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Guidelines for Selecting Plugs Used in Thin-Walled Tube Drawing Processes of Metallic Alloys

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dc.contributor.authorRubio Alvir, Eva María
dc.contributor.authorCamacho López, Ana María
dc.contributor.authorPérez, Rául
dc.contributor.authorMarín Martín, Marta María
dc.contributor.editorMDPI
dc.date.accessioned2025-02-18T15:49:53Z
dc.date.available2025-02-18T15:49:53Z
dc.date.issued2017-12-18
dc.descriptionThe registered version of this article, first published in “Metals , 7 (12), 572.", is available online at the publisher's website: MDPI, https://doi.org/10.3390/met7120572
dc.description.abstractIn this paper, some practical guidelines to select the plug or set of plugs more adequate to carry out drawing processes of thin-walled tubes carried out with fixed conical inner plug are presented. For this purpose, the most relevant input parameters have been considered in this study: the tube material, the most important geometrical parameters of the process (die semiangle, a, and cross-sectional area reduction, r) and the friction conditions (Coulomb friction coefficients, m1, between the die and the tube outer surface, and m2, between the plug and the tube inner surface). Three work-hardening materials are analyzed: the annealed copper UNS C11000, the aluminum UNS A91100, and the stainless steel UNS S34000. The analysis is realized by means of the upper bound method (UBM), modelling the plastic deformation zone by triangular rigid zones (TRZ), under the validated assumption that the process occurs under plane strain conditions. The obtained results allow establishing, for each material, a group of geometrical parameters, friction conditions, a set of plugs that make possible to carry out the process under good conditions, and the optimum plug to carry out the process using the minimum amount of energy. The proposed model is validated by means of an own finite element analysis (FEA) carried out under different conditions and, in addition, by other finite element method (FEM) simulations and real experiments taken from other researchers found in the literature (called literature simulations and literature experimental results, respectively). As a main conclusion, it is possible to affirm that the plug that allows carrying out the process with minimum quantity of energy is cylindrical in most cases.en
dc.description.abstractEn este trabajo se presentan algunas pautas prácticas para seleccionar el tapón o conjunto de tapones más adecuados para llevar a cabo procesos de embutición de tubos de pared delgada realizados con tapón interior cónico fijo. Para ello se han considerado en este estudio los parámetros de entrada más relevantes: el material del tubo, los parámetros geométricos más importantes del proceso (semiángulo de la matriz,𝛼 , y reducción del área de la sección transversal,𝑟 ) y las condiciones de fricción (coeficientes de fricción de Coulomb,𝜇1 , entre la matriz y la superficie exterior del tubo, y𝜇2 , entre el tapón y la superficie interior del tubo). Se analizan tres materiales endurecibles por deformación: el cobre recocido UNS C11000, el aluminio UNS A91100 y el acero inoxidable UNS S34000. El análisis se realiza mediante el método de la cota superior (UBM), modelando la zona de deformación plástica mediante zonas rígidas triangulares (TRZ), bajo el supuesto validado de que el proceso ocurre en condiciones de deformación plana. Los resultados obtenidos permiten establecer, para cada material, un grupo de parámetros geométricos, condiciones de fricción, un conjunto de tapones que hacen posible llevar a cabo el proceso en buenas condiciones, y el tapón óptimo para llevar a cabo el proceso utilizando la mínima cantidad de energía. El modelo propuesto se valida mediante un análisis de elementos finitos (FEA) propio realizado en diferentes condiciones y, además, mediante otras simulaciones del método de elementos finitos (FEM) y experimentos reales tomados de otros investigadores encontrados en la literatura (llamados simulaciones de la literatura y resultados experimentales de la literatura, respectivamente). Como conclusión principal se puede afirmar que el tapón que permite realizar el proceso con mínima cantidad de energía es cilíndrico en la mayoría de los casos.es
dc.description.versionversión publicada
dc.identifier.citationRubio, EM, Camacho, AM, Pérez, R., & Marín, MM (2017). Guía para la selección de tapones utilizados en procesos de trefilado de tubos de pared delgada de aleaciones metálicas. Metals , 7 (12), 572. https://doi.org/10.3390/met7120572
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.3390/met7120572
dc.identifier.issnEISSN 2075-4701
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14468/25916
dc.journal.issue572
dc.journal.titleMetals
dc.journal.volume7
dc.language.isoen
dc.page.final18
dc.page.initial1
dc.publisherMDPI
dc.relation.centerFacultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
dc.relation.departmentIngeniería de Construcción y Fabricación
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.es
dc.subject33 Ciencias Tecnológicas::3305 Tecnología de la construcción
dc.subject.keywordstube drawingen
dc.subject.keywordsthin-walled tubesen
dc.subject.keywordsplugs selectionen
dc.subject.keywordswork-hardening materialsen
dc.subject.keywordsupper bound method (UBM)en
dc.subject.keywordstriangular rigid zones (TRZ)en
dc.subject.keywordsCoulomb frictionen
dc.subject.keywordsfinite element analysis (FEA)en
dc.subject.keywordsfinite element method (FEM)en
dc.subject.keywordsdibujo de tuboses
dc.subject.keywordstubos de paredes delgadases
dc.subject.keywordsselección de taponeses
dc.subject.keywordsmateriales de endurecimiento por deformaciónes
dc.subject.keywordsmétodo de límite superior (UBM)es
dc.subject.keywordszonas rígidas triangulares (TRZ)es
dc.subject.keywordsfricción de Coulombes
dc.subject.keywordsanálisis de elementos finitos (FEA)es
dc.subject.keywordsmétodo de elementos finitos (FEM)es
dc.titleGuidelines for Selecting Plugs Used in Thin-Walled Tube Drawing Processes of Metallic Alloysen
dc.titleDirectrices para la selección de tapones utilizados en procesos de trefilado de tubos de paredes delgadas de aleaciones metálicases
dc.typeartículoes
dc.typejournal articleen
dspace.entity.typePublication
relation.isAuthorOfPublicationfbd2723b-d78c-49a8-b7bf-0a163ad2a19a
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