Modellazione agli elementi finiti del processo di di profilatura a rulli e correlazione sperimentale

This thesis analyzes the roll forming process applied to the production of stainless steel tubes, with the aim of understanding its behavior and identifying the main operating variables. The study was conducted using an integrated approach based on finite element numerical simulations and experimental activities. In the first phase, a numerical model of the process was created, aimed at reproducing the progressive deformation of the sheet metal along the various forming stations. Subsequently, a parametric analysis was conducted to investigate the influence of various operating variables, both geometric and related to the line's operating conditions. Finally, an experimental campaign was conducted to measure significant process variables using dedicated sensors. Comparison of the numerical model and experimental data allows us to assess the consistency between the two representations of the system and lay the foundation for validating the developed model. This work also lays the foundation for the development of process monitoring and control strategies, with a view to integrating numerical modeling and experimental data and the future creation of a Digital Twin.

Il presente lavoro di tesi analizza il processo di profilatura a rulli applicato alla produzione di tubi in acciaio inox, con l’obiettivo di comprenderne il comportamento e individuare le principali variabili operative. Lo studio è stato condotto attraverso un approccio integrato basato su simulazioni numeriche agli elementi finiti e attività sperimentali. In una prima fase è stato realizzato un modello numerico del processo, finalizzato a riprodurre la deformazione progressiva della lamiera lungo le diverse stazioni di formatura. Successivamente, è stata condotta un’analisi parametrica volta a investigare l’influenza di diverse variabili operative, sia di natura geometrica sia legate alle condizioni di funzionamento della linea. Infine, è stata condotta una campagna sperimentale per la misura di grandezze significative del processo mediante sensoristica dedicata. Il confronto tra modello numerico e dati sperimentali consente di valutare la coerenza tra le due rappresentazioni del sistema e di porre le basi per una validazione del modello sviluppato. Il lavoro pone inoltre le basi per lo sviluppo di strategie di monitoraggio e controllo del processo, nell’ottica dell’integrazione tra modellazione numerica e dati sperimentali e della futura realizzazione di un Digital Twin.