Đường cong giới hạn tạo hình (FLC)

Đường cong giới hạn tạo hình (FLC) mô tả khả năng tạo hình tối đa của vật liệu kim loại tấm, như nhôm hoặc thép. FLC chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô như một thông số vật liệu cho các ứng dụng tạo hình kim loại tấm. Đường cong đóng vai trò là tham số đầu vào quan trọng cho các mô phỏng tạo hình số được thực hiện, ví dụ, với AutoForm, PAM-STAMP hoặc LS-DYNA.

Kiểm tra Nakajima là phương pháp phổ biến nhất để xác định các đường cong giới hạn tạo hình. Trong loạt kiểm tra Nakajima, nhiều mẫu kim loại tấm có chiều rộng khác nhau được tạo thành trong máy ép thủy lực hoặc máy tạo hình kim loại tấm cho đến khi xảy ra đứt gãy. Máy thử nghiệm hoặc máy ép được trang bị một đầu đục hình bán cầu có đường kính 100 mm, như được mô tả trong ISO 12004.

Sự thay đổi của chiều rộng mẫu là quan trọng để mô phỏng trạng thái biến dạng vật liệu từ một trục đến hai trục. Bài kiểm tra Nakajima điển hình bao gồm từ năm đến bảy hình học khác nhau và ba hoặc nhiều lần lặp lại của mỗi hình học.

Như được mô tả trong ISO 12004, việc lấy mẫu có độ phân giải cao các giá trị biến dạng bề mặt là rất quan trọng để xác định các biến dạng cục bộ trực tiếp trước khi mẫu đứt gãy. Chỉ có một hệ thống đo quang học, chẳng hạn như hệ thống ARAMIS, là phù hợp để đánh giá các kiểm tra Nakajima và tạo ra các đường cong giới hạn tạo hình chính xác.

Trong ngành công nghiệp ô tô, chất lượng của vật liệu kim loại tấm đầu vào có ảnh hưởng đáng kể đến việc sản xuất các bộ phận dập. Các thông số vật liệu sai và sự thay đổi độ dày trong các cuộn dây kim loại tấm dẫn đến dòng vật liệu không lường trước được trong quá trình dàn mỏng. Điều này đặt ra nguy cơ sản xuất các bộ phận tách rời trong các xưởng chế tạo khuôn. Để ngăn chặn điều này, đường cong giới hạn tạo hình thường được xác định với hệ thống ARAMIS trong quá trình kiểm soát vật liệu đầu vào. Một công cụ hữu ích khác để đảm bảo chất lượng vật liệu đầu vào là công cụ phân tích tạo hình quang học ARGUS cùng với thử nghiệm chéo, ví dụ. Thử nghiệm chéo tạo ra một phần được dàn mỏng cho thấy mức độ biến dạng một trục và hai trục cao và trả lời câu hỏi liệu vật liệu có thể chịu được các mức tạo hình cần thiết hay không.

Giai đoạn ban đầu của việc phát triển các bộ phận kim loại tấm được hình thành thường là thực hiện mô phỏng tạo hình số. Mô phỏng này dự đoán liệu quá trình tạo hình có tạo ra các bộ phận chính xác về mặt hình học và dòng vật liệu hay không. Dòng vật liệu là một yếu tố rất quan trọng. Quá nhiều dòng vật liệu khiến các bộ phận bị vỡ trong quá trình dàn mỏng. Các mô phỏng tạo hình số sử dụng nhiều giả định có thể không chính xác, chẳng hạn như mô phỏng hình học, độ dày vật liệu và các thông số không đổi. Với công cụ phân tích tạo hình quang học ARGUS, việc xác nhận và tối ưu hóa các tính toán lý thuyết này được thực hiện bằng cách đo các bộ phận nguyên mẫu và so sánh kết quả mô phỏng với các phép đo thực tế trực tiếp trong phần mềm tích hợp. ARGUS hỗ trợ các gói phần mềm mô phỏng sau: LS-DYNA, AutoForm, PAM-STAMP, v.v.

Có thể vượt quá các giới hạn tạo hình của vật liệu trong quá trình dập mà mắt người không thể nhìn thấy ngay lập tức. Hệ thống phân tích hình thành ARGUS kiểm tra các khu vực của vật liệu đã bị suy yếu nghiêm trọng, ví dụ, do sự giảm độ dày vật liệu cực đoan. Các giá trị biến dạng và giảm độ dày được hiển thị dưới dạng đồ họa và được xác nhận liên quan đến đường cong giới hạn tạo hình của vật liệu được chọn. Sơ đồ giới hạn hình thành cho thấy những khu vực mà các thông số dập, chẳng hạn như bôi trơn, lực ép xuống, vị trí trống, cần được điều chỉnh hoặc các khu vực của khuôn cần làm lại. Hệ thống ARGUS giúp phát hiện các khuyết tật vật liệu phát sinh trong quá trình hình thành. Đồng thời, hệ thống hỗ trợ tối ưu hóa công cụ dùng thử.