Computer aided modeling of wrinkling and its prevention

Abstract

öz BURUŞMANIN BiLGiSAYAR DESTEKLi MODELLENMESl VE ÖNLENMESi PİŞKİN, Mehmet Ali Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Bilgin KAFTANOĞLU Eylül 2005, 111 Sayfa Derin çekme operasyonları endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Verimlilik için hatasız parçalar elde etmek çok önemlidir. Buruşma, metal şekillendirme operasyonunda taslağın flanj bölgesindeki gerilmelerden kaynaklanan bir hata tipidir. Derin çekme operasyonunda iş parçasının flanj bölgesinin bulunduğu düzlemde deforme olması gerekmektedir. Aksi takdirde, bu elde edilecek ürünün kalitesini düşürücü bir faktör olacaktır. Buruşmaları önlemek için uygun baskı plakası kuvveti ya da pot çemberi kullanılabilir. Sonlu elemanlar metodu kullanılarak buruşma davran ı m lan elde edilmiştir. Dört nodlu, beş serbestlik derecesine sahip olan bir kabuk elemanı formüle edilmiştir. Von Mises akma kriteri ile izotropik ve elasto-plastik malzeme modeli kullanılmıştır. Geliştirilen yazılım, bu kabuk elemanını kullanarak parçanın membran davranımlarının yanında bükülme davranımlarmı da elde edilebilir. Dört farklı eleman boyu ve iki farklı şekil vi(yuvarlak ve dikdörtgen) için simülasyonlar yapıldı. Elde edilen kalınlık gerilinleri ve nod deplasmanı sonuçlar ticari bir sonlu eleman programının ve önceden gerçekleştirilmiş deneylerin sonuçlarıyla karşılaştın İm ıştır. Anahtar Kelimeler: Buruşma, Derin Çekme, Metal Levha Şekillendime, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Bilgisayar Destekli Metal Şekillendirme vıı

ABSTRACT COMPUTER AIDED MODELING OF WRINKLING AND ITS PREVENTION PİŞKİN, Mehmet Ali M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Bilgin KAFTANO?LU September 2005, 1 1 1 Pages Deep-drawing operations are performed widely in industrial applications. It is very important for efficiency to achieve parts with no defects. Wrinkling is a kind of defect caused by stresses in the flange part of the blank during metal forming operations. It is required that the flange of a workpiece in deep drawing operation should deform in its plane without wrinkling otherwise it will impair the quality of the product. To avoid wrinkling appropriate blank-holder force or drawbead can be applied. In this work, finite element method is used to obtain the wrinkling behavior. A four nodded five degree of freedom shell element is formulated. Isotropic elasto-plastic material model with Von Mises yield criterion is used. By using this shell element, the developed code can predict the bending behavior of workpiece besides membrane behavior. Simulations are carried out with four different element sizes and two different shapes (circular and rectangular). The thickness strain and nodal displacement values obtained IVare compared with results of a commercial finite element program and results of previously conducted experiments. Keyvvords:Wrinkling, Deep Drawing, Sheet Metal Forming, Finite Element Method, Computer Aided Metal Forming. v