NON-LINEAR FINITE ELEMENT MODELING OF DEEP DRAWING PROCESS

Abstract

Deep drawing process is one of the main procedures used in different branches of industry. Finding numerical solutions for determination of the mechanical behaviour of this process will save time and money. In die surfaces, which have complex geometries, it is hard to determine the effects of parameters of sheet metal forming. Some of these parameters are wrinkling, tearing, and determination of the flow of the thin sheet metal in the die and thickness change. However, the most difficult one is determination of material properties during plastic deformation. In this study, the effects of all these parameters are analyzed before producing the dies. The explicit non-linear finite element method is chosen to be used in the analysis. The numerical results obtained for non-linear material and contact models are also compared with the experiments. A good agreement between the numerical and the experimental results is obtained. The results obtained for the models are given in detail.

Keywords

• Cold metal forming, Deep drawing, Non-Linear analysis, The finite element method

DERİN ÇEKME İŞLEMİNİN DOĞRUSAL OLMAYAN SONLU ELEMANLAR METODU YARDIMIYLA MODELLENMESİ

Öz

Derin çekme yoluyla şekillendirme işlemi, değişik sektörlerde kullanılan soğuk şekillendirme yöntemlerinin başında gelir. Bu yöntemde karşılaşılan problemlere bilgisayar destekli çözümler üretmek hem zaman hem de para kaybını önleyecektir. Bu çalışmada kompleks geometriler içeren kalıp yüzeylerinde, çelik sac malzemesinin ne doğrultuda akacağı ve şekillendirme esnasında incelenen sacın yırtılma, buruşma ve benzeri şekil hatalarının; kalıp tasarımı aşamasında önceden görülüp önlem alınması, tasarım değişikliklerinin sonuçlarını kalıp imal edilmeden öngörülebilmesi için yapılması gerekenler incelenmiştir. Bu çalışmada problemlerin çözümü için ekspilisit doğrusal olmayan sonlu elemanlar metodu seçilmiştir. Seçilen doğrusal olmayan malzeme ve temas modelleri önce bir örnekle karşılaştırılarak modelin doğruluğu irdelenmiştir. Ayrıca uygulamaya yönelik bir örnek üzerinde kalıp tasarımı adım adım yapılmıştır. Metodun kullanılması sonucunda elde edilen sonuçlar kapsamlı bir şekilde verilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Soğuk şekillendirme, Derin çekme, Doğrusal olmayan analiz, Sonlu elemanlar yöntemi