existen muchos tipos de tecnologías para la producción de estos componentes pero el proceso de estampación en caliente es capaz de obtener en una sola acción resistencias mecánicas muy elevadas. Es por esto que este proceso ha ganado mucho protagonismo en los últimos años, especialmente en la industria del automóvil. Frente a procesos como el conformado en frío, el trabajo en caliente, permite obtener geometrías más complejas reduciendo efectos como la recuperación elástica que pueden darse en trabajos en frío. No obstante, en comparación con el método tradicional de trabajo en frío, el diseño y la optimización del proceso de estampación en caliente requiere conocimientos profundos de transferencia de calor, metalurgia, etc. Es un proceso en el cual se dan muchos fenómenos termo-mecánicos-metalúrgicos a la vez y esto dificulta su estudio. Por eso, resulta imprescindible la utilización de herramientas de simulación numérica que permitan modelizar y simular el proceso. Uno de los aspectos importantes que se dan en un proceso de estampación en caliente son las transformaciones de fase. Para poder realizar una simulación correcta de un estampado en caliente es necesario la introducción de los modelos de su cinética y de esta forma poder simularlas. El objetivo principal de este proyecto es introducir los modelos existentes de las transformaciones de fase en el software de simulación ABAQUS y, para cumplir los objetivos, primero ha de realizarse un estudio bibliográfico de los modelos existentes. Una vez conocidos estos, se escribe el programa que los incluya para finalmente introducirlo en ABAQUS. Más allá del objetivo del proyecto se ha concluido que los modelos existentes para la cinética de las transformaciones de fase no siempre son válidos y que es necesaria una buena caracterización de los materiales para poder aplicarlos.