Nghiên cứu hiện tượng đàn hồi trong quá trình tạo hình thép tấm dự đoán, mô phỏng hiện tượng đàn hồi sử dụng phần mềm fem ứng dụng cho chi tiết thép tấm dạng u bằng vật liệu spcc 1

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH MINH GIẢI NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI TRONG QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH THÉP TẤM – DỰ ĐỐN, MƠ PHỎNG HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI SỬ DỤNG PHẦN MỀM FEM ỨNG DỤNG CHO CHI TIẾT THÉP TẤM DẠNG U BẰNG VẬT LIỆU SPCC-1 CHUYÊN NGÀNH : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HUỲNH MINH GIẢI Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 28 – 12 1979 Nơi sinh : Qui Nhơn - Bình Định Chun ngành : CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Khố (Năm trúng tuyển) : K15 (2004) 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI TRONG QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH THÉP TẤM – DỰ ĐỐN, MƠ PHỎNG HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI SỬ DỤNG PHẦN MỀM FEM ỨNG DỤNG CHO CHI TIẾT THÉP TẤM DẠNG U BẰNG VẬT LIỆU SPCC -1 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu vấn đề tượng đàn hồi sau trình tạo hình sản phẩm kim loại - Nghiên cứu tượng đàn hồi sau trình tạo hình cho chi tiết thực nghiệm dạng U vật liệu thép SPCC – 1; sử dụng phần mềm EFM (eta/DYNAFORM) việc phân tích, mơ dự đốn tượng đàn hồi sau trình tạo hình mơ hình chi tiết thực nghiệm 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 27 – – 2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 10 – 12 – 2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LƯU PHƯƠNG MINH Nội dung đề cương Luận văn Thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) Lời nói đầu Lời nói đầu Công nghệ tạo hình kim loại giới nghiên cứu, phát triển ứng dụng rộng rãi Bên cạnh kỹ thuật tạo hình truyền thống đúc, rèn, dập, uốn, cán, với phương pháp tạo hình tạo hình lazer, tạo hình điện từ, với kết hợp, hỗ trợ máy tính việc tính toán, mô trình tạo hình sản phẩm, giúp cho việc tạo chi tiết sản phẩm có hình dạng phức tạp, đạt độ xác cao Tạo hình chi tiết sản phẩm kim loại phần lónh vực tạo hình kim loại Các chi tiết sản phẩm kim loại đóng vai trò quan trọng sử dụng phổ biến đời sống kỹ thuật sản suất nghành sản xuất đồ gia dụng, thực phẩm, đóng gói, điện tử, điện máy, kỹ thuật giao thông .Việc tạo hình xác cho sản phẩm kim loại nói chung sản phẩm nói riêng có ý nghóa quan trọng, đáp ứng nhu cầu độ xác sản phẩm nhiều nghành kỹ thuật-sản xuất khác Hiện tượng đàn hồi (springback) sau trình tạo hình tác động trình tạo hình xác kim loại Hiện tượng đàn hồi có ảnh hưởng nhiều đến hình dáng chất lượng chi tiết sản phẩm đòi hỏi độ xác cao sau tạo hình Với ý nghóa thực tiễn nhu cầu đạt chất lượng độ xác cho sản phẩm, tượng đàn hồi nhận quan tâm nhà khoa học, trung tâm nghiên cứu giới vớ nghiên cứu ứng dụng đưa số hội thảo, báo cáo nghiên cứu này phần nêu lên tác động, ảnh hưởng tượngï đàn hồi chi tiết sản phẩm sau tạo hình hình dạng hình học chất lượng sản phẩm, với biện pháp hạn chế, bù đàn hồi khác qua thấy ý nghóa cần thiết việc tìm hiểu, nghiên cứu tượng Lời nói đầu Luận văn Thạc só thực với đề tài “Phân tích ảnh hưởng tượng đàn hồi trình tạo hình kim loại tấm-Mô phỏng, dự đoán tượng đàn hồi FEM ứng dụng cho chi tiết thép dạng u vật liệu SPCC-1”, với mục tiêu nghiên cứu, tìm hiểu tượng đàn hồi sau trình tạo hình thép tấm, thông số tác động đến hình thành tượng đàn hồi học vật vật liệu tấm, thông số hình học thông số trình, đề tài thực việc nghiên cứu tượng tượng đàn hồi chi tiết cụ thể dạng U vật liệu thép SPCC-1 với tính toán, phân tích kết hợp với phần mềm mô eta/DynaForm, từ có có nêu dự đoán, biện pháp hạn chế, bù đàn hồi cho trình tạo hình chi tiết thực nghiệm Em xin chân thành cảm ơn thầy TS LƯU PHƯƠNG MINH đặt vấn đề nội dung nghiên cứu cho đề tài hướng dẫn tận tình, chu đáo Thầy từ thực Đề cương luận văn hoàn thành Luận văn Thạc Só Quá trình thực đề tài, em tham khảo nhiều tài liệu khác nhằm tìm hiểu, rút phân tích thích hợp liên quan tới nội dung nghiên cứu, tự tìm hiểu cách sử dụng phần mềm mô nhằm hỗ trợ tốt cho việc nghiên cứu chi tiết thực nghiệm Nội dung đề tài chắn không tránh khỏi nhiều thiếu sót, không rõ ràng, mạch lạc cách trình bày xếp, chưa thể tưởng, nội dung cách cô đọng, xác vấn đề trình bày, em mong nhận xét, đánh giá ý kiến q báu từ q thầy cô nội dung luận văn giúp em có ý tưởng hiểu biết tốt vấn đề nghiên cứu, mà đồng thời ý kiến có ích giúp cho công việc nghiên cứu khoa học, công việc thực tế em sau Em xin chân thành cảm ơn xin chúc sức khỏe tới q thầy cô Mục lục Mục lục Mở đầu Mục lục hình vẽ Bảng ký hiệu Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan trình tạo hình thép 1.2 Vấn đề đàn hồi sau trình tạo hình (springback)và mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Vấn đề đàn hồi sau trình tạo hình 1.2.2 Một số báo cáo nghiên cứu tượng đàn hồi sau trình tạo hình kim loại 1.2.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 25 1.3 Kết luận 27 Chương CÁC THÔNG SỐ CƠ HỌC VẬT LIỆU TẤM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ĐẾN HIỆN TƯNG ĐÀN HỒI SAU QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH 28 2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới tính học vật liệu 28 2.1.1 Mối liên hệ ứng suất biến dạng trình tạo hình kim loại 29 2.1.2 Mối liên hệ Độ bền uốn - Tổng độ giãn dài thép độ bền cao 32 2.1.3 Mối liên hệ Độ bền kéo – Tổng độ giãn dài thép độ bền cao 33 2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình tạo hình 33 2.2 Kết luận 40 Chương QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH KIM LOẠI TẤM VÀ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH TỚI SỰ HÌNH THÀNH HIỆN TƯNG ĐÀN HỒI SAU QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH 42 3.1 Caùc yếu tố trình tạo hình 42 3.1.1 Biến dạng trình tạo hình 43 Mục lục 3.1.2 Ứng suất trình tạo hình 44 3.1.3 Các phương thức biến daïng 49 3.2 Đường cong giới hạn tạo hình (FLC – Forming Limit Curves) 52 3.3 Hiện tượng đàn hồi trình tạo hình 53 3.3.1 Nguyên nhân hình thành tượng đàn hồi 54 3.3.2 Các loại sai lệch chủ yếu tượng đàn hồi sau trình tạo hình 57 A Thay đổi góc 57 B Cong thành bên chi tieát 58 C Cong veânh 62 D Thay đổi hình dáng tổng thể 63 E Sự xáo trộn bề mặt 64 3.6 Kết luận 64 Chương PHÂN TÍCH HIỆN TƯNG ĐÀN HỒI SAU QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH UỐN TẤM – DỰ ĐOÁN, KIỂM SOÁT VÀ BÙ ĐÀN HỒI 66 4.1 Quá trình uốn 66 4.1.1 Các thông số trình uốn 66 4.1.2 Hieän tượng đàn hồi sau trình uốn 70 4.2 Phân tích yếu tố tác động đến tượng đàn hồi trình tạo hình 72 4.2.1.Các yếu tố vật liệu 72 4.2.1.1 Độ bền vật liệu 72 4.2.1.2 Module đàn hồi vật lieäu 74 4.2.1.3 Hệ số biến dạng – biến cứng 75 4.2.1.4 Tính đẳng hướng 76 4.2.2 Các thông số hình học 77 4.2.2.1 Độ dày 77 4.2.2.2 Bán kính uốn 78 4.2.2.3 Hình dáng hình học chi tiết thiết kế khuôn 78 4.2.3 Các thông số trình tạo hình 79 Mục lục 4.2.3.1 Lực tạo hình 79 4.2.3.2 Nhiệt độ trình điều kiện bôi trơn 80 4.3 Dự đoán kiểm soát tượng đàn hồi trình tạo hình thép – Vấn đề bù đàn hoài 81 4.3.1 Từ yếu tố vật liệu 81 4.3.2 Từ thông số hình học 82 4.3.3 Từ thông số trình tạo hình 82 4.3.4 Vấn đề bù đàn hồi trình tạo hình 83 4.4 Kết luận đưa mô hình thực nghiệm cho trình nghiên cứu tượng đàn hồi sau trình tạo hình 83 Chương PHÂN TÍCH HIỆN TƯNG ĐÀN HỒI TRÊN MẪU CHI TIẾT THÉP TẤM VẬT LIỆU SPCC-1 DẠNG U–MÔ PHỎNG, DỰ ĐOÁN SỬ DỤNG eta/DYNAFORM –PHƯƠNG PHÁP BÙ ĐÀN HỒI 96 5.1 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng tượng đàn hồi đến thay đổi góc uốn bán kính uốn sau trình dập chi tiết dạng U 96 5.1.1 Các thông số trình 96 5.1.2 Các kết tính toán 98 A Các tính toán theo công thức thực nghieäm 99 B Các tính toán từ thông số chi tiết tạo hình thực tế 101 C Các tính toán từ kết mô mô hình chi tiết eta/DynaForm 107 5.3 Nhận xét kết 116 5.4 Dự đoán hạn chế hình thành tượng đàn hồi mô hình chi tiết thực nghiệm dạng U phương pháp bù đàn hồi 117 5.5 Kết luận 118 Chương6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 121 6.1 Kết luận 121 6.2 Hướng phát triển đề tài 122 Tài liệu tham khaûo Mục lục hình Mục lục hình bảng thuyết minh Chương Hình 1.1 Một số phận thân xe ôtô sử dụng thép tạo hình Hình 1.2 Một số khuyết tật tạo hình tượng đàn hồi Hình 1.3 Minh họa tượng đàn hồi sau trình uốn Hình 1.4 Minh họa tượng đàn hồi ngược biểu đồ Biến dạng-Ứng suất Hình 1.5 Mô hình nhôm (Ford Aluminum Decklid) 10 Hình 1.6 Các mô hình dầm thép chịu lực cao (DCX/DCAG) lan cang thép (GM) 11 Hình 1.7 Mô hình uốn dạng L phân bố sức căng uốn trước rời khỏi dụng cụ tạo hình 12 Hình 1.8 Phân bố sức căng vùng II phân bố sức căng vùng III với bán kính uốn khác 13 Hình 1.9 Mối liên hệ góc đàn hồi cường độ uốn vật liệu 14 Hình 1.10 a) Mối liên hệ góc đàn hồi tỉ số R/t b) Mối liên hệ bán kính uốn tối thiểu độ giãn dài tới hạn 15 Hình 1.11 Các biên dạng chủ yếu gập mép cho 17 Chương 22 Hình 2.1 Biểu đồ đường cong ứng suất – biến dạng thực số loại vật liệu 25 Hình 2.2 Biểu đồ logaric ứng suất – biến dạng thực 26 Hình 2.3 Mối liên hệ Độ bền uốn - Tổng giãn dài thép độ bền cao 27 Hình 2.4 Mối liên hệ Độ bền kéo - Tổng giãn dài thép độ bền cao 27 Hình 2.5 Các đường cong Ứng suất – Biến dạng thép độ bền cao hợp kim thấp (HSLA) 29 Hình 2.6 Ảnh hưởng nhiệt độ trình tạo hình 31 Hình 2.7 Ảnh hưởng tốc độ biến dạng trình tạo hình 33 Mục lục hình Hình 2.8 Ảnh hưởng số mũ biến dạng – biến cứng 34 Chương 36 Hình 3.1 Phần tử mẫu kiểm tra kéo 36 Hình 3.2 Biểu đồ ứng suất chảy tức thời phần tử vật liệu sau biến dạng thí nghiệm kéo 39 Hình 3.3 Ứng suất mặt phẳng biến dạng 40 Hình 3.4 Phần tử ứng suất thể trạng thái ứng suất chia thành thành phần ứng suất lệch ứng suất thủy tónh 41 Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn thành phần số gia biến dạng trạng thái ứng suất khác quanh q đạo đường cong von-Mises 43 Hình 3.6 Hình 3.6 Biểu đồ biến dạng thể phương thức biến dạng khác tương ứng với tỉ số biến dạng khác 43 Hình 3.7 Hình 3.7 Các qui tắc thể ứng suất-biến dạng tương ứng với đường cong thực nghiệm 44 Hình 3.8 Quá trình thể không gian biến dạng 45 Hình 3.9 Các FLC thực nghiệm loại thép mềm, HLSA DP với độ dày 1,2mm 47 Hình 3.10 Biểu đồ ứng suất – biến dạng với tượng đàn hồi 49 Hình 3.11 Sự thay đổi góc chi tiết sau tạo hình 51 Hình 3.12.Thành bên chi tiết bị cong chi tiết sau tạo hình 52 Hình 3.13 Biểu đồ minh họa hình thành độ cong thành bên chi tiết sau tạo hình 53 Hình 3.14 Biểu đồ minh họa ảnh hưởng tính chất hóa bền tới hình thành tượng đàn hồi sau tạo hình 54 Hình 3.15 Mối liên hệ góc uốn (bán kính uốn) với độ bền kéo 54 Hình 3.16 Mối liên hệ độ bền kéo độ cong thành bên 55 Hình 3.17 Các moment xoắn tạo ứng suất dư 20 20 18 18 16 16 Góc đàn hồi ∆α (độ) Góc đàn hồi ∆α (độ) Chương 14 12 10 14 12 10 8 6 4 2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 a) Chiều dày t(mm) 1,0 Đường cong từ công thức thực nghiệm Đường cong từ chi tiết thực tế Đường cong từ mô hình mô 0 b) 10 15 Bán kính uốn ru(mm) Hình 5.21 a) Biểu đồ quan hệ chiều dày góc đàn hồi b) Biểu đồ quan hệ bán kính uốn góc đàn hồi Trang 116 20 Chương 5.3 Nhận xét kết quả: - Các tỉ số đàn hồi xác định từ công thức tính toán có giá trị lớn so với tỉ số đàn hồi tính từ số đo mẫu thực nghiệm, góc tái đàn hồi từ công thức tính toán có giá trị nhỏ so với góc tái đàn hồi đo từ mẫu thực nghiệm - Với bán kính uốn ru = 10mm, tỉ số đàn hồi ki tỉ lệ thuận với chiều dày ti tương ứng, hay nói cách khác góc tái đàn hồi ∆αi tỉ lệ nghịch với chiều dày ti (Hình 5.4) - Với chiều dày t =0,7mm, tỉ số đàn hồi ki tỉ lệ nghịch với bán kính uốn ru,i tương ứng, hay nói cách khác góc tái đàn hồi ∆αi tỉ lệ thuận với bán kính uốn ru,i tương ứng (Hình 5.5) - Khi thực mẫu thực nghiệm tương ứng với mẫu M3 vật liệu thép cacbon thông thường, kết cho thấy, mẫu tạo hình tương ứng có tỉ số đàn hồi cao, chi tiết tạo gần bị ảnh hưởng tượng đàn hồi sau trình tạo hình so với vật liệu tạo hình thép độ bền cao Điều giải thích vật liệu thép chi tiết tạo hình có giới hạn chảy, giới hạn bền cao độ cứng cao, độ dẻo thấp đi, khả tạo hình khó khăn hơn, dễ xuất hiện tượng đàn hồi sau trình tạo hình - Các kết tính toán có khác nhau: + Đối với việc tính toán công thức với thông số thiết kế mong muốn chi tiết vật liệu cho thu kết độ lệch góc, bán kính sau uốn tỉ số đàn hồi trường hợp khác có độ sai khác so với kết từ mẫu tạo hình thực nghiệm lớn sai khác thu từ kết mô hình mô mẫu thực nghiệm phần mềm eta/DynaForm so với chi tiết tạo hình thực tế + Có thể thấy đường cong từ thực nghiệm gần đường cong từ mô hình so với đường cong tính toán từ công thức Trang 117 Chương + Trên biểu đồ thể mối liên hệ Chiều dày – Góc đàn hồi thể mối quan hệ tỉ lệ nghịch chiều dày t với góc đàn hồi, hay tỉ lệ thuận với tỉ số đàn hồi + Trên biểu đồ thể mối liên hệ Bán kính uốn - Góc đàn hồi, thể mối quan hệ tỉ lệ thuận bán hính uốn với góc đàn hồi, hay tỉ lệ nghịch với tỉ số đàn hồi 5.4 Dự đoán hạn chế hình thành tượng đàn hồi mô hình chi tiết thực nghiệm dạng U phương pháp bù đàn hồi: Vật liệu thép SPCC-1 loại thép cán nguội có độ bền cao độ cứng cao, độ dẻo tương đối thấp nên khó khăn trình tạo hình Độ sai lệch hình dáng hình học dạng U chi tiết xuất đàn hồi sau tình tạo hình thường dạng: - Sự cong vênh hai dầu chi tiết: tượng thường xuất với chi tiết có chiều dài lớn nhiều so với chiều dài tiết diện ngang (l > 5t) Do đó, trường hợp mẫu thực nghiệm, tượng không xuất - Độ cong hai thành bên chi tiết: tượng thường xuất chiều cao thành bên chi tiết lớn so với chiều dài tiết diện ngang chi tiết có chiều dày t mỏng Có thể thấy mô hình mô trình tạo hình phần mềm eta/DynaForm, hai bên thành bên chi tiết, ứng suất tập trung nhiều, vị trí thành bên, gần đáy chi tiết, ứng suất nguy hiểm tập trung gần lớn phân bố dần hai đầu phía chi tiết Qua mô phỏng, dự đoán vùng ứng suất nguy hiểm xuất trình tạo hình thực tế, từ có pháp hạn chế xử lí Đối với chi tiết thực nghiệm, độ cao chi tiết nhỏ so với chiều dày tiết diện ngang nên xảy tượng cong thành bên - Sự thay đổi góc uốn hay bán kính uốn: tượng dễ thấy nhiều chi tiết tạo hình dạng U Sự thay đổi bị tác động nhiều nguyên nhân: Trang 118 Chương + Cũng tượng cong thành bên, thay đổi góc phần chiều cao thành bên lớn so với chiều dài tiết diện ngang, nhung trường hợp thông số hình học này, mẫu thực nghiệm chịu ảnh hưởng tác động + Độ dày tấm, phân tích, tỉ lệ thuận với tỉ số đàn hồi tỉ lệ nghịch với thay đổi góc uốn Đối với mẫu thực với thông số hình học thiết kế, mẫu có chiều dày lớn có thay đổi góc uốn Trong mô hình mô eta/DynaForm, thấy thông số điều kiện ràng buộc, mô hình có độ dày lớn thay đổi góc uốn nhỏ + Một thông số quan trọng góc uốn chi tiết, thông số thể hình dáng hình học chi tiết theo yêu cầu an toàn kỹ thuật, góc uốn tỉ lệ nghịch với tỉ số đàn hồi tỉ lệ thuận với thay đổi góc uốn Đối với mẫu thực với chiều dày thông số hình học khác, mẫu có góc uốn lớn dễ xuất thay đổi góc Cũng mô hình mô eta/Dynaform, thấy với thông số khác điều kiện ràng buộc, mô hình có góc uốn lớn có thay đổi góc lớn hơn, - Ngoài ra, với hỗ trợ mô phần mềm eta/DynaForm, trình tạo hình thực theo nhiều bước xử lí khác Dựa đường cong giới hạn tạo hình FLC, mô lực, ứng suất, thấy phân bố ứng suất phân bố biến dạng toàn chi tiết bước tạo hình khác nhau, từ đưa nhận xét kết luận nhằm xử lý biến dạng đồng hơn, đồng thời xử lí vùng có tập trung ứng suất nguy hiểm cao Với hỗ trợ xử lí kịp thời này, giúp cho việc dự đoán, hạn chế xuất sai lệch hình dáng, nếp nhăn, nứt gẫy bên chi tiết Trang 119 Chương 5.5 Kết luận: - Việc thực mẫu thực nghiệm với tính toán kết tượng đàn hồi sau trình tạo hình thự tính từ thông số thiết kế chi tiết, tính từ thông số thực nghiệm từ trình mô cho mô hình thực nghiệm - Vật liệu thép sử dụng thực nghiệm thép cán nguội độ bền cao SPCC-1 Đây loại thép có độ cứùng cao, chịu va đập mài mòn, sử dụng nhiều thực tế làm sản phẩm gia dụng, thiết bị chứa, vỏ che chắn, thiết bị, phụ tùng xe gắn máy ôtô - Việc sử dụng vật liệu thép độ bền cao yêu cầu thiết kế kỹ thuật, với tính giới hạn chảy giới hạn bền cao, nên tính dẻo thấp dẫn tới việc tạo hình tương đối khó khăn, dễ bị sai lệch hình dáng chi tiết sau tạo hình, trường hợp dập Do việc lựa chọn vật liệu phương pháp tạo hình phù hợp thiết kế chi tiết điều quan trọng - Dự đoán hạn chế xuất hiện tượng tượng đàn hồi thông qua hiểu biết hiệu chỉnh thiết kế hình học chi tiết, khuôn tạo hình thông số trình tương ứng nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật chi tiết đảm bảo độ xác, chất lượng chi tiết sản phẩm vấn đề quan tâm Do đó, bên cạnh việc tạo chi tiết mẫu thử, từ rút kết thực nghiệm cần thiết áp dụng cho trình tạo hình thực tế ngày nay, với hỗ trợ máy tính nhiều phần mềm tính toán, mô FEM giúp cho việc mô phỏng, dự đoán trình tạo hình hình thành đàn hồi sau trình tạo hình cách xác hơn, hạn chế dần thực nghiệm không cần thiết Đề tài sử dụng phần mềm eta/DynaForm việc mô trình tạo hình tượng đàn hồi sau trình đàn hồi chi tiết thực nghiệm Từ có so sánh kết từ công thức tính toán thực nghiệm, kết từ trình mô với kết từ chi tiết tế hình thực tế nhằm xác định rõ ảnh hưởng Trang 120 Chương thông số khác đến hình thành tượng đàn hồi Qua có dự đoán hình thành đàn hồi dạng chi tiết tạo hình thực nghiệm với thông số vật liệu, thông số hình học cho, dự đoán giúp cho việc hạn chế loại bỏ ứng suất dư không cần thiết phương pháp tinh chỉnh thông số hình học chi tiết khuôn cách phù hợp, điều chỉnh trình bù đàn hồi cho trình tạo hình thực tế cách có hiệu Với việc tạo hình mẫu thực nghiệm chi tiết dạng U vật liệu thép SPCC-1 hướng nghiên cứu vềà hình thành đàn hồi trình tạo hình phát triển, mở rộng chi tiết có hình dạng phức tạp khác vật liệu thép có độ bền cao Và nghiên cứu có ý nghóa thực tế cho trình tạo xác cho chi tiết với việc kết hớp với phân tích thực nghiệm mô chi tiết phần mềm FEM khác nhằm đạt chất lượng sản phẩm mong muốn cách có hiệu , giảm thời gian chi phí cho trình sản xuất Trang 121 Chương Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận: Vấn đề tạo hình xác cho sản phẩm từ vật liệu kim loại đề tài cho nhiều nghiên cứu Các trình tạo hình kim loại vậy, với sản phẩm tạo hình từ mà bắt gặp nơi, ứùng dụng nhiều sống ngành kỹ thuật khác nhau, với đa dạng vật liệu, hình dáng chủng loại Trong số lónh vực, với yêu cầu chất lượng kỹ thuật sản phẩm tạo kỹ thuật sản xuất ôtô, đóng tàu, sản phẩm gia dụng điện - điện tử , việc nghiên cứu sử dụng vật liệu thép độ bền cao nhằm làm đảm bảo yêu cầu tính sử dụng, giảm khối lượng cho sản phẩm, tiết kiệm chi phí cho trình sản xuất nhiều công ty, trung tâm nghiên cứu giới quan tâm phát triển Hiện nay, việc nghiên cứu trình tạo hình xác, tượng đàn hồi sau tạo hình cho thép nước ta hạn chế số sở, công ty lớn yêu cầu sản phẩm tạo hình độ xác cao chưa nhiều Đề tài nghiên cứu tượng đàn hồi trình tạo hình cho thép tấm, hướng nghiên cứu độ xác cho sản phẩm gia công tạo hình Với tìm hiểu trình tạo hình kim loại tấm, nghiên cứu xuất hiện tượng đàn hồi, tác động gây cho sản phẩm sau tạo sai lệch hình dáng hình học chi tiết, xuất vết nhăn, chí gây vết nứt gẫy bên chi tiết , đề tài phân tích yếu tố ảnh hưởng đến xuất đàn hồi trình tạo hình từ yếu tố vật liệu thép tấm, từ thông số hình học chi tiết khuôn từ thông số trình tạo hình, qua đó dự đoán, tìm Trang 122 Chương phương pháp kiểm soát, hạn chế xuất hiện tượng đàn hồi, bù đàn hồi cần thiết Vật liệu sử dụng nghiên cứu thực nghiệm đề tài chủng loại thép cán nguội SPCC-1, loại thép cán nguội độ bền cao, sử dụng nhiều việc sản xuất sản phẩm gia dụng, phụ tùng, thiết bị xe máy ôtô Loại thép gần nhận quan tâm để đầu tư sản xuất nước mang tính ứng dụng kinh tế cao đối, sử dụng cho việc tạo hình chi tiết xác cho kỹ thuật sản xuất ôtô Đề tài thực tính toán, so sánh thông số thu từ tính toán công thức thực nghiệm, từ thông số chi tiết tạo hình thực tế từ mô hình mô trình tạo hình phần mềm eta/DYNAFORM mẫu chi tiết dạng U vật liệu SPCC-1 với kết có được: + Với vật liệu chọn SPCC-1, số liệu tính thể ảnh hưởng thông số hình học chiều dày, bán kính (góc uốn) đến xuất đàn hồi lớn + Các thông số thu từ phần mềm eta/Dynaform có sai khác không nhiều so với kết thực tế Sự sai khác nhiều nghiên nhân khác thông số trình mô chưa thật đầy đủ, trình xử lý lưới mô phỏng, sai số hệ thống trình tạo hình nhìn chung ứng dụng phần mềm việc mô dự đoán cho trình tạo hình thực tế + Từ mối liên hệ có thông số tính toán trình mô rút nhận xét, dự đoán xuất đàn hồi bù đàn hồi trình tạo hình chi tiết dạng U vật liệu SPCC-1, từ liên hệ cho việc nghiên cứu tìm hiểu vấn đề đàn hồi chi tiết có biên dạng khác vật việt thép độ bền cao khác Em xin chân thành cảm ơn đề xuất đề tài hướng dẫn tận tình thầy TS Lưu Phương Minh từ thực đề cương hoàn thành luận văn Mặc dù có Trang 123 Chương tìm hiểu nghiên cứu vấn đề tạo hình xuất hiện tượng đàn hồi sau tạo hình, mô tạo hình, đề tài tránh khỏi nhiều thiếu sót không rõ ràng việc tình bày, mong thông cảm góp ý thêm q thầy cô 6.2 Hướng phát triển đề tài: • Nghiên cứu sâu tác động tượng đàn hồi vật liệu kim loại khác tạo hợp kim nhôm, titan, chủng loại thép có độ bền cao tiên tiến (AHSS), hay vật liệu đa lớp kim loại – polymer – kim loại • Nghiên cứu tìm hiểu thêm biện pháp nhằm giảm hạn chế xuất hiện tượng đàn hồi quan tâm vấn đề bù đàn hồi phương pháp tối ưu hóa bề mặt hình học dụng cụ tạo hình sử dụng mô hình mạng thần kinh nhân tạo (Artificial Neural Network), điều khiển mờ (Fuzzy control) , kết hợp với tính toán FEM thông số trình cho việc tối ưu hóa hình dáng hình học dụng cụ tạo hình Qua đưa biện pháp nhằm bù đàn hồi thích hợp • Nghiên cứu tượng đàn hồi cho trình tạo hình sản phẩm thép cụ thể cán, dập sâu • Sử dụng phần mềm FEM chuyên dụng Ansys, Abaqus, LS-DynaForm, Deform, Autoform kết hợp thông số trình phân tích, mô đưa biện pháp xửû lý đàn hồi trình tạo hình cụ thể cách chi tiết, rõ ràng • Xây dựng mô hình toán học, biểu đồ, bảng liên hệ thông số ảnh hưởng đến tạo thành tượng đàn hồi sau trình phương pháp tạo hình tổng quát khác nhau, liên quan tới vật liệu thông số hình học chi tiết tạo hình Đây hướng nghiên cứu thực để mở rộng đề tài hay nghiên cứu sâu vần đề tạo hình xác, tượng đàn hồi sau trình tạo hình vật liệu kim loại khác với phương pháp tạo hình khác thực tế sản xuất Với hiểu biết hạn chế, em mong nhận ý kiến, nhận xét Trang 124 Chương q báu từ q thầy cô cho việc cần bổ sung, hướng nghiên cứu cần phải tìm hiểu thêm, nhằm giúp cho việc hiểu biết thêm vấn đề nghiên cứu đề tài rõ ràng, xác phù hợp với thực tế Trang 125 Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo [1] Trần Nhất Dũng - Nguyễn Bảo Quốc, Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn - Lý Thuyết Lập Trình, Tập Và Tập 2, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 2003 [2] Phạm Thanh Hoan - Vũ Quốc Anh, Tính Toán Kết Cấu Bằng Phần Mềm ANSYS (Version 10.0), Nxb Xây Dựng, 2006 [3] Phan Đình Huấn, Bài Tập Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn, Tập 1, Nxb Tp Hồ Chí Minh, 2000 [4] Hà Minh Hùng - Đinh Bá Trụ, Lý Thuyết Biến Dạng Dẻo, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 2003 [5] Nghiêm Hùng, Vật Liệu Học Cơ Sở, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 2002 [6] Nguyễn Việt Hùng - Nguyễn Trọng Giảng, ANSYS & Mô Phỏng Số Trong Công Nghiệp Bằng Phần Tử Hữu Hạn, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 2003 [7] Nguyễn Xuân Lựu, Lý Thuyết Đàn Hồi, Nxb Giao Thông Vận Tải, Hà Nội, 2005 [8] Nguyễn Văn Phái - Trương Tích Thiện - Nguyễn Tường Long - Nguyễn Định Giang, Giải Bài Toán Cơ Học Bằng Chương Trình ANSYS, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 2003 [9] Nguyễn Tất Tiến, Lý Thuyết Biến Dạng Dẻo Kim Loại, Nxb Giáo Dục, 2004 [10] Lê Hoàng Tuấn-Bùi Công Thành, Sức Bền Vật Liệu, Tập Tập 2, Nxb Khoa học Kỹ Thuật, 1998 [11] ASM Handbook Volume 14-Forming And Forging, ASM International [12] ANSYS Workbend Tutorial [13] Aleksandra Krusper, Influences of The Forming Process on The Crash Performance – Finite Element analysis, Goteborg, 5-2003 [14] Baicheng Wen, Roll Forming High-Strength Materials, Roll-Kraft Ohio, 2004 Tài liệu tham khảo [15] Dr Catherine Knopf-Lenoir, Optimization of Process Parameters in Sheet Metal Forming, Université de Technologie de Compiègne Laboratoire Roberval, UMR UTCCNRS BP, France [16] Committee on Automotive Applications, Advanced High Strength Steel (AHSS) Application Guidelines, International Iron & Steel Institute, September, 2006 [17] Dr Chung-Yeh Sa, Dr Edmund Chu Alcoa, Springback Compensation in Advanced Sheet Forming Material, Automotive Lightweighting Materials [18] Elisabeth Hovda, Henry Valberg Sheet Metal Forming – A Preliminary Study of Model The Bending Phenomena, NTNU, Dept of Machine Design and Material Technology [19] Eta/DYNAFORM Tutorial [20] Formability Characterization of Avril New Generation of High-Strength Steels, American Iron and Steel Institute, 3-2003 [21] Francessa Campana – Luca Cortese – Filippo Placidi, FEM Evaluation of Springback After Sheet Metal Forming: Application to High Strength Steels of A Combined IsotropicKinematic Hardening Model, Centro Sviluppo Materiali S.p.A., Roma, Italy [22] Fuh-Kuo Chen, Shen-Fu Ko, Deformation Analysys of Springback in L-Bending of Sheet Metal, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 18, Issue 1-2, 10-2006 [23] Handbook Of Metal Forming, McGraw-Hill Book Company [24] Han Song – Dong Quian – Jian Cao – Wing Kam Liu – Shaofan Li, Effective Models For Prediction of Springback in Flanging, Transactions AMSE, October 2001 [25] Jian Cao - Brad Kinsey - Sara A Solla, Consistent and Minimal Springback Using a Stepped Binder Force Trajectory and Neural Network Control, 2000 [26] J Hilden, K.Lewis - A Meamaripour - And Selvaduray, Measurement of springback angle in sheet bending, San Jose State University, August 12, 1996 Tài liệu tham khảo [27] Li Liu – Jyhwen Wang, Model Springback of Metal – Polymer – Metal Laminates, Department of Mechanical Engineering,Texas A&M University [28] PhD.eng M Banu–PhD.eng.S Bouvier–PhD.eng.V Paunoiu–PhD.eng.Al Epureanu – PhD.eng.V Marinescu, A New Technique of Springback Prediction by Combining FEM Calculation and Artificial neural Network, Dunarea de Jos University of Galati, Romania, Universiteù Paris 13, LPMTM–CNRS, France, 2006 [29] Mike Gedeon, Elastic Springback, Technical Tidbits, Brush Wellman Engineering Materials, 2000 [30] Nielen Stander – Mike Burger – Xinhai Zhu – Bradley Maker, springback Compensation in Sheet Metal Forming Using A Successive Response Surface Method, American Institute of Aeronautics and Astronautics [31] Nielen Stander – Mike Burger – Xinhai Zhu – Bradley Maker, An Optimization Procedure for Springback Compensation using LS – OPT, American Institute of Aeronautic and Astronautics [32] Noritishi Iwata, Atsunobu Murata, Yasuhiro Yogo, Hideo Tsutamoti, Masatomo Niihara, Hiroshi Ishikura, Highly Accurate Numerical Prediction Of Springback Shape Of Stamped Thick Metal Sheet, R&D Review of Toyota CRDL Vol.41 No.3 [33] R.A Lingbeek, Aspects of A Designtool for Springback Compensation [34] Robert H Wagoner-Jean Loup Chenot, Metal Forming Analysis, Cambridge University Press, 2001 [35] Robert H Wagoner – Jean Loup Chenot, Fundamentals Of Metal Forming, John Wiley G Sons, Inc, 1996 [36] Robert H Wagoner – George R Smith Chair, Advanced High Strength Steel Workshop, Department of Material Science and Engineering, The Ohio State Univesity, October 31, 2006 Tài liệu tham khảo [37] R Ankenas – R Barauskas, Finite Element Investigation on Parameters Influencing The Springback During Sheet Metal Forming, ISSN 1392 – 1297 Mechanika 2006 [38] Saeed Moaveni, Finite Element Analysis_Theory and Application with Ansys, Prentice Hall, Inc, 1999 [39] Tohru Yoshida, Koji Hashimoto, Tomoshisa Katayama, Yukihisa Kuriyama, Shape Control Techniques for High Strength Steel in Sheet Metal Forming, Nippon Steel Technical Report No.88, 7-2003 [40] Vikram Viswanathan – Brad Kinsey – Jian Cao, Experimental Implementation of Neural Network Springback Control for Sheet Metal Forming, Department of Mechanical Engineering, Northwestern University, Evanston, IL 60201 [41] Wei Gan, S.S Banu, Nick Kapustka, Robert H Wagoner, Microstructural Effects on The Springback of Advanced High-Strength Steel, Matalllurgical and Materials Transacton, avolume 37A, 11-2006 [42] Y.T Keum, B.Y Han, Springback of FCC Sheet in Warm Forming, Journal of Ceramic Processing Research Vol.3, No.3, pp 159~165 (2002) [43] Z Marciniak-J.L Duncan-S.J Hu, Mechanics Of Sheet Metal Forming, ButterworthHeinemann, 2002 http://www.a-sp.org http://aluminium.matter.org.uk/content/html/eng/default.asp?catid=&pageid=1 http://www.autosteel.org/AM/Template.cfm?Section=Automotive2 http://www.autosim.org/ http://www.cavs.msstate.edu/ http://www.ductrungsteel.com http://nsmwww.eng.ohio-state.edu/index.html http://www.engineeringtoolbox.com/ http://ercnsm.org Tài liệu tham khảo http://www.feainformation.com/index.html http://www.imeche.org/ http://www.imft.co.uk/index.html http://www.jfe-steel.co.jp/en/index.html http://www.mcgill.ca/ http://www.mech.mb.uni-dortmund.de/lsm/contents/applications/technology.htm http://www.mech.northwestern.edu/ampl/index.html http://metalforming-inc.com http://metals.about.com/popular.htm http://mittalsteel.com http://www.mse.eng.ohio-state.edu http://www.ncnr.nist.gov/AnnualReport/FY2002_html/index.htm http://www0.nsc.co.jp/shinnihon_english/index.html http://www.numisheet2005.org/index.htm http://www.pmfsteel.com.vn/index.html http://www.sform.org/articles/inverseforming.html http://stampingsimulation.com/ http://www.steeluniversity.org/content/html/eng/default.asp?catid=1&pageid=1016899460 http://www.thefabricator.com/ http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/jomhome.asp http://www.worldautosteel.org http://www.worldsteel.org/index.php http://www.ussautomotive.com/auto/tech/tech.htm ... : K15 (2004) 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN C? ?U HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI TRONG QUÁ TRÌNH TẠO HÌNH THÉP TẤM – DỰ ĐỐN, MƠ PHỎNG HIỆN TƯỢNG ĐÀN HỒI SỬ DỤNG PHẦN MỀM FEM ỨNG DỤNG CHO CHI TIẾT THÉP TẤM DẠNG U BẰNG... u? ??n tạo hình chi tiết 1. 2.2.2 Nghiên c? ?u “Bù đàn hồi vật li? ?u tạo hình tiên tiến” Dr ChungYeh Sa Dr Edmund Chu thuộc Trung Tâm Tạo Hình Ứng Dụng CAE [17 ] Nghiên c? ?u đề cập Vật li? ?u nhẹ kỹ thuật... BẰNG VẬT LI? ?U SPCC -1 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên c? ?u vấn đề tượng đàn hồi sau trình tạo hình sản phẩm kim loại - Nghiên c? ?u tượng đàn hồi sau trình tạo hình cho chi tiết thực nghiệm dạng U vật