Comparative study of six failure criteria via numerical simulation of stamped DP600 steel
Creators
- 1. Universidade Federal do Paraná
Description
During the development of an automobile part obtained by stamping process, time and money are required aiming process planning and setup of a new tooling. One of the difficulties in stamping is to know if the chosen material will have sufficient formability to reach the final form required by the project. Because of this difficulty, it is very interesting to propose a method that can accurately simulate the forming process. The failure criteria can be mathematical or empirical models capable of determining the onset of necking for each stress/strain states. It is interesting to find a failure criterion that can be easily determined and provides a good ability to detect the failure accurately. In this study, six different failure criteria were studied. Five of them are classified as ductile damage models and they depend on the stress triaxiality and plastic strain. The last criterion depends only on the deformations in the main directions and it is called the forming limit curve (FLC). Computational models through finite element analysis (FEA) were used. The formability was evaluated by monitoring the displacement of the punch until the failure of the material. Lou and Huh criterion and Johson-Cook criterion have been able to provide approximation errors in the range of 0.7–5% which makes them interesting for practical implementation in the industry.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
أثناء تطوير جزء السيارة الذي تم الحصول عليه عن طريق عملية الختم، يلزم توفير الوقت والمال لتخطيط العملية وإعداد أداة جديدة. تتمثل إحدى الصعوبات في الختم في معرفة ما إذا كانت المادة المختارة سيكون لها قابلية تشكيل كافية للوصول إلى الشكل النهائي الذي يتطلبه المشروع. وبسبب هذه الصعوبة، من المثير للاهتمام للغاية اقتراح طريقة يمكنها محاكاة عملية التشكيل بدقة. يمكن أن تكون معايير الفشل نماذج رياضية أو تجريبية قادرة على تحديد بداية التعشيق لكل حالة إجهاد/إجهاد. من المثير للاهتمام العثور على معيار فشل يمكن تحديده بسهولة ويوفر قدرة جيدة على اكتشاف الفشل بدقة. في هذه الدراسة، تمت دراسة ستة معايير فشل مختلفة. تصنف خمسة منها على أنها نماذج لتلف الدكتايل وتعتمد على الإجهاد ثلاثي المحاور والإجهاد البلاستيكي. يعتمد المعيار الأخير فقط على التشوهات في الاتجاهات الرئيسية ويسمى منحنى حد التشكيل (FLC). تم استخدام النماذج الحاسوبية من خلال تحليل العناصر المحدودة (FEA). تم تقييم القابلية للتشكيل من خلال مراقبة إزاحة الخرامة حتى فشل المادة. تمكن معيار LO و HUH ومعيار JOHSON - COOK من توفير أخطاء تقريبية في حدود 0.7-5 ٪ مما يجعلها مثيرة للاهتمام للتنفيذ العملي في الصناعة.Translated Description (French)
Lors du développement d'une pièce automobile obtenue par un processus d'estampage, le temps et l'argent sont nécessaires pour la planification du processus de visée et la configuration d'un nouvel outillage. L'une des difficultés de l'estampage est de savoir si le matériau choisi aura une formabilité suffisante pour atteindre la forme finale requise par le projet. En raison de cette difficulté, il est très intéressant de proposer une méthode capable de simuler avec précision le processus de formage. Les critères de défaillance peuvent être des modèles mathématiques ou empiriques capables de déterminer le début du rétrécissement pour chaque état de contrainte/déformation. Il est intéressant de trouver un critère de défaillance qui peut être facilement déterminé et qui offre une bonne capacité à détecter la défaillance avec précision. Dans cette étude, six critères d'échec différents ont été étudiés. Cinq d'entre eux sont classés comme modèles de dommages ductiles et dépendent de la triaxialité des contraintes et de la déformation plastique. Le dernier critère ne dépend que des déformations dans les directions principales et il est appelé la courbe limite de formage (FLC). Des modèles informatiques par analyse par éléments finis (FEA) ont été utilisés. La formabilité a été évaluée en surveillant le déplacement du poinçon jusqu'à la défaillance du matériau. Les critères Lou et Huh et le critère Johson-Cook ont pu fournir des erreurs d'approximation de l'ordre de 0,7 à 5 %, ce qui les rend intéressants pour une mise en œuvre pratique dans l'industrie.Translated Description (Spanish)
Durante el desarrollo de una pieza de automóvil obtenida mediante el proceso de estampado, se requiere tiempo y dinero para planificar el proceso y configurar una nueva herramienta. Una de las dificultades en la estampación es saber si el material elegido tendrá la conformabilidad suficiente para alcanzar la forma final requerida por el proyecto. Debido a esta dificultad, es muy interesante proponer un método que pueda simular con precisión el proceso de formación. Los criterios de fallo pueden ser modelos matemáticos o empíricos capaces de determinar el inicio del estrechamiento para cada estado de tensión/deformación. Es interesante encontrar un criterio de falla que se pueda determinar fácilmente y que proporcione una buena capacidad para detectar la falla con precisión. En este estudio, se estudiaron seis criterios de fracaso diferentes. Cinco de ellos se clasifican como modelos de daño dúctil y dependen de la triaxialidad de tensión y la deformación plástica. El último criterio depende solo de las deformaciones en las direcciones principales y se denomina curva de límite de formación (FLC). Se utilizaron modelos computacionales a través del análisis de elementos finitos (fea). La conformabilidad se evaluó monitoreando el desplazamiento del punzón hasta la falla del material. El criterio de Lou y Huh y el criterio de Johson-Cook han podido proporcionar errores de aproximación en el rango de 0.7-5%, lo que los hace interesantes para la implementación práctica en la industria.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:dd4857a19bcfc500379dfc6ea8d9dc81
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة مقارنة لستة معايير فشل عن طريق المحاكاة العددية لفولاذ DP600 المختوم
- Translated title (French)
- Etude comparative de six critères de défaillance via simulation numérique de l'acier DP600 embouti
- Translated title (Spanish)
- Estudio comparativo de seis criterios de fallo mediante simulación numérica de acero DP600 estampado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4281780445
- DOI
- 10.1007/s00170-022-09440-5
References
- https://openalex.org/W2000595666
- https://openalex.org/W2005307092
- https://openalex.org/W2032768430
- https://openalex.org/W2061423973
- https://openalex.org/W2065163759
- https://openalex.org/W2087771668
- https://openalex.org/W2777023061
- https://openalex.org/W2791291518