Numerical study of the micro-formability of thin metallic materials: virtual micro-forming limit diagrams

• Autorzy: Sene N. , Balland P. , Arrieux R.

Warianty tytułu

PL

Numeryczne badania mikro-odkształcalności materiałów metalicznych; wirtualna krzywa odkształceń granicznych dla mikroformowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the determination of virtual micro-forming limit diagrams from two types of numerical simulations based on the finite element method: one with modelling of the full tool for microdeep drawing and a thin blank with geometric imperfections, based on a defined roughness; and a second called "reduced simulation" where different deformation paths were simulated with appropriate boundary conditions by introducing the same type of geometric imperfections on aluminium 1050A (99.5%). A new test for detecting the onset of necking, called the "change of slope" criterion has been defined. Several methods based on histograms to represent the distributions of major and minor strains, have been used to determine the strain at the onset of necking. The numerical micro-forming limit diagrams (MFLD) were then compared to one obtained experimentally.

PL

W pracy przedstawiono wyznaczenie wirtualnej krzywej odkształceń granicznych dla mikroformowania blach aluminiowych 11050A (99,5%), na podstawie dwóch rodzajów numerycznych symulacji opartych o metodę elementów skończonych. Pierwszy to modelowanie, z geometrycznymi modelami narzędzi procesu mikro wytłaczania cienkiego półfabrykatu z geometryczną niejednorodnością wprowadzoną za pomocą zdefiniowanej chropowatości. Drugi, nazwany "uproszczoną symulacją", w którym różne drogi odkształcania były symulowane za pomocą odpowiednich warunków brzegowych wprowadzając tego samego typu niejednorodność geometryczną. Dla wykrywania początku utraty stateczności został zaproponowany nowy test nazwany kryterium zmiany nachylenia. Dla wyznaczenia odkształceń początku utraty stateczności zastosowano różne metody oparte o reprezentację rozkładu odkształceń głównych za pomocą histogramów. Wyznaczona numerycznie krzywa odkształceń granicznych dla mikroformowania (MFLD) została porównana z krzywą doświadczalną.

Słowa kluczowe

EN

micro-forming limit diagrams; necking criteria; finite elements; reduced simulation; aluminium

PL

odkształcalność materiałów metalicznych; mikroformowanie blach; blacha aluminiowa

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 11, no 2
• Strony: 421--435
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sene N.

autor

Balland P.

autor

Arrieux R.

• Universite de Savoie, Laboratoire SYMME, Polytech Annecy-Chambery, BP 80439, 74944, Annecy le Vieux Cedex, France

Bibliografia

• [1] Balland P., Dumoulin S., Milkansen C., Arrieux R., Sergent A., Barathay S.: Détermination des courbes limites de formage sur des matériaux nanostructurés, 18eme Kongres Français de Mécanique, Grenoble, France, 2007.
• [2] Brun R., Chambard A.: Actual and virtual testing techniques for a numerical definition of materials, Proc. NUMISHEET'99, Besançon, France, 1999.
• [3] Geiger M., Merklein M.: Determination of forming limit Diagrams-a new analysis metod for characterization of materials formability, Annals of the CIRP 52, 2003, pp. 213-216.
• [4] Hibbit, Karlson, Sorensen: Abaqus Inc. (Ed.). Abaqus Theory Manual, Version 6.5, U.S.A, 2005.
• [5] Marciniak Z., Kuczynski K.: Limit strain in the process of stretch forming sheet metal, International Journal of Mechanical Science, Vol. 9, 1967, pp. 609-620.
• [6] Nakazima K., Kikuma T., Hazuka K.: Study on the formability of steel sheets, Yawata Tech. Rep., No. 284, 1971, pp. 678-680.
• [7] Petek A., Pepelnjak T., Kuzman K.: An improved method for determining forming limit diagram in the digital environment, Journal of Mechanical Engineering, Vol. 51, 2005, pp. 330-345.
• [8] Sene N. A., Balland P., Arrieux R.: About necking detection to determine forming limit diagrams for mini stamping, 17th International Scientific and Technical Conference Design and Technology of Drawpieces and Die Stampings, Poznan, September, 2008.
• [9] Volk W.: New experimental and numerical approach in the evaluation of the FLD with the FE-method, in: Proceedings of the FLC-Zurich 06, Zurich, Switzerland, 2006.