Doświadczalno-teoretyczne wyznaczanie krzywej odkształceń granicznych

The paper presents a method for determining forming limit curves based on a combination of experiments with finite element analysis. In the experiment a set of 6 samples with different geometries underwent plastic deformation in stretch forming till the appearance of fracture. The heights of the stamped parts at fracture moment were measured. The sheet - metal forming process for each sample was numerically simulated using Finite Element Analysis (FEA). The values of the calculated plastic strains at the moment when the simulated cup reaches the height of the real cup at fracture initiation were marked on the FLC. FLCs for stainless steel sheets: ASM 5504, 5596 and 5599 have been determined. The resultant FLCs are then used in the numerical simulations of sheet - metal forming. A comparison between the strains in the numerically simulated drawn - parts and limit strains gives the information if the sheet - metal forming process was designed properly.Duże znaczenie procesów tłoczenia blach w przemyśle wynika z faktu, że umożliwiają one produkcję różnych elementów od drobnej galanterii metalowej po duże elementy karoserii samochodowych i poszyciowe elementy samolotów. Ze wzrostem zapotrzebowania na wyroby tłoczone rośnie znaczenie umiejętności przewidywania zachowania się blachy podczas procesu kształtowania. W tym celu wykorzystuje się krzywe odkształceń granicznych, które stanowią granicę, powyżej której następuje pękanie wytłoczek. Najczęściej, mimo wielu trudności, krzywe odkształceń granicznych wyznacza się doświadczalnie poprzez pomiar odkształcenia materiału blachy. Chociaż dzisiaj są dostępne nowoczesne, optyczne systemy pomiarowe, to wyznaczanie krzywych odkształceń granicznych dla niektórych materiałów, takich jak: wysokowytrzymałe stopy tytanu czy analizowane w pracy wysokowytrzymałe i odporne na korozję stale stosowane w przemyśle lotniczym, nadal stanowi problem. Dlatego autorzy pracy w celu wyznaczenia KOG dla blach stalowych ASM 5504, 5596 i 5599 zdecydowali się na połączenie badań eksperymentalnych z analizą elementów skończonych. W tym celu zestaw 6 wykrojek o zróżnicowanej geometrii poddano tłoczeniu za pomocą sztywnego, półkulistego stempla aż do pojawienia się pęknięcia wytłoczek. W momencie pękania rejestrowano głębokość wytłoczenia. Następnie modelowano proces kształtowania tych wytłoczek przy użyciu metody elementów skończonych. Obliczone wartości odkształceń w momencie, gdy symulowane wytłoczki osiągały głębokość wytłoczek rzeczywistych w momencie ich pękania naniesiono na wykres odkształceń granicznych w układzie maksymalnych (oś Y) i minimalnych (oś X) odkształceń głównych. Tak wyznaczone krzywe odkształceń granicznych służą ocenie przydatności blachy do procesów tłoczenia