[es] Los frenos de embutición son uno de los elementos fundamentales a la hora de controlar el proceso de embutición de componentes de automóvil y obtener un proceso satisfactorio. Debido a la necesidad de reducir el tiempo computacional de las simulaciones del proceso de embutición, surgen los modelos analíticos que tratan de sustituir la implementación física del freno, prediciendo y aplicando los esfuerzos generados por los frenos a la chapa que pasa por ellos. Sin embargo, según la información recibida por la industria troquelera, la precisión de estos modelos no es la adecuada. El primer trabajo sobre frenos se publicaba en el año 1978 por Nine. Este trabajo fue muy relevante ya que los resultados experimentales que se obtuvieron fueron utilizados para la validación de la mayoría de modelos desarrollados posteriormente. No obstante, en esta tesis se confirma que el ensayo desarrollado por Nine no representaba adecuadamente el esfuerzo de enclavamiento de un freno de embutición y, por tanto, las precisiones observadas por los modelos, que se comparaban con los resultados de Nine, son discutibles. Por todo lo que se ha explicado previamente, se decide desarrollar un modelo semi-analítico capaz de predecir con precisión los esfuerzos de enclavamiento y de retención generados en el freno. Para este trabajo, se seleccionan dos aceros, un DX54D y un DP780, que cubren un amplio rango de los aceros que se utilizan en procesos de embutición de componentes de automóvil y se caracterizan sus aspectos mecánicos más relevantes y el comportamiento tribológico. También se desarrolla un utillaje de frenos que permite obtener los esfuerzos de enclavamiento y retención de una manera fiable y representativa de un freno de embutición industrial. Al comparar estos esfuerzos obtenidos experimentalmente con los valores calculados por los dos únicos modelos que se han implementado en un software de simulación comercial, se observa que las diferencias de los esfuerzos de enclavamiento son excesivas y altamente superiores a las diferencias de los esfuerzos de retención. Por tanto, se confirman las afirmaciones recibidas por la industria troquelera y se decide desarrollar un modelo semi-analítico capaz de predecir los esfuerzos de enclavamiento. Para ello, se realiza un análisis exhaustivo por medio de un modelo de simulación numérica que aporte la información necesaria para comprender el fenómeno de enclavamiento. En este análisis se observa que el esfuerzo de cierre aumenta de manera drástica en las últimas décimas de milímetro previas al cierre completo y que este aumento se localiza sobre las caras planas del macho. Esto se debe a que, se genera un rizo en la chapa que se aplana en los últimos instantes del cierre. De este estudio se entienden las diferencias encontradas entre el modelo de simulación numérica y los resultados experimentales y se sientan las bases para el desarrollo del modelo semi-analítico. El modelo semi-analítico desarrollado en este trabajo, que está basado en la teoría de doblado puro, es una herramienta muy útil para la predicción de los esfuerzos de enclavamiento ya que los resultados muestran diferencias del 5,2% con respecto al modelo de simulación numérica y del 6,4% respecto a los esfuerzos obtenidos experimentalmente. Además, el modelo es capaz de ofrecer la distribución de los esfuerzos sobre las diferentes zonas de las herramientas y la evolución del esfuerzo de cierre. Estos resultados confirman la validez del modelo para el cálculo de los esfuerzos de enclavamiento, sin embargo, el modelo requiere la evolución de las geometrías de la chapa a lo largo del enclavamiento. En este trabajo se plantea una línea de trabajo que finaliza en el desarrollo de un modelo capaz de predecir la evolución de la geometría a lo largo del cierre del freno.

[eu] Embutizio frenoak automobil komponenteen embutizio prozesua kontrolatzeko eta prozesu egokia lortzeko elementu funtsezkoenetariko bat da. Fabrikazio prozesu simulazioaren konputazio denboraren murrizketa beharra dela eta, frenoaren implementazio fisikoa sahiesten duten modelo analitikoak sortzen dira. Hauek freno fisikoa ordezkatzen dituzte sortutako indarrak aurreikusten eta horien bidez pasatzen den txapari aplikatuz. Ordea, trokelgintza industriatik jasotako informazioaren arabera, modelo horien zehaztasun ez da egokia. Nine-k, 1978-an, frenoei zuzendutako lehenengo lana publikatu zuen. Lan hau oso esangurutsua izan zen lan hortan lortutako emaitz esperimentalak, geroztik garatutako modelo analitikoak balioztatzeko erabili zirelako. Hala ere, tesi hontan egiaztatzen da Nine garatutako entsegu esperimentala ez duela ordezkatzen embutizio freno baten itxiera indarra era egoki baten eta beraz emaitz horiekin balioztatutako modeluen zehaztasunak eztabaidagarriak dira. Aurretik azaldutako guztiagaitik, zehaztasun altuz frenoan sortutako indarrak aurreikusten duen modelo semi-analitiko bat garatzea erabakitzen da. Lan honetarako, bi altzairu, DX54D eta DP780, hautatzen dira. Bi altzairu hauen artean automobil komponenteetako embutizio prozesuetan erabilitako altzairu sorta zabala barne hartzen da eta beraien ezaugarri mekaniko garrantzitsuenak eta portaera tribologikoa karakterizatzen da. Baita, embutizio freno adierazgarri baten indarrak modu fidagarri eta zehaztasunez neurtu ahal izateko freno entsegu bat garatzen da. Jasotako esfortzuak simulazio software komerzial baten ezarritako bi modelo analitiko kalkulatzen dituzten esfortzuekin alderatuz, gehiegizko desberdintasunak erakusten dira itxiera indarretan eta diferentzia askoz altuagoak erretentzio indarretan baino. Beraz, trokelgintza industriatik jasotako baieztapenak berretsi dira eta itxiera esfortzuak kalkulatu ahal izateko modelo semi-analitiko bat egitea erabakitzen da. Horretarako, 2D simulazio modelo numerikoa "Plane Strain" egoeran garatzen da itxiera prozesuko analisi sakona egiteko eta beharrezko informazioa jasotzeko. Analisi hontan, itxiera esfortzua azkenengo uneetan handiera nabarmena jasaten duela eta handiera hau aurpegi lauetan kontzentratzen dela behatu da. Txapan sortzen den kixkur moduko forma, azkeen uneetan zapaldu behar da guztiz eta honen ondorioz esfortzuaren handiera aurkitu daiteke. Azterlan honetatik, aurretik aipatutako emaitzen desberditasunak ulertu eta modelo semi-analitikoaren garapenaren oinarriak ezartzen dira. Lan hontan garatutako modelo semi-analitikoa tolesketa hutsa teorian oinarrituta dago eta bere erabilgarritasuna frogatuta dago, lortutako emaitzetan erreparatuz. Simulazio numeriko modeloen emaitzekin alderatuz 5,2%-ko diferentziak lortzen dira eta 6,4%-koak emaitza esperimentalekin. Gainera, garatutako modeloak, herraminta zona ezberdinetako esfortzuen distribuzioa eta itxiera esfortzuaren eboluzioa kalkulatzea ahal izaten du. Emaitz hauek itxiera esfortzua kalkulatzeko ahalmena baieztatzen dute, aldiz, modeloa era egokian funtzionatzeko, txapa geometriaren bilakaera itxiera prozesuaren zehar behar du. Orain arte, txapa geometriaren informazioa simulazio modelo numerikoetatik atera da. Simulazio modelo numerikoen erabiltze beharra sahiesteko, lan honek geometriaren bilakaera iragartzeko gai den modelo baten garapena proposatzen du eta hau lortzeko beharrezkoak diren zereginak definitu dira.