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A Finite Element Analysis of Non-Isothermal Sheet Metal Forming Process

비등온 박판 성형공정의 유한요소해석

  • ;
  • Wagoner, R. H.
  • 김용환 (충남대학교 공과대학 기계설계학과) ;
  • Published : 1990.09.01

Abstract

A numerical method for analyzing non-isothermal, rigid-viscoplastic deformation problems has been presented. As an application, a stretch forming of sheet metals, including temperature effect, has been analyzed by a three-dimensional finite element method. Bishop`s step-wise decoupled method is adopted to solve thermomechanical coupling between deformation and heat transfer. Using the method, the effect of temperature on strain distribution during stretch forming is investigated. By comparison of the non-isothermal results with isothermal analysis, the importance of including temperature effects in the analysis of metal forming problems is emphasized. The predicted results were in good agreement with the existing experimental measurements at the different punch temperatures and dome heights investigated. It is also found that any increase of the punch temperature appeared to postpone the strain localization process by lowering the peak strain in the critical punch-sheet contact region and by normalizing strain distribution within the specimen.

본 연구에서는 박판의 프레스 성형에 관련된 열소성 문제를 해석할 수 있는 효과적이고, 신뢰도가 높은 수치적 방법을 개발하는 것이다. 박판 성형에서 변형과 열전달이 결합된 문제의 해석을 위하여 3차원 유한 요소 해석을 행하고 그를 이용하여 박판의 스트레치 성형 공정을 해석하였다. 해석 결과를 기존의 실험 결과와 비교하 여 본 해석의 타당성을 보이고, 재료 거동에 영향을 미치는 여러가지 공정 변수의 영 향을 검토하였다.

Keywords