MURAT ŞEN, Ensar YILDIRIM, Halit ÇEBİ, Cemil ÖZDEMİR

Çift Fazlı Çeliklerden Üretilen Otomotiv Sac Parçalarının Dizaynında Geri Esnemeyi Optimize Edebilmek İçin Sac Kalınlığına Bağlı Olarak Büküm Radyüslerinin Belirlenmesi

Son yıllarda otomotiv endüstrisinde yüksek mukavemetli çeliklerin kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Bunlar arasında çift fazlı (DP) çelikler yüksek mukavemet ve şekillendirilebilirlik açısından ön plana çıkmaktadır. Ancak, otomotiv endüstrisinde yaygın olarak kullanılan DP çelik sac malzemelerinin içyapı karakteristiklerinden ötürü şekillendirilme sonrasında geri esneme sorunu ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada, farklı kalınlıklardaki DP600 sac parçaların şekillendirmesi sonrasında oluşacak geri esnemeyi telafi edebilmek amacıyla sac kalınlıklarına (T) bağlı olarak optimum büküm radyüslerinin (R) tespiti Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) ile gerçekleştirilmiştir. Analiz işlemi Bilgisayar Destekli Çizim (CAD) programında çizilen kalıp elemanlarının simülasyon programında tanıtılması ve işlem için gerekli parametrelerin (pres kuvveti, sürtünme katsayısı, sac boyutları vb.) girilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Farklı sac kalınlıkları ve büküm radyüsleri için bu işlem tekrar edilerek sonuçlar elde edilmiştir. Yapılan analizler sonrasında, aynı sac kalınlığındaki parçaların büküm radyüslerinin arttırılmasıyla şekillendirme sonrasındaki geri esnemelerin arttığı tespit edilmiş ve parça sac kalınlıklarının artmasıyla da geri esneme değerlerinin azaldığı sonucuna ulaşılmıştır.

Determination of Bend Radii based on Sheet Metal Thickness to be Able to Optimize Springback in the Design of the Automotive Sheet Metal Parts Produced From Dual Phase Materials

Use of high-strength steels in automotive industry has become pretty widespread in recent years. Among these, dual phase (DP) steels come into prominence in terms of high-strength and forming ability. However, the problem of springback comes up after molding because of the microstructural characteristics of the DP steel sheet materials used widely in the automotive industry. Thats why; in this study, the optimum bend radii were (R) determined using the Finite Element Analysis (FEA) based on the sheet metal thickness (T) in order to compensate for the springback to happen after the forming of the DP600 sheet metal parts with different thicknesses. The analysis was carried out by mounting the mold elements drawn in the Computer Aided Design (CAD) software into the simulation software and typing in the parameters necessary for processing (press force, friction coefficient, sizes of sheet metals etc.). This procedure was repeated for different sheet metal thicknesses and bend radii, and results were obtained. As a result of the analyses, it was observed that the springback following molding increased with the increases in the bend radii of the parts with the same sheet thickness, and it was also found out that the springback values decreased with the increases in the thicknesses of the sheet metals of the parts.

PDF

___

1. Wang, W., Wei, X., "The effect of martensite volüme and distribution on shear fracture propagation of 600-1000 Mpa dual phase sheet steels in the process of deep drawing", International Journal of Mechanical Sciences, Vol.67, pp.100-107, 2013.
2. Ozturk, F., Toros, S., "Tensile and spring-back behavior of DP600 advanced high strength steel at warm temperatures", Journal of Iron and Steel Research. International, Vol.16, No.6, pp.41-46, 2009.
3. Davies, R.G., "Influence of martensite composition and content on the properties of dual-phase steels", Metallurgical Transactions, Vol.18A, pp. 671-679, 1978.
4. Boldavin, H., Tekin, E.,"Çift Fazlı İçyapı Oluşturma İşleminin Yapı Çeliklerine Etkileri", 4. Denizli Malzeme Sempozyumu Bildiri Kitapçığı, s.249-262, 1991.
5. http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2008/dual_phase.jpg (Erişim Tarihi: 16.10.2015)
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Spring_Back_Compensation (Erişim Tarihi: 16.10.2015)
7. http://image.thefabricator.com/a/die-basics-101-part-xv-springback.gif (Erişim Tarihi: 16.10.2015)
8. Souza, T., Rolfe, B.F., "Understanding robustness of springback in high strength steels", International Journal of Mechanical Sciences Vol.68, pp.236-245, 2013.
9. Sharad, G., Nandedkar, V.M., "Springback in Sheet Metal U Bending-Fea and Neural Network Approach", Procedia Materials Science, Vol.6, pp.835839, 2014.
10. Tisza, M., Lukács, Z., "Springback analysis of high strength dual-phase steels", Procedia Engineering, Vol.81, pp. 975- 980, 2014.
11. Bashah, N.A.K., Muhamad, N., Deros, B.M., Zakaria, A., Ashari, S., Mobin, A., Lazat, M.S.M.A., "Multi-regression modeling for springback effect on automotive body in white stamped parts", Materials and Design, Vol.46, pp.175-190, 2013.
12. Toros, S., Polat, A., Ozturk, F., "Formability and springback characterization of TRIP800 advanced high strength steel" Materials and Design, Vol.41, pp.298-305, 2012.
13. Schwarze, M., Vladimirov, I.N., Reese, S., "Sheet metal forming and springback simulation by means of a new reduced integration solid-shell finite element technology", Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., Vol.200, pp.454476, 2011.
14. Aboozar Taherizadeh , Ghaei, A., Green, D.E., Altenhof, W.J., "Finite element simulation of springback for a channel draw process with drawbead using different hardening models", International Journal of Mechanical Sciences, Vol.51, pp. 314- 325, 2009.
15. Ghaei, A., "Numerical simulation of springback using an extended return mapping algorithm considering strain dependency of elastic modulus", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 65, pp.38-47, 2012.
16. Meinders, T., Burchitz, I.A., Bonte, M.H.A., Lingbeek, R.A., "Numerical product design: Springback prediction, compensation and optimization", International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 48, pp.499-514, 2008.
17. Li, H., Sun, G., Li, G., Gong, Z., Liu, D., Li, Q., "On twist springback in advanced high-strength steels", Materials and Design, Vol.32, pp.3272-3279, 2011.
18. Govik, A., Rentmeester, R., Nilsson, L., "A study of the unloading behaviour of dual phase steel", Materials Science and Engineering A, Vol.602, pp.119-126, 2014.
19. Thipprakmas, S., Phanitwong, W., "Process parameter design of spring-back and spring-go in V-bending process using Taguchi technique", Materials and Design, Vol.32, pp.4430-4436, 2011.
20. Erdemir Malzeme Kataloğu, https://www.erdemironline.com/Extranet/static/tr/static/EXUrunKatalogu.jsp (Erişim Tarihi: 16.10.2015) 21. Autoform Malzeme Kataloğu, 2015.
22. http://www.makeskalip.com/wp-content/uploads/2011/01/bukmepic5.jpg (Erişim Tarihi: 20.10.2015)
23. Mkaddem, A., Saidane, D., "Experimental approach and RSM procedure on the examination of springback in wiping-die bending processes", Journal of Materials Processing Technology, Vol.189, pp.325-333, 2007.
24. Carden, W. D., Geng, L. M., Matlock, D. K., Wagoner, R. H., "Measurement of springback", International Journal of Mechanical Sciences, Vol.44, pp.79-101, 2002.
25. Marciniak, Z., Duncan, J.L., Hu, S.J., Mechanics of Sheet Metal Forming, Butterworth-Heinemann, Linacre House, Jordan Hill, Oxford, 1998.
26. Schey, J. A., Introduction to Manufacturing Processes, McGraw-Hill Co., Boston, USA, 2000.