Investigation Of Non-Uniform Thickness Section Effect On Twist Springback Behaviour
Pada masa kini, pengeluar automotif menghadapi cabaran utama seperti peraturan yang semakin ketat di banyak negara dan persaingan untuk mengeluarkan kenderaan yang jimat bahan api. Isu-isu ini dapat ditangani dengan mengurangkan berat kenderaan dengan menggunakan komponen automotif dengan bahagian b...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://eprints.usm.my/44600/1/Investigation%20Of%20Non-Uniform%20Thickness%20Section%20Effect%20On%20Twist%20Springback%20Behaviour.pdf http://eprints.usm.my/44600/ |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Pada masa kini, pengeluar automotif menghadapi cabaran utama seperti peraturan yang semakin ketat di banyak negara dan persaingan untuk mengeluarkan kenderaan yang jimat bahan api. Isu-isu ini dapat ditangani dengan mengurangkan berat kenderaan dengan menggunakan komponen automotif dengan bahagian berketabalan tidak seragam. Bagaimanapun, bahagian logam yang dihasilkan menggunakan proses pembentukan mengalami bidas-balik, yang akan menghasilkan komponen yang tidak mengikut toleransi produk yang dikehendaki dan kilasan bidas-balik adalah antara yang paling sukar untuk diramalkan. Kebanyakan kajian yang lepas tentang pengukuran dan ramalan kilasan bidas-balik memberi tumpuan kepada bahagian berketebalan seragam, dan kajian pada bahagian berketebalan tidak seragam masih kurang. Bahagian berketebalan tidak seragam mengalami pengerasan ketegangan yang tidak sekata, menjadikan ramalan pada kilasan bidas-balik menjadi sukar. Dalam kajian ini, kita telah menyiasat kesan kilasan sudut, jenis bahan dan nisbah ketebalan pada beberapa jenis profil yang berketebalan tidak seragam. Proses pembentukan kilasan dimodelkan dalam perisian FEA komersial, ANSYS Workbench, dengan menggunakan prosedur analisis struktur statik. Simulasi pembentukan kilasan dilakukan pada profil rata, tirus, menangga, cembung dan cekung. Kaedah grafik digunakan untuk mengukur sudut kilasan bidas-balik dengan menggunakan perisian MATLAB. Keputusan telah menunjukkan bahawa dengan meningkatkan sudut kilasan akan mengurangkan kilasan bidas-balik, manakala nilai nisbah ketebalan yang rendah akan meningkatkan kilasan bidas-balik. Selain itu, bahan dengan nilai modulus Young yang rendah dan kekuatan hasil yang tinggi akan meningkatkan nilai bidas-balik. Sebagai contoh, bahan Aluminium Alloy 6061, yang mempunyai modulus Young yang terendah berbanding dengan bahan lain yang dipilih, memperoleh nilai bidas-balik tertinggi. Kesimpulannya, semua faktor yang dipilih mempunyai kesan yang besar terhadap kelakuan bidas-balik. Faktor yang paling ketara ialah nisbah ketebalan, dan sudut kilasan menjadi faktor yang kurang ketara. Untuk pengesahan eksperimen untuk simulasi, hanya profil rata dan tirus sahaja yang dipilih. Perbandingan antara simulasi dan eksperimen telah menunjukkan persetujuan yang baik untuk profil rata, membuktikan model simulasi boleh digunapakai. Walaubagaimanapun, beberapa perbezaan diperhatikan untuk perbandingan antara simulasi dan eksperimen untuk profil tirus. Perbezaan ini boleh dikaitkan dengan kesan pengerasan ketegangan dalam pengeluaran profil bahagian berketabalan tidak seragam (Merklein et al., 2014).
_______________________________________________________________________________________________________
Nowadays, automotive manufacturers are facing major challenges such as the increasingly strict emission regulations and the competitive need to manufacture fuel-efficient vehicles. These issues can be partly addressed by reducing the weight of a vehicle by using automotive components with non-uniform thickness. However, stamped metal parts produced using forming processes experience springback defects, which would result in components that do not conform to the required product tolerances and twist springback is among the most difficult to predict. Past studies on the measurement and prediction of twist springback have mostly focused on uniform thickness sections, and studies on non-uniform thickness sections are still lacking. Non-uniform thickness sections experience uneven strain hardening, making the prediction of twist springback behaviour difficult. In this study, we have investigated the effect of twist angle, material type and thickness ratio of several types of non-uniform metal profiles. The twist forming process was modelled in a commercial FEA software, ANSYS Workbench, using a static structural analysis procedure. The twist forming simulations were conducted for flat, tapered, stepped, convex and concave profiles. A graphical method was used to measure the springback angle using MATLAB software. The results have shown that increasing the twist angle would decrease the twist springback, while a low thickness ratio value increases the twist springback. Additionally, material with a low Young’s modulus value and high yield strength has a high value of twist springback. Example, the Aluminium Alloy 6061 specimen, having the lowest Young’s modulus as compared to the other metals chosen, obtained the highest springback value. In conclusion, all the parameters chosen had significant effects on the springback behaviour. The most significant parameter was the thickness ratio, with the twist angle being the last influencing. For experimental validation of the simulation work, only the flat and tapered profiles were selected. Comparison between the simulation and experimentation have shown good agreement for the flat profile, proving the reliability of the simulation model developed. However, some variations were observed for the comparison between the simulation and experimentation of the tapered profile. This difference could be attributed to the strain hardening effect in the production of the non-uniform thickness section profiles (Merklein et al., 2014). |
|---|