kovács péter zoltán mechanikai technológiai tanszék miskolci egyetem

KOMPLEX MÉRŐ ÉS KIÉRTÉKELŐ RENDSZERLEMEZ ALAKÍTHATÓSÁGI VIZSGÁLATÁRA

OPTIKAI ALAKVÁLTOZÁS MÉRÉSSEL

Kovács Péter Zoltán

Mechanikai Technológiai Tanszék

Miskolci Egyetem

SZOFTVERCENTRUM WORKSHOP

Miskolc, 2008. június 4.


2Szoftvercentrum workshop

BEVEZETÉS

• Mi a jelentősége a végeselemes modellezésnek a technológia tervezésben?

• Alakíthatósági vizsgálat és végeselemes modellezés kapcsolt elemzés bemutatása egy konkrét autóipari lemezalkatrészen

• Az alakítási határdiagramok (FLD) és az alakítási határgörbék (FLC) elmélete

• Lemezalakíthatósági vizsgáló rendszer – AutoGrid optikai alakváltozás mérőrendszer

– Az elektro-hidraulikus lemezvizsgálógép

• Lemezalakíthatósági vizsgáló rendszer alkalmazása– Az X6CrTi12 anyag alakítási határgörbéjének meghatározása

– Az X6CrTi12 anyag alakváltozási határdiagramjának felhasználása az alakítási folyamat elemzésére




TECHNOLÓGIAI TERVEZÉS FOLYAMATA

Az alkatrész CAD modellje

A tervezőmérnökök csak a funkcionálisan tervezik meg az alkatrészt

„Így kell kinéznie és adott anyagból készüljön”




• Hogyan lehetséges egy sík lemezből a megkívánt alakot előállítani?

Technológus mérnök feladata

• A lemez alakítására szerszámot kell tervezni

• Azt hogy a szerszám megfelelően működik csak akkor derül ki ha már elkészült

• A szerszám anyag- és megmunkálási költsége rendkívül magas is lehet

• Nem megengedhető a hiba





Mikor nem megfelelő egy szerszám?

– Ha az alakítás során

– nem megengedhető szakadás, repedés,

– egyéb funkcionálisan vagy

– esztétikailag sem elfogadható hibák (ráncosodás, stb.) jelentkeznek

A szerszám legyártása előtt célszerű megismerni hogyan fog viselkedni a lemez a szerszámban

– A virtuális valóságnak – modellezésnek – ebben van jelentős szerepe

– Célorientált szoftverek állnak rendelkezésre





• Szakmai ismeretek felhasználásával elkészül a szerszám CAD modellje





LEMEZALAKÍTHATÓSÁGI VIZSGÁLÓ RENDSZER ALKALMAZÁSA

AUTOFORM: a jelen példában a kísérleti alakítás és a VEM modellezés

összehasonlítására alkalmazzuk

• Hidegalakítások modellezésére kifejlesztett VEM alapú szoftvercsomag

• Dialógus rendszerű megjelenítése miatt rendkívül felhasználóbarát

• Szerszámok geometriája külső CAD modulból importálható

• Legfontosabb anyagtörvények:

folyási görbe, anyagra vonatkozó alakítási határgörbe




ALAKÍTÁS MODELLEZÉSE

0.879mm1.72mm

0.981mm

• AutoFormban elkészül az alakítás modellezése

– Számos elemzési lehetőség: ezek közül ipari viszonyok között gyakran az egyik legfontosabb a lemezvastagság változása




AZ ELKÉSZÜLT ALAKÍTÓSZERSZÁM

• Ha az eredmény pozitív:

Gyártásba kerülhet a megtervezett szerszám

• Ha probléma merül fel:

Az eredmények ismeretében módosítjuk a szerszám CAD modelljét




MENNYIRE MEGBÍZHATÓ A MODELLEZÉS

• Fontos kutatói munka a meglévő szoftverek fejlesztése a valóság egyre pontosabb megközelítése

• Össze kell vetni a modellezés eredményét az elkészült szerszámban alakított lemezzel

• Célszerűen megválasztott paraméter képezi az összevetés alapját

- ezek egyike lehet a lemezvastagság-eloszlás

• Hogyan mérhető ez akár bonyolult geometriájú alkatrészeken is?




LEMEZALAKÍTHATÓSÁGI VIZSGÁLÓ RENDSZER

AutoGrid optikai alakváltozás mérőrendszer

• Az AutoGrid mérőrendszer 4 CCD kamerát használ mobil mérőfejekkel

• A kamerák előkalibráltak és képesek a különböző görbületi felületeken is megfelelő pontosságú mérésre.

• A képrögzítést követően, a képek automatikus kiértékelésével – egy erre a célra kidolgozott szoftver segítségével – meghatározzuk a rácspont koordináták 3D-s térbeli helyét, amelyből az alakváltozási értékek kiszámíthatók.

• Az alakváltozási eloszlásból a feszültségeloszlás is meghatározható, de az elsődleges mérési eredmény az alakíthatósági vizsgálatok során az alakváltozási eloszlás meghatározása.






Az AutoGrid rendszerben a képek rögzítése alapvetően kétféle módszerrel történhet:

• A normál felvételt alapvetően az alakítási eljárások utáni alakváltozási elemzésre használjuk. A mérés lépéseit egy összetett munkadarab (katalizátorház) mérésén keresztül mutatjuk be.

• Az eljárás közbeni képrögzítési opció lehetővé teszi az alakítási folyamat közbeni alakváltozás mérést, kiértékelést is. Ezt a lehetőséget különösen az alakítási határgörbék meghatározásánál hasznosítjuk.






menu bar button bar

dialog displaysgraphics window

Mérés lépései:

1. Rendszer konfiguráció és kalibráció

2. Kép visszajátszás és rögzítés

3. Hálózat értékelés

4. Terhelés számítás

5. Autogrid – utófeldolgozás




1. Rendszer konfiguráció és kalibráció

2. Kép visszajátszás

és rögzítés






IMAGE 1

IMAGE 2






3. Hálózat értékelés






5. Autogrid – utófeldolgozás

4. Terhelés számítás








1.78mm

0.961mm

0.857mm




A MODELLEZÉS ÉS A MÉRÉS ÖSSZEHASONLÍTÁSA




d 1

d 3

h IE

a

húzógyűrű

próbatest

szorítógyűrű

nyomófej

d 2

1d 20 0,05 mm

2d 27 0,05 mm

3d 33 0,1 mm


Az elektro-hidraulikus lemezvizsgálógép

100 mm




AZ ALAKÍTÁSI HATÁRDIAGRAMOK (FLD) ÉS AZ ALAKÍTÁSI HATÁRGÖRBÉK (FLC)

mindkét nyúlásazonos1 = 2

fizikailag lehetetlen zónák

1

2

szakadás tartománya

helyi kontrak

ció sá

vja

kéttengelyű nyúlás1 , 1 > 0

egyik irányban nyúlás, 1 > 0másik irányban zömülés 2 > 0

szakadáshatárgörbéje

helyikontrakcióhatárgörbéje

1 > 0 2 = 0

1 > 0 2= -0,5 1 < 0

1 = 0 2 < 0

1= -0,5 2 > 02 < 0

a

b

f

cd

c alakíthatósági tartomány





20 –as hídszélesség 40 –as hídszélesség 80 –as hídszélesség

125 –as hídszélesség 200 –as hídszélesség




ÖSSZEGZÉS

• Fő cél az alakítási határdiagramok (FLD) kritikus területeinek, zónáinak a meghatározása.

• Bemutattuk a komplex vizsgáló rendszert, mellyel gyorsan, megbízhatóan határozhatjuk meg a különböző lemezanyagok alakíthatósági jellemzőit (FLC).

• Ezzel a módszerrel meg tudjuk határozni hogy egy alakítási lépés megfelelő-e vagy nem.

• Az eredményeket fel tudjuk használni a végeselemes modellezésben. Az optikai mérőrendszer számos programmal képes kapcsolatot teremteni (AUTOFORM, Pam stamp, AutoCAD).

• Összevetettük a modellezés és az AutoGrid rendszer eredményeit a falvastagság eloszlás és az alakítási határdiagram alapján.

• A vizsgálati eljárás jól beilleszthető az iparban egyre jobb minőséget igénylő gyártásba mind a tervezés, mind pedig a gyártás közbeni ellenőrzés szempontjából.




Köszönöm a figyelmet !

kovács péter zoltán mechanikai technológiai tanszék miskolci egyetem

Documents