Indagine sperimentale e simulazione FEM degli scambi termici durante i processi di deformazione a caldo di Ti-6Al-4V

In order to simulate the operation of forging and ring rolling of a titanium alloy (Ti-6Al-4V) the coupled thermal-mechanical problem is solved using the commercial software Simufact.Forming. Accurate parameters and boundary conditions of the mathematical model of a FEM simulation are fundamental in order to obtain good results. After the experimental campaign, parameters of the thermal problem have been evaluated using a reverse method, iteratively minimizing the error between experimental data and numerical results. Thermal properties of the material, heat transfer coefficients such as convection, emissivity and workpiece-die interface heat transfer as a function of contact pressure have been evaluated.

Al fine di simulare l’operazione di forgiatura e di laminazione radiale-assiale di una lega di Titanio (Ti-6Al-4V) il problema meccanico-termico viene risolto tramite il software commerciale Simufact.Forming. I parametri e le condizioni al contorno del modello matematico di una simulazione numerica agli elementi finiti sono fondamentali affinché la soluzione fornisca risultati accurati. A seguito di una campagna sperimentale, attraverso un procedimento inverso, i parametri del modello termico sono stati stimati minimizzando iterativamente l’errore tra i dati sperimentali e i risultati numerici. È stata eseguita una stima delle proprietà termiche del materiale, dei coefficienti di scambio termico quali irraggiamento e convezione in aria e del coefficiente di scambio termico all’interfaccia tra il pezzo e le parti della macchina in funzione della pressione di contatto.