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Robust analysis and optimization of a flatten surface technique
| dc.contributor.advisor | Silva, Francisco José Gomes da | |
| dc.contributor.author | Amaral, Eduardo Ferreira da Silva Monteiro | |
| dc.date.accessioned | 2021-01-27T15:28:02Z | |
| dc.date.available | 2023-11-18T01:31:31Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description.abstract | Atualmente, as empresas têm como principal enfoque o melhoramento da qualidade do produto, a redução do desperdício e do tempo de produção através de processos de optimização. Neste trabalho, foi usada uma técnica, Waffling process, com o objetivo de aplainar a superfície do material. Uma vez que o conhecimento científico relacionado com este método é ainda muito limitado, foi necessário realizar um estudo sobre este tema para permitir a elaboração do trabalho. A metodologia utilizada teve como base o Método de Elementos Finitos (MEF), a Análise e Desing de Experiências Computacionais (DACE - Design and Analysis of Computer Experiment), Optimização Robusta (OR) e um teste prático que, por sua vez, possibilitou a validação da simulação por elementos finitos. A simulação através do MEF permite a compreensão do comportamento de uma estrutura ou de um componente, facilitando a sua otimização antes do seu fabrico, diminuindo os custos associados à sua produção. No entanto, existem algumas desvantagens como, por exemplo, o elevado custo do programa computacional, o tempo despendido para replicar a realidade e a existência de vários fatores que podem originar resultados distintos da realidade. Para ultrapassar estas desvantagens foi utilizada a metodologia OR que toma em consideração a incerteza que existe no mundo real, permitindo melhorar a precisão, predizendo os inputs/outputs da simulação. Este método recorre ao uso de metamodels, que permitem diminuir o tempo e custo do processamento da simulação, de modo a obter um maior entendimento sobre o processo e, consequentemente, a otimização do mesmo. A escolha do metamodel foi determinada com base no valor de predição e no valor do desvio presente em cada simulação. A simulação e os testes práticos apresentam algumas diferenças ao nível do valor de springback, que poderá ter sido uma consequência da rigidez da ferramenta de waffling utilizada na simulação, uma vez que, a densidade da malha tem um limite máximo de elementos ou, ainda, devido às diferenças causadas pela variação das propriedades do material entre a dobragem, pré-dobragem e rolling. Em suma, este trabalho permitiu adquirir um maior conhecimento sobre este processo e uma redução média de 13.3% no ângulo final de dobragem. | pt_PT |
| dc.description.abstract | In the globalization era, companies are focusing their efforts on product quality improvement, reducing scraps, and decreasing the time of production by process optimization. In this work, a technique to flatten the surface, the waffling process, is developed to support this trend. Since the knowledge regarding this method is still very minimal, investigation and optimization are needed to be develop in this work. The methodology used is based on the FEM (Finite element method), DACE (Design and Analysis of a Computer Experience), the robust strategy and a practical test to validate the FE simulation. The FE simulation is used to replicate the waffling process without extra cost on tooling. However, it has some drawbacks, as it can be computationally costly, time-consuming and the existence of numerous factors that can replicate difference results that might differ from reality. One way to overcome these drawbacks is by using the RO (Robust Optimization) methodology. RO takes into account the uncertainty of the real world, resulting in the improvement of the accuracy, and predicts the input/output of the simulation. This method uses metamodels which lead to a decrease in the time and the cost to get a better understanding, and therefore leading to the optimization process. The best metamodel was chosen based on the one that had higher prediction and less deviation on the simulations, being the Kriging. The simulation and the practical test have some springback deviation, which could be caused by the waffling tool in the simulation being rigid, the mesh having a limited number of elements and the material properties variance on the bending and pre-bending and the rolling. With this methodology, it is possible to gain greater knowledge about this process and optimize it with an average reduction of 13.3% on the output angle of bending. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202574660 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/16765 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Deformacão Plástica | pt_PT |
| dc.subject | DACE | pt_PT |
| dc.subject | Optimização Robusta | pt_PT |
| dc.subject | Metamodelos | pt_PT |
| dc.subject | Optimização | pt_PT |
| dc.subject | Metal forming | pt_PT |
| dc.subject | Robust Optimization | pt_PT |
| dc.subject | Metamodels | pt_PT |
| dc.subject | Optimization | pt_PT |
| dc.title | Robust analysis and optimization of a flatten surface technique | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica - Construções Mecânicas | pt_PT |
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