Argus, ukázka identifikace sítě - HODNOCENÍ VLIVU MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ NA KONEČNOU KVALITU V

Obrázek 7-16, Přehled měřených deformačních sítí pro šarži 19. 5. 2017 Obrázek 7-15, Výstup měření ztenčení systémem ARGUS

8 Vyhodnocení experimentu

V rámci experimentu byly na základě znalosti problémových oblastí a výsledků numerických simulací 18 šarží materiálu vytipovány kritické oblasti. U dvou šarží (19. 5.

2017 a 7. 12. 2017) byly navíc z důvodu možnosti porovnání hodnot reálného ztenčení se ztenčením získaném z numerických simulací naneseny sítě systému ARGUS. Snahou bylo těmito sítěmi pokrýt již známé problémové oblasti, ve kterých dochází k vadám.

Autorem bylo vybráno třináct kritických míst. Tato místa byla vybrána s přihlédnutím, zdali jsou obsažena alespoň v jednom měření ARGUSu. Poté byla vybrána další tři kritická místa, která se nepodařilo pokrýt deformačními sítěmi, ale vykazují extrémní hodnoty ztenčení na základě numerických simulací, viz tabulka 4.

Všechna tato kritická místa jsou lokalizována na obrázku 8-1.

Obrázek 8-1, Kritická místa Tabulka 4, Přehled vyhodnocení jednotlivých oblastí

Tabulka 5, Ztenčení po lisovací operaci 20, AutoFom + Argus

Hodnoty ztenčení [%]

Z porovnání hodnot ztenčení získaných metodou numerické simulace v softwaru AutoForm R7 s hodnotami reálného ztenčení získaného systému ARGUS v tabulce 5 je patrná relativní shoda hodnot ztenčení v oblastech nedisponujících ostrými hranami a malými rádii. Předpokladem je, že hodnoty ztenčení získané optickou analýzou systémem ARGUS jsou v těchto tvarově složitých oblastech nerelevantní. Důvodem tohoto jevu může být příliš velká vzdálenost bodů mřížky sítě. Za účelem získání přesnějších výsledků v těchto oblastech by mohla být použita deformační síť s menší relativní vzdáleností jednotlivých bodů nebo tato měření podpořit metalografickými výbrusy.

Byly vybrány 3 oblasti s nejvyššími naměřenými hodnotami ztenčení v numerické simulaci. Pro tyto oblasti byly odečteny 3 nejvyšší hodnoty ztenčení společně s nejnižší změřenou hodnotou ztenčení. K těmto hodnotám byly přiřazeny hodnoty mechanických vlastností získaných zkouškou tahem, viz tabulka 6.

Tabulka 6, Kritické hodnoty ztenčení + mechanické vlastnosti

oblast 16 ztenčení

Na základě výsledků v tabulce 6 lze konstatovat, že na vysokou hodnotu ztenčení má vliv především vysoký poměr meze kluzu a meze pevnosti nebo nízká hodnota součinitele plastické anizotropie. Hodnota tažnosti není z hlediska míry ztenčení pro tento typ výlisku důležitá.

Šarže z 22. 5. 2017 vykazuje nejnižší naměřené hodnoty součinitelů plastické anizotropie a zároveň nejvyšší hodnoty ztenčení v oblastech 8 a 4.

Šarže z 7.12. 2017 vykazuje nejvyšší hodnotu poměru Rp/Rm a zároveň extrémně vysoké hodnoty ztenčení u oblastí 16 a 8.

9 Závěr

V teoretické části práce je objasněna problematika tváření. Je zde vysvětlen pojem tvářitelnost. Dále je popsána technologická operace hlubokého tažení a faktory, které ji ovlivňují. Ve stručnosti jsou objasněny technologické operace ohýbání a stříhání. Poté je uveden přehled používaných materiálů v karosářském průmyslu dle normy VDA 239-100.

Cílem práce bylo ověření vlivu mechanických vlastností na kvalitu výlisku. Pro každou z 18 šarži byla provedena zkouška tahem. Celkově se jednalo o 270 zkušebních vzorků. Získané hodnoty mechanických vlastností, jako meze kluzu, meze pevnosti, součinitele plastické anizotropie byly dále použity jako vstupní data pro numerické simulace v softwaru AutoForm. U dvou šarží materiálu byly navíc vyhodnoceny hodnoty reálného ztenčení prostřednictvím systému ARGUS. Byla snaha o nanesení sítí do problémových oblastí. Na základě výsledků simulací a znalosti problémových míst z výroby byly vytipovány kritické oblasti. Z těchto míst byly odečteny hodnoty ztenčení.

Následně byly lokalizovány 3 oblasti, které vykazovaly nejvyšší hodnoty ztenčení. Těmto vybraným místům se věnuje vyhodnocení experimentu. V tabulce 6 jsou porovnány hodnoty tří nejvyšších a jedné nejnižší hodnoty ztenčení s příslušnými mechanickými vlastnostmi pro danou šarži.

Z porovnání hodnot ztenčení získaných metodou numerické simulace v softwaru AutoForm R7 s hodnotami reálného ztenčení získaného systému ARGUS v tabulce 5 je patrná relativní shoda hodnot ztenčení v oblastech nedisponujících ostrými hranami a malými rádii. Předpokladem je, že hodnoty ztenčení získané optickou analýzou systémem ARGUS jsou v těchto tvarově složitých oblastech nerelevantní. Důvodem tohoto jevu může být příliš velká vzdálenost bodů mřížky sítě. Za účelem získání přesnějších výsledků v těchto oblastech by mohla být použita deformační síť s menší relativní vzdáleností bodů nebo tato měření podpořit metalografickými výbrusy.

Z výsledků experimentu lze vypozorovat, že ze sledovaných mechanických vlastností má na kvalitu lisování hodnocenou mírou ztenčení výrazný vliv součinitel plošné anizotropie, a to ve všech směrech (r0, r45, r90) a poměr meze kluzu k mezi pevnosti Rp/Rm. Výkyv hodnot ostatních vyhodnocovaných parametrů: meze kluzu, meze pevnosti a tažnosti nemá na proces lisování prokazatelný vliv. Závěrem tedy může být doporučení zaměřit se na sledování hodnot anizotropie a poměru meze kluzu k mezi pevnosti(Rp/Rm).

Seznam použité literatury

[1] KLIBER, Jiří. Základy tváření kovů. 3. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1794-1.

[2] TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI - FAKULTA STROJNÍ. TUL.

http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/01.htm

[3] PETRUŽELKA, Jiří, Richard BŘEZINA. Úvod do tváření I. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2001. ISBN 80-7078-877-1.

[4] UMI FS ČVUT | Ústav materiálového inženýrství [online]. [cit. 27. 12. 2017].

Dostupné z: http://umi.fs.cvut.cz/wpcontent/uploads/2014/08/3-5_technologicke-vlastnosti.pdf

[5] TIŠNOVSKÝ, Miroslav. Hluboké tažení plechu na lisech. Praha: SNTL-Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00221-4.

[6] DVOŘÁK, Roman. Akademie tváření: Hluboké tažení [online]. MMSpektrum, 2011 [cit. 28. 10. 2017]. Dostupné z: https://www.mmspektrum.com/clanek/akademie-tvareni-hluboke-tazeni.html

[7] Self Proclaimed Die Expert: May 2016 Metalforming Simulation and Stamping

& Dies Technical groups: Tribology Simulation for stamping. Self Proclaimed Die Expert [online]. [cit. 11. 11. 2017] Dostupné z:

http://kam- stampingguru.blogspot.cz/2016/05/may-2016-metalforming-simulation-and.html#!/2016/05/may-2016-metalforming-simulation-and.html

z: https://www.autoform.com/en/glossary/drawbeads/

[9] WANG, Zhen, Qiuchong ZHANG, Yuqi LIU a Zhibing ZHANG. A robust and accurate geometric model for automated design of drawbeads in sheet metal forming.

Computer-Aided Design [online]. 2017, 92, 42-57 [cit. 02. 01. 2018]. DOI:

10.1016/j.cad.2017.07.004. ISSN 00104485. Dostupné z:

http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S001044851730132X

[10] TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI - FAKULTA STROJNÍ. TUL.

z:http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/07.htm

[11] TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI - FAKULTA STROJNÍ. TUL.

http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/06.htm

[12] PETRMICHL, Rudolf. Kód článku: 010723 Vyšlo v MM: 2001 / 7, 11.07.2001 v rubrice Trendy / Knihy, Strana 26 [cit. 03. 12. 2017]. Dostupné z:

https://www.mmspektrum.com/clanek/pocitacova-simulace-tvareni-plechu.html

12. 2017]. Dostupné z: http://umi.fs.cvut.cz/wpcontent/uploads/2014/08/3_2struktura-a-vlastnostni-materialu-a-jejich-zkouseni.pdf

[14] ČSN EN ISO 6892-1. Kovové materiály – Zkoušení tahem – Část 1: Zkušební metoda za pokojové teploty. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2010. 8 – 31. s. ICS 77.040.10

[15] VYŠOHLÍD, Vladimír. Zinkové povlaky v lakovnách. MM spektrum [online].

2004 [cit. 28. 12. 2017]. Dostupné z: https://www.mmspektrum.com/clanek/zinkove-povlaky-v-lakovnach.html

[16] NIKODÝM, Lukáš. Modifikace Charpyho kladiva a metodika měření. Praha, 2015. DIPLOMOVÁ PRÁCE. ČVUT v Praze. Vedoucí práce Ing. František Tatíček Ph.D.

[17] VDA 239-100: 2011-08. Verban der Automobilindustrie e.V.

[18] TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI - FAKULTA STROJNÍ. TUL.

http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce/09.htm

[19] FUSEK, Martin, Radim HALAMA, Matematika pro inženýry 21. století. Plzeň:

Západočeská univerzita v Plzni [online]. [cit. 18. 11. 2017]. Dostupné z:

http://mi21.vsb.cz/sites/mi21.vsb.cz/files/unit/metoda_konecnych_prvku_a_hranicnich_

prvku.pdf

[20] TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI - FAKULTA STROJNÍ. TUL.

Katedra strojírenské technologie - Oddělení tváření kovů. Technologie tváření kovů [online]. [cit. 28. 12. 2017]. Dostupné z:

http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/stud_materialy/spt/fld.pdf

Seznam obrázků

Obrázek 2-1, Závislost velikosti přetvárného odporu na stupni deformace [2] ... 11

Obrázek 2-2, Změna mechanických vlastností v závislosti na stupni přetvoření [2] ... 11

Obrázek 3-1, Faktory ovlivňující tvářitelnost [5] ... 12

Obrázek 3-2, Horní díl nástroje-tažnice ... 13

Obrázek 3-3, Dolní díl nástroje-tažník ... 13

Obrázek 3-4, Napjatost ve výtažku [18] 1) přidržovač, 2) tažník, 3) tažnice, 4) tažený materiál .... 13

Obrázek 3-5, Tření [7] ... 14

Obrázek 3-6, Brzdící drážky [9] ... 15

Obrázek 3-7, Rozložení napětí v ohybu [11] ... ... 15

Obrázek 3-8, Schéma technologie stříhání [11] ... 16

Obrázek 5-1, Schéma tahového diagramu [20] ... 21

Obrázek 5-2, Princip odebírání zkušebních těles [16] ... 23

Obrázek 5-3, Schéma zkoušky [16] ... 24

Obrázek 5-4, Tvar trhliny [16] ... 24

Obrázek 5-5, Schéma Fukuiho zkoušky [16] ... 24

Obrázek 6-1, Síť konečných prvků před simulací hlubokého tažení ... 25

Obrázek 6-2, Síť konečných prvků po simulaci hlubokého tažení ... 25

Obrázek 7-1, Umístění odebíraného segmentu ... 26

Obrázek 7-2, Ukázka defektu na dílu ... 26

Obrázek 7-3, Ploché zkušební těleso dle normy ČSN EN ISO 6892-1 [14] ... 27

Obrázek 7-4, Trhací stroj, detail upnutí vzorku ... 27

Obrázek 7-5, Zkušební vzorek před a po zkoušce ... 27

Obrázek 7-6, Definování materiálu pro numerickou simulaci v AutoFormu ... 29

Obrázek 7-7, Síly přidržovače... 29

Obrázek 7-8, Nastavení velikosti síly brzdících lišt ... 30

Obrázek 7-9, Nastavení simulace, přesnost a pokročilé parametry ... 31

Obrázek 7-10, Nastavení simulace, koeficient tření ... 31

Obrázek 7-11, Ztenčení, ukázka reportu z AutoFormu ... 31

Obrázek 7-12, Nanesené sítě před lisovací operací 20... 32

Obrázek 7-13, Model ... 32

Obrázek 7-14, Argus, ukázka identifikace sítě ... 33

Obrázek 7-15, Výstup měření ztenčení systémem ARGUS ... 33

Obrázek 7-16, Přehled měřených deformačních sítí pro šarži 19. 5. 2017 ... 33

Obrázek 8-1, Kritická místa ... 34

Seznam tabulek

Tabulka 1, Požadavky na materiál ... 26

Tabulka 2, Chemické složení dle normy ... 26

Tabulka 3, Hodnoty získané z tahové zkoušky ... 28

Tabulka 4, Přehled vyhodnocení jednotlivých oblastí ... 34

Tabulka 5, Ztenčení po lisovací operaci 20, AutoFom + Argus ... 35

Tabulka 6, Kritické hodnoty ztenčení + mechanické vlastnosti ... 36

Seznam příloh na CD:

Zkouška tahem:

Výsledky tahových zkoušek, grafy-pdf Argus GOM:

Výsledky měření pro šarži 7. 12. 2017-jpg Výsledky měření pro šarži 19. 5. 2017-jpg AutoForm:

Výstupy z numerických simulací-pdf

In document HODNOCENÍ VLIVU MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ NA KONEČNOU KVALITU VÝLISKU (Stránka 33-0)