Numerická podpora výroby výlisků z plechu
Title Alternative:Numerical support to sheet stampings production
Loading...
Date
2012
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Předkládaná habilitační práce poskytuje hlubší informace o možnostech využití
numerického modelování technologických procesů hlubokého tažení ocelových plechů a
materiálů ze slitin hliníku. Pro numerické simulace procesu tažení plechů byl využíván
software PAM-STAM 2G. Definice okrajových podmínek, způsob získávání vstupních dat a
stanovení vlivu výpočtového modelu na přesnost numerické simulace byly zkoumány na
jednoduchém výtažku rotačního tvaru. Měřítkem pro posouzení kvality výpočtu metodou
konečných prvků bylo vzájemné porovnání rozložení deformace na experimentálně
zhotoveném výlisku a výlisku získaného numerickou simulací. Pro experimentální zjištění
velikosti a rozložení deformace na výlisku byla použita metoda bezkontaktní analýzy
deformace systémem Atos.
V rámci řešení habilitační práce byla dále řešena problematika výroby olejové vany,
která je představitelem výlisků nepravidelného tvaru. Cílem uvažované změny bylo nahrazení
současně používaného ocelového plechu slitinou hliníku. Změna tvářeného materiálu
představovala v tomto případě výrazný technologický zásah do výroby daného dílu.
S podporou numerického modelování procesu tažení v prostředí PAM-STAMP 2G bylo
vytvořeno několik variantních řešení možného způsobu výroby. Problematika vhodného
nastavení technologických parametrů při změně použitého materiálu výlisku byla vyřešena
technologií tažení s proměnnou přidržovací silou.
Poznatky a závěry formulované při výzkumu tažení jednoduché rotační nádoby a
výlisku nepravidelného tvaru byly využity při numerické simulaci bočnice vozu Škoda
Roomster. V technologii tažení plechů patří tento výlisek k nejsložitějším výrobkům a je
typickým představitelem velkoplošného výlisku nepravidelného tvaru v automobilovém
průmyslu. Na základě experimentálního zjištění rozložení deformace na výlisku bočnice vozu
Roomster byla provedena verifikace numerické simulace. Po ověření korektního nastavení
numerické simulace byly následně vytvořeny úlohy pro zjištění vlivu změny přidržovací síly
na průběh lisování a změny mechanických vlastností tvářeného materiálu na průběh lisování.
Pro ucelený pohled na složitou problematiku tažení výlisků nepravidelných tvarů byla
v poslední části řešení habilitační práce provedena materiálová analýza zpracovávaného
hlubokotažného plechu. Na základě provedených analýz byly formulovány závěry a
předpoklady o možných důvodech snížení plasticity zkoumaného materiálu.
Submitted habilitation thesis gives deeper information about the possibilities of using numerical simulation for the deep-drawing technological processes for steel sheets and materials from aluminium alloys. For numerical simulations of the sheet drawing process the software PAM-STAMP 2G was used. Definition of the boundary conditions, method for obtaining input data and determination of computational model influence on the accuracy of numerical simulation were investigated by means of a stamping with a simple cylindrical shape. Mutual comparison of strain distribution on the experimentally prepared stamping and stamping obtained with the help of numerical simulation served as a criterion for evaluating the quality of the final element method (FEM) computation. For experimental determination of strain amount and distribution on the stamping a contact-less deformation analysis method by means of the system Atos was used. In the frame of the habilitation thesis were also solved problems of the production of an oil sump as a representative of stampings with irregular shape. The aim of the considered change was the substitution of the presently used steel sheet by an aluminium alloy. In this case such a change of the formed material meant a great technological impact on the production of this part. With the support of the drawing process numerical simulation in the environment of the PAM-STAMP 2G were created several variant solutions of a possible production method. The problem with the setting of suitable technological parameters when changing the used stamping material was solved by using drawing technology with a variable blank-holding force. Findings and conclusions discovered during the research of the drawing process for both simple cylindrical cup and a stamping with irregular shape were used for the Škoda Roomster side-plate numerical simulation. Within the sheet drawing technology such a stamping belongs to the most complicated and is a typical example of large-sized stampings with irregular shape in the automotive industry. Based upon the experimentally determined strain distribution on such Škoda Roomster side-plate, the verification of numerical simulation was carried out. To prove the correct setting of numerical simulation were subsequently prepared cases for evaluating both the effect of the blank holding force change and the effect of the change of the properties of the drawn material on the stamping process To have an integrated look at this difficult problem of drawing of stampings with an irregular shape was in the last part of the submitted habilitation thesis carried out a material analysis of the processed deep-drawing sheet. Based upon the performed analysis were made conclusions and presumptions about possible reasons for lowered plasticity of the tested material.
Submitted habilitation thesis gives deeper information about the possibilities of using numerical simulation for the deep-drawing technological processes for steel sheets and materials from aluminium alloys. For numerical simulations of the sheet drawing process the software PAM-STAMP 2G was used. Definition of the boundary conditions, method for obtaining input data and determination of computational model influence on the accuracy of numerical simulation were investigated by means of a stamping with a simple cylindrical shape. Mutual comparison of strain distribution on the experimentally prepared stamping and stamping obtained with the help of numerical simulation served as a criterion for evaluating the quality of the final element method (FEM) computation. For experimental determination of strain amount and distribution on the stamping a contact-less deformation analysis method by means of the system Atos was used. In the frame of the habilitation thesis were also solved problems of the production of an oil sump as a representative of stampings with irregular shape. The aim of the considered change was the substitution of the presently used steel sheet by an aluminium alloy. In this case such a change of the formed material meant a great technological impact on the production of this part. With the support of the drawing process numerical simulation in the environment of the PAM-STAMP 2G were created several variant solutions of a possible production method. The problem with the setting of suitable technological parameters when changing the used stamping material was solved by using drawing technology with a variable blank-holding force. Findings and conclusions discovered during the research of the drawing process for both simple cylindrical cup and a stamping with irregular shape were used for the Škoda Roomster side-plate numerical simulation. Within the sheet drawing technology such a stamping belongs to the most complicated and is a typical example of large-sized stampings with irregular shape in the automotive industry. Based upon the experimentally determined strain distribution on such Škoda Roomster side-plate, the verification of numerical simulation was carried out. To prove the correct setting of numerical simulation were subsequently prepared cases for evaluating both the effect of the blank holding force change and the effect of the change of the properties of the drawn material on the stamping process To have an integrated look at this difficult problem of drawing of stampings with an irregular shape was in the last part of the submitted habilitation thesis carried out a material analysis of the processed deep-drawing sheet. Based upon the performed analysis were made conclusions and presumptions about possible reasons for lowered plasticity of the tested material.