title: Sheet metal forming simulation and Springback prediction based on finite element analysis
title: Προσομοίωση παραμόρφωσης μετάλλου και πρόβλεψη ελαστικής αποφόρτισης με χρήση πεπερασμένων στοιχείων
Creators: name: Σπαθοπουλος Στεφανος-Χρηστος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Sheet metal forming is one of the most important manufacturing processes applying in many industrial sectors with one of the most prevalent, the automotive industry. The main purpose of that operation is to achieve the production of a desired formed shape blank, without causing any material failures. That specimen should as well conform to the appropriate dimensions and tolerances, after reaching the unloading state. Over time, the automotive industry is constantly investing in material optimization, aiming at achieving a high -strength and reduced mass combination. As such, materials become increasingly complex, since their microstructure changes, which results in non-linear properties as well as complicated behaviors. Consequently, by aiming to improve the predictability, accuracy, and quality of a study, finite element software is frequently used in such processes. These simulation tools, conduct manufacturing operations analysis and after their results are elicited, they are cross-checked with some experimental tests and thereby extract precise conclusions concerning materials behavior. During this thesis, the sheet metal forming simulation of an experimental automotive specimen as well as its spring-back prediction will be implemented by the finite element method. Initially, the related geometry, as well as its corresponding forming tools, will be designed through CAD software and then they will be imported in a simulation software through which an FEA analysis will be applied. 
description: Η παραμόρφωση μετάλλου αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα είδη κατεργασιών και βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς βιομηχανικούς κλάδους με έναν από τους πιο διαδεδομένους την αυτοκινητοβιομηχανία. Κύριος στόχος της αποτελεί η διαμόρφωση ενός μεταλλικού ελάσματος σε επιθυμητή γεωμετρία χωρίς την πρόκληση αστοχιών υλικού, όπως και η συμμόρφωσή του με τις ήδη μελετημένες διαστάσεις και ανοχές αφού αποφορτιστεί. Με την πάροδο του χρόνου ο κλάδος της αυτοκινητοβιομηχανίας επενδύει συνεχώς στην βελτιστοποίηση των υλικών που χρησιμοποιεί, θέλοντας να επιτύχει συνδυασμό υψηλής αντοχής ενώ παράλληλα και μειωμένης μάζας. Έτσι τα υλικά γίνονται όλο και πιο σύνθετα, ενώ μεταβάλλεται η μικροδομή τους, έχοντας ως αποτέλεσμα να εμφανίζουν μη γραμμικές ιδιότητες όπως και αρκετά περίπλοκες συμπεριφορές κατά την επεξεργασία τους. Συνεπώς με απώτερο σκοπό την βελτίωση της προβλεψιμότητας, της ακρίβειας όπως και της ποιότητας μιας μελέτης, χρησιμοποιούνται λογισμικά πεπερασμένων στοιχείων για τέτοιου είδους εφαρμογές. Αυτά τα εργαλεία προσομοιώσεων εκτελούν αναλύσεις των συγκεκριμένων διαδικασιών παραγωγής, ενώ στην συνέχεια τα αποτελέσματά τους εμφανίζονται σε εικονικό περιβάλλον και διασταυρώνονται με αυτά των πειραματικών δοκιμών, εξάγοντας με αυτόν τον τρόπο όσο το δυνατόν πιο ακριβή συμπεράσματα σχετικά με την συμπεριφορά των υλικών. Στην συγκεκριμένη εργασία θα προσομοιωθεί η διαδικασία κατασκευής ενός πειραματικού νεύρου που χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία, όπως και θα προβλεφθεί η ελαστική επαναφορά κατά την αποφόρτισή του μέσω της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων. Αρχικά θα μοντελοποιηθεί η κατάλληλη γεωμετρία όπως και τα αντίστοιχα καλούπια διαμόρφωσης, μέσω λογισμικού CAD, ενώ στη συνέχεια τα συγκεκριμένα μοντέλα θα περαστούν σε λογισμικό προσομοίωσης FEA οπού και θα εφαρμοστεί σχετική ανάλυση.