Use of the advanced numerical simulation techniques for the study and improvement of steel-profiles manufacturing processes: Uso de técnicas avanzadas de simulación numérica para el estudio y mejora de procesos de fabricación de perfiles de acero

Este trabajo es producto del proyecto europeo �TESTRA� (Temperature and Straightness in Sections and Rail Straightening Processes, RFS-CR-03012), donde se ha estudiado la relacion entre la temperatura y curvatura de perfiles de acero durante sus procesos de fabricacion con respecto a las tensiones residuales y curvatura final de los mismos. El estudio se ha realizado en vigas estructurales del tipo 'I' y 'H' y en el rail ranurado Ri60, utilizado en el transporte urbano. El objetivo principal de este trabajo ha sido el modelado y simulacion mediante Elementos Finitos (EF) de dos procesos secuenciales muy importantes en la fabricacion de perfiles de acero: el enfriamiento y el enderezamiento. Estos procesos son comunes a la mayoria de las industrias dedicadas a la fabricacion de productos largos de acero. El proyecto ha contado con la participacion de institutos de investigacion (BFI-Alemania) y de empresas productoras de perfiles de acero (PTG-Alemania y VA-Austria). Gracias a la participacion de estas entidades fue posible contar con datos y resultados experimentales de vital importancia para la calibracion y validacion de los modelos creados con EF. Las tensiones residuales son las tensiones que quedan atrapadas en un objeto cuando no se aplica ninguna carga externa. Numerosos estudios teoricos y practicos han destacado la influencia de las tensiones residuales en las caracteristicas en servicio de los perfiles de acero (reduccion de la capacidad de carga de las vigas estructurales y propagacion de grietas en railes de trenes, por mencionar algunos de los efectos). A traves del modelado de estos procesos mediante EF se pretende contar con una herramienta flexible de analisis de la formacion de dichas tensiones residuales, alternativa a la obtencion de estas tensiones de forma experimental pues, esta resulta complicada y con un consumo de tiempo apreciable. Ademas del analisis de los procesos mencionados mediante el modelado por EF, se ha planteado una metodologia basada en algoritmos geneticos para mejorar el proceso de enderezamiento. A traves de esta metodologia se pretende encontrar los valores de la deflexion de los rodillos mas adecuados que garanticen unas tensiones residuales minimas y una curvatura final del perfil tambien minima, sinonimos de calidad.