FE-simulering av strekkbøying av aluminiumsprofiler

Abstract

En utfordring ved strekkbøying for industrien er å oppnå tilstrekkelig høy dimensjonsnøyaktighet på formede aluminiumsprofiler. Det er viktig å ha god kjennskap til formingsprosessen underveis for å kunne gjenskape stabile resultater, med tilstrekkelig kvalitet i sluttprodukt. Formålet med denne oppgaven er å etablere sammenhenger som beskriver og kvantifiserer effekten fra design- og kontrollparametere på dimensjonsnøyaktigheten til sluttproduktet i roterende strekkbøying. Responsparameterene det fokuseres på er elastisk tilbakefjæring (springback) og de største, lokale deformasjonene i tverrsnittet (innsynket). Design- og kontrollparametere som vurderes er verktøyinnstillinger, materialegenskaper og de geometriske parameterene til profilene. Eksperimentelle forsøk er gjennomført som et forarbeid til masteroppgaven og det er brukt numeriske simuleringer i FE-programvaren Abaqus CAE for å reprodusere strekkbøyeforsøkene. Abaqus tilbyr gode muligheter for visualisering av elementanalyseresultatene i post-prosesseringssteg. Gjennom en sensitivitetsanalyse valideres robustheten til den numeriske modellen og resultatene fra simuleringene gjenspeiler de eksperimentelle forsøkene på en tilfredsstillende måte.En faktoriell analyse er gjennomført for å undersøke ulike modellparameteres innflytelse på responsparameterene i strekkbøying. De utvalgte modellparameterene i analysen var identifisert gjennom erfaringer fra de eksperimentelle forsøkene og gjennom en systematisk litteraturstudie som kartla tilgjengelig kunnskap innenfor strekkbøying. Resultatene fra den faktorielle analysen viser at springback primært kontrolleres av verktøyinnstillinger og materialegenskaper. Innsynket blir primært påvirket av geometriske parametere, hvor bredden er den mest signifikante verdien. Det observeres også at interaksjonseffekten mellom profilens bredde og veggtykkelsen på ytterste flens reduserer den negative påvirkningen fra bredden betraktelig.