No presente trabalho são desenvolvidos a metodologia e modelo para, via Método de Elementos Finitos (MEF), simular a conformação de chapa por pressão hidrostática. Foi escolhido para a simulação o ensaio de expansão hidrostática (bulge test). Neste ensaio uma amostra da chapa é fixa em sua borda e pressão hidrostática é aplicada em uma das laterais levando a chapa a deformar-se na forma de um bulbo. A porção da chapa que se deforma em contato com o fluído apresenta histórico de deformação linear e o atrito não está presente durante a deformação. Isto torna tal condição de deformação importante no estudo das propriedades plásticas das chapas e na avaliação de diferentes critérios de escoamento comumente utilizados na simulação em programas comerciais. Para execução das simulações foi utilizado o programa comercial LS-DYNA, que possibilita executar simulações não lineares dinâmicas e quase-estáticas pelo Método dos Elementos Finitos. Em tais simulações foram utilizados diferentes modelos de materiais com critérios de escoamento isotrópico (Von Mises), anisotrópico normal (para materiais CCC) e anisotrópico (Barlat a 3 parâmetros e Barlat a 6 parâmetros para materiais CFC). Todas as avaliações foram feitas mediante comparação dos resultados aqui obtidos com resultados presentes na literatura tais como: os históricos de deformação, a altura do bulbo e as deformações no topo do bulbo. Os resultados apresentados mostram que a metodologia, o modelo MEF desenvolvido e o programa LS_DYNA se mostraram eficazes e confiáveis. Isto é comprovado pelos resultados das simulações que para o aço, utilizando-se modelo de material com anisotropia normal, obteve-se erros de 4,34% quanto à altura do bulbo e 5,20% quanto à deformação em relação a resultados experimentais selecionados da literatura.Para liga de Alumínio 2008-T4, utilizando-se um modelo de material com critério anisotrópico a 6 componentes, obteve-se um erro de 4,56% na altura do bulbo também em relação a resultados experimentais. Quanto ao histórico de deformação, observou-se que para as diferentes geometrias de matrizes, conforme a relação dos eixos b/a das elipses tendem a 0, as linhas representando o histórico de deformação, tendem a linha ´ÉPSILON´menor=0 no espaço das deformações, no plano da chapa, tal qual resultados da literatura. Finalmente, quanto à precisão dos diferentes critérios anisotrópicos de escoamento testados para materiais CFC (cobre, alumínio e ligas como latão), nada pode ser concluído. Indica-se que sejam realizados trabalhos experimentais futuros, para verificar a precisão dos diferentes critérios anisotrópicos, visto que, para tal objetivo, equipamentos precisos e condições são necessárias. Como a metodologia, o modelo MEF desenvolvidos e o programa LS-DYNA se mostraram eficazes e confiáveis, os mesmos deverão ser utilizados em futuras simulações para otimizações de produção de peças em geral cujo processo de fabricação seja de produção seja a conformação por pressão hidrostática minimizando assim o uso do tradicional método de desenvolvimento de ferramentas de conformação por tentativa e erro.

In this work, a methodology and a model are developed to simulate by the finite element method (FEM) a metallic sheet forming process by hydrostatic pressure. The bulge test was chosen for simulation. In this test a sample of the sheet material is clamped and a hydrostatic pressure is applied in one side through a die. As the sheet metal forming presents a linear strain path and the friction is not present during the deformation, this test becomes very important in the study of the plastic properties of the metallic materials in sheet form and allows for evaluating the different mathematical models that could represent materials in the plastic regime. For the simulation executions, the LS-DYNA FEM program, commercial software for non-linear dynamics analysis with finite elements, was used. Also, in the simulations, different yield criteria were used: isotropic (Von Mises) and some anisotropic (Barlat 3 parameters and Barlat 6 parameters). The methodology, the FEM model quality and the LS-DYNA precision was evaluated by comparing the simulations results with experimental results found in the literature. In this way, for steel, the simulation results show a 4.34% error for the bulge height and 5.20% error in the thickness at bulge top. For aluminum alloy 2008-T4 a 4.56% error in the height of the bulge was found. Relate to strain path, for different elliptical dies, as axles relation b/a goes to zero, the strain path line, in the strain space, goes to ´ÉPSILON´minor=0 line, the same results shown in the references. The evaluation of the simulation accuracy for the studied model has showed the need of more investigations regarding the anisotropic behavior for the different yield criteria. Finally, the methodology, the FEM Model and LS-DYNA showed good results, so they can be regarded as useful for future developments of hydrostatic forming process, minimizing the use of the traditional try and error method.