Phần mềm AutoForm vượt trội về thời gian mô phỏng và dự doán chính xác đàn hồi ngược
Tại hội nghị
Numisheet 2022 được tổ chức tại Toronto, Ontario, Canada từ ngày 10-14 tháng 7
năm 2022, AutoForm đã tham gia vào nghiên cứu đánh giá chuẩn đầu tiên về
dự đoán độ đàn hồi ngược Springback của chi tiết kim loại tấm do Auto/Steel
Partnership cung cấp. Kết quả xuất sắc đạt được chứng minh rằng phần mềm của
AutoForm giữ vị trí hàng đầu trong số các phần mềm đang được sử dụng. Phần mềm
này vượt trội về tốc độ mô phỏng, độ chính xác và tính nhất quán cả khi được nhân
viên của AutoForm hay khách hàng của AutoForm sử dụng.
(a)
dập có gân vuốt (b) dập không có gân vuốt
Hình
1: Chi tiết kim loại tấm do Auto/Steel Partnership cung cấp
1. Dự đoán độ đàn hồi ngược của chi tiết
dập tấm
Mục tiêu của nghiên cứu so sánh là dự đoán độ đàn hồi trở lại của tấm kim loại được dập định hình dưới hai điều kiện xử lý khác nhau. Điều kiện đầu tiên là chỉ sử dụng sử dụng tấm chặn Binder và điều kiện thứ hai là sử dụng tấm chặn Binder kết hợp thêm gân vuốt Steak Bead để hạn chế dòng dịch chuyển kim loại. Khi gân vuốt tiếp xúc với kim loại trong vài milimet cuối cùng của hành trình dập, dòng dịch chuyển kim loại từ Binder vào lòng khuôn bị dừng lại. Khi điều này xảy ra, những khoảnh khắc cuối cùng của quá trình tạo hình chuyển từ tạo hình vuốt sang tạo hình kéo giãn.
Ngoài thách thức dự
đoán độ đàn hồi ngược dưới hai điều kiện xử lý rất khác nhau, nghiên cứu so
sánh còn bao gồm các vật liệu khác nhau: DP 980 và 6000 series
aluminum alloy với độ dày lần lượt là 1,5 và 1,4 mm. Khe hở chày cối đặt ở
mức 1,6 mm, lớn hơn độ dày tấm của cả hai vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu
này.
Hình
2: Trường hợp dập có gân vuốt - không có gân vuốt và độ đàn hồi tương ứng
Bộ khuôn dùng cho
nghiên cứu so sánh này có tên là Twist Die được cung cấp bởi Auto/Steel
Partnership để thực nghiệm lấy kết quả quá trình đàn hồi ngược. Ngoài hiện
tượng mặt trên của chi tiết bị xoắn, các tấm kim loại cũng có thể bị cong vênh ở
thành bên. Hai vấn đề này là những loại đàn hồi ngược khó kiểm soát và bù trừ
nhất trong kỹ thuật chế tạo khuôn. Do đó, bộ khuôn Twist Die là một công cụ tuyệt
vời để phân tích hiện tượng đàn hồi ngược.
Hình 3: Bộ khuôn được cung cấp bởi Auto/Steel Partnership
Những người tham
gia được yêu cầu báo cáo tọa độ (X, Y, Z) của kết quả mô phỏng tại năm vị trí
được xác định trên tấm kim loại cả trước và sau khi đàn hồi trở lại tại 19 điểm
tham chiếu được xác định trước, được đánh số từ P0 đến P18.
Hình
4: Các mặt cắt và các điểm cần đo độ đàn hồi ngược Springback
Kiểm chứng thực nghiệm chuẩn mực
Năm người tham gia
với bốn mã phần mềm đã tham gia vào nghiên cứu so sánh này. Các phần mềm được sử
dụng là;
LS-DYNA (người tham gia
1),
Inspire Form (người tham gia
2),
AutoForm Forming
R10
(người tham gia 3 là khách hàng dùng AutoForm)
AutoForm Forming
R10
(người tham gia 4 là người của hãng AutoForm)
Stampack (người tham gia
5).
Chỉ có người tham
gia 5 (Stampack) thực hiện mô phỏng bằng cách sử dụng các phần tử thể tích Solid,
tất cả các phần mềm khác đều sử dụng các phần tử mặt Surface. Tất cả những
người tham gia đều trình bày thời gian tính toán cũng như kết quả cho 2 trường
hợp dập có gân vuốt và dập không có gân vuốt cho cả hai loại vật liệu, DP 980
và hợp kim nhôm 6000 series.
Kết quả của
AutoForm được thực hiện bởi Tiến sĩ Bart Carleer, Tiến sĩ Kidambi Kannan,
Theron Short và Tiến sĩ Igor Burchitz trình bày như ảnh bên dưới (người tham
gia 4).
Hình
5: Những người tham gia mô phỏng
Thời gian tính toán
Kết quả thời gian
tính toán của AutoForm Forming R10 là tốt nhất. Cả AutoForm và
khách hàng của họ đều đạt được cùng một thời gian tính toán, nhanh hơn 11 lần
so với LS-DYNA, nhanh hơn 20 lần so với Inspire Form, và thậm chí
nhanh hơn 137 lần so với Stampack.
Hình
6: So sánh thời gian tính toán của các phần mềm mô phỏng
Kết quả thực nghiệm so với kết quả mô
phỏng dự đoán
Độ chính xác của kết
quả AutoForm được trình bày trong nghiên cứu so sánh này khẳng định rõ ràng vị
trí dẫn đầu mà AutoForm nắm giữ trong lĩnh vực này. Các hình ảnh bên dưới trình
bày kết quả thực nghiệm so với kết quả dự đoán của tất cả những người tham gia
trong năm mặt cắt ngang được chọn. Kết quả được trình bày cho tất cả các trường
hợp đã xác định, có và không có gân vuốt, và cho cả hai loại vật liệu là DP 980
và hợp kim nhôm 6000 series
.
Đóng góp của hãng AutoForm
được trình bày ở mục số 4 và đóng góp của khách hàng AutoForm được trình bày ở
mục số 3. Trong cả hai trường hợp, kết quả ở mỗi mặt cắt đều nhất quán rất giống
với kết quả thực nghiệm hoặc thậm chí trùng khớp chính xác.
Đối với nhiều điểm
tham chiếu dọc theo các mặt cắt được chọn, kết quả của các phần mềm khác sai lệch
rất nhiều so với kết quả thực nghiệm và không đạt được mức độ chính xác như kết
quả của AutoForm.
Kết quả xuất sắc
và mức độ nhất quán cao đạt được trong nghiên cứu so sánh này có thể là nhờ vào
tính dễ sử dụng và hướng dẫn người dùng hiệu quả của phần mềm AutoForm. Trong tất
cả các trường hợp được trình bày dưới đây, AutoForm đều nhận được điểm số xuất
sắc.
Hình
7: Vật liệu DP 980 có gân vuốt
Hình
8: Vật liệu DP 980 không có gân vuốt
Hình
9: Vật liệu Nhôm AA 6xxx-T4 có gân vuốt
Hình
10: Vật liệu Nhôm AA 6xxx-T4 không có gân vuốt
Sai số độ cong mặt cắt trung bình
Khi so sánh kết quả,
một thước đo khách quan hơn là định lượng độ cong của mép xoắn thành bên. Trong
các đồ thị bên dưới, độ lệch giữa kết quả mô phỏng và kết quả thực nghiệm được
biểu thị bằng sai số độ cong mặt cắt. Sai số càng nhỏ trên trục Y, kết quả mô
phỏng càng gần với kết quả thực nghiệm.
Hình
11: So sánh giữa dự đoán và thực tế về đo độ cong
Hình
12: So sánh giữa dự đoán và thực tế về sai số độ cong mặt cắt trung bình
Các phần mềm được
sử dụng là LS-DYNA (người tham gia 1), Inspire Form (người tham
gia 2), AutoForm Forming R10 (người tham gia 3 và 4) và Stampack
(người tham gia 5). Ủy ban nghiên cứu tiêu chuẩn Numisheet đã đánh giá các bài
nộp như sau:
- DP980 có gân vuốt: Kết quả của
AutoForm nhận được đánh giá cao nhất.
- DP980 không có gân vuốt: Kết quả của
Inspire Form nhận được đánh giá cao nhất nhưng cả hai bài nộp của AutoForm
đều được đánh giá cao như nhau.
- AA6xxx có gân vuốt: Kết quả của
AutoForm nhận được đánh giá cao nhất.
- AA6xxx không có gân vuốt: Kết quả của
AutoForm nhận được đánh giá cao nhất.
Phần kết luận
Tại hội nghị
Numisheet, AutoForm một lần nữa chứng minh rằng phần mềm tiên tiến của
họ cho phép người dùng mô phỏng toàn bộ quy trình dập một cách nhanh chóng,
chính xác và nhất quán. Phần mềm này vượt trội ở các khía cạnh sau:
- Tốc độ: Kết quả
tính toán cho thấy phần mềm AutoForm nhanh hơn hơn 100 lần so với các mã
phần mềm khác được sử dụng trong nghiên cứu so sánh này.
- Độ chính xác: Kết quả của
AutoForm cho thấy điểm số xuất sắc trong dự đoán độ đàn hồi ngược. Kết quả
trình bày ở mỗi mặt cắt ngang rất giống với kết quả thực nghiệm hoặc thậm
chí trùng khớp chính xác. Hơn nữa, phần mềm AutoForm được đánh giá là tốt
nhất về sai số độ cong trung bình của mặt cắt.
- Tính nhất quán: AutoForm nhận
được điểm số xuất sắc về tính dễ sử dụng và hướng dẫn người dùng hiệu quả.
Vị trí dẫn đầu của
phần mềm AutoForm trong số các phần mềm đang được sử dụng đã được khẳng định bởi
kết quả xuất sắc đạt được trong nghiên cứu đánh giá chuẩn này. Điểm số mà cả
AutoForm và khách hàng của nó đạt được chứng minh tốc độ, độ chính xác và tính
nhất quán vượt trội của phần mềm. Chúng tôi rất vui mừng khi chuyên môn và công
nghệ tiên tiến của mình được đánh giá cao và công nhận là tốt nhất tại một hội
nghị uy tín như Numisheet.
Nguồn: AutoForm
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét