7 kluczowych stref wykresu FLD w oprogramowaniu AutoForm

W przemyśle motoryzacyjnym inżynieria wspomagana komputerowo (CAE) odgrywa kluczową rolę w procesie rozwoju produktu. Jednym z najbardziej zaawansowanych narzędzi CAE do symulacji formowania blach jest AutoForm, które pomaga inżynierom przewidywać i zapobiegać wadom takim jak pęknięcia, marszczenie się oraz nadmierne cienienie dzięki analizie metodą elementów skończonych (FEA).

Główną funkcją programu AutoForm jest diagram graniczny formowania (FLD) – potężne narzędzie służące do oceny limitów formowania blachy. Diagram FLD dzieli stany odkształcenia materiału na siedem stref oznaczonych kolorami, pozwalając inżynierom na wizualną ocenę poziomu ryzyka uszkodzenia części podczas procesu formowania.

Zajmijmy się siedmioma strefami FLD i tym, co każda z nich oznacza:

1. Strefa pęknięć (czerwona)

Położona powyżej krzywej granicznej formowania (FLC), strefa ta wskazuje, że materiał przekroczył swój limit formowania i istnieje duże ryzyko pęknięcia. Każdy punkt znajdujący się w tej czerwonej strefie oznacza natychmiastowy błąd i wymaga pilnej modyfikacji narzędzi, materiału lub procesu.

2. Strefa ryzyka pęknięcia (żółta)

Strefa ta znajduje się tuż poniżej strefy pęknięcia i oznacza obszar wysokiego ryzyka. Mimo że materiał nie uległ jeszcze pęknięciu, pracuje on bardzo blisko swojego limitu. Zaleca się działania zapobiegawcze – albo dostosowanie parametrów formowania, albo zmianę właściwości materiału, aby poziom odkształcenia nie znajdował się w tym niebezpiecznym obszarze.

3. Strefa nadmiernego cienienia (pomarańczowa)

Nadmierne cienienie oznacza, że grubość blachy została zredukowana poza dopuszczalny próg, co narusza integralność konstrukcyjną i trwałość części. Powoduje je często nadmierne rozciąganie w lokalnych obszarach i należy jej unikać w przypadku komponentów krytycznych dla bezpieczeństwa.

4. Strefa bezpieczna (zielona)

To jest optymalny zakres formowania. Części znajdujące się w tym zakresie posiadają optymalne wartości odkształcenia, co oznacza, że są one mniej narażone na pęknięcia, zagniecenia lub nadmierne cienienie. Jest to pożądany zakres dla wszystkich krytycznych obszarów produktu.

5. Strefa niedostatecznego rozciągania (Szary)

Gdy blacha nie ulegnie wystarczającemu rozciąganiu, może nie całkowicie przyjąć pożądanego kształtu. Program AutoForm oznacza te obszary na szary kolor. Choć czasem dopuszczalne w obszarach niestanowiących problemu funkcjonalnego, takich jak płaskowniki czy strefy cięcia, powinny być one zminimalizowane na powierzchniach produktu, aby zachować dokładność wymiarową.

6. Strefa tendencji do zgniatania (Niebieski)

Ten zakres wskazuje na ryzyko powstania fałd. Mimo że nie oznacza to jeszcze uszkodzenia, zmarszczki mogą pojawić się, jeśli pewne warunki pozostaną bez zmian. Wiedza inżynierska wsparta pomiarami wysokości zmarszczek oraz doświadczeniem w zakresie formowania ma kluczowe znaczenie przy zarządzaniu tym ryzykiem.

7. Strefa zgniecenia (Purpurowy)

Gdy materiał wejdzie do strefy pofałdowania, powstaje widoczne fałdowanie. To narusza zarówno estetykę, jak i funkcjonalność. Inżynierowie muszą zmodyfikować projekt matryc lub dostosować układ wyciągaczy, aby wyeliminować lub zkontrolować powstawanie fałd.

Dlaczego FLD jest ważne w analizie CAE w motoryzacji?

Korzystając z diagramów FLD w programie AutoForm, inżynierowie mogą symulować i przewidywać problemy z formowaniem już na etapie projektowania. Dzięki temu można:

·Zlikwidować metodę prób i błędów podczas rozwoju narzędzi

·Skrócić czas i obniżyć koszty produkcji

·Poprawić jakość i powtarzalność w produkcji masowej

Analiza zastosowania w praktyce

Poniżej znajduje się przykładowy wykres FLD z symulacji rzeczywistego komponentu. Czy potrafisz określić, czy ten element narażony jest na pęknięcie lub fałdowanie? Czy większość punktów odkształcenia znajduje się w strefie zielonej, czy też są obszary budzące zaniepokojenie?

Zachęcamy do podzielenia się swoją analizą w komentarzach – chętnie dowiemy się o Twojej interpretacji!