Wykorzystanie optymalizacji w projektowaniu tłocznika do blach karoseryjnych
Application of optimisation in designing of stamping die for car body parts
Mechanik nr 07/2015 - Artykuły z XIX Międzynarodowej Szkoły Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji zamieszczone płycie CD
STRESZCZENIE: Projektowanie tłoczników do blach karoseryjnych ze stali o superwysokiej wytrzymałości powinno uwzględniać efekt sprężynowania powrotnego. Z pomocą oprogramowania CAE do symulowania tłoczenia można dokonać korekty kształtu powierzchni styku stempla/matrycy z formatką, aby skompensować sprężynowanie powrotne i otrzymać wytłoczkę bez wad o kształcie zgodnym z projektem. Wymaga to odpowiedniego modelu MES formatki i tłocznika, poprawnego modelu materiałowego oraz sformułowania i rozwiązania zadania optymalizacji kształtu powierzchni stempla/matrycy. W artykule opisano rozwiązanie tego problemu na przykładzie części nadwozia samochodowego. Wytłoczkę wirtualną otrzymaną w rezultacie symulacji porównano z wytłoczką rzeczywistą otrzymaną z zaprojektowanego tłocznika.
SŁOWA KLUCZOWE: tłocznik, sprężynowanie powrotne, optymalizacja.
ABSTRACT: Designing of stamping die for car body parts made of advanced high-strength steel should take into account their spring back effect. By means of CAE software for metal sheet stamping simulation correction of working surface of punch/die in order to compensate the spring-back effect and to obtain stamped part having postulated shape without defects can be performed. This requires FEM model of blank and die, material model and solving task of punch/die shape optimisation. Solution of such a task is described in the paper using a car body part as the example. The virtual stamped part being the result of stamping simulation has been compared to the real stamped part manufactured by the designed stamping die.
KEYWORDS: stamping die, spring-back, optimisation.
BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:
- Barlat F., Lian J.: Plastic behaviour and stretch ability of sheet metals. Part I: A yield function for orthotropic sheets under plane stress condition, “International Journal of Plasticity” 1989/5: 51-66.
- Maker B.N., Zhu X.: Input parameters for springback simulation using LS-DYNA, Livermore Software Technology Corporation, 2001.
- Cimolin F., Vadori R., Canuto C.: Springback compensation in deep drawing applications, “Meccanica” 2008/43: 101-1013.
- Stadnicki J., Wróbel I.: Numerical effectiveness of the simulation of an automotive body part stamping, “Advances in Mechanical Engineering”, issue Advances in FEM Analysis for Computational Mechanics 2014.
- ANSYS LS-Dyna user’s guide.
