3D-FLD ทำนายรอยแตกกระจายในการดัดแบบ plane strain
เพิ่มแรงกดสัมผัสเข้าไปในค่าจำกัดการขึ้นรูป เพื่อให้เห็นรอยแตกในบริเวณดัดแบบ plane strain ของเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษ ในจุดที่ FLD 2 มิติบอกว่าปกติ
ปัญหาหน้าตาเป็นอย่างไร
ในเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษ ชิ้นงานที่ถูกดัดผ่านเครื่องมืออาจเกิดรอยแตกสั้น ๆ เรียงเป็นแถวตามแถบแคบ โดยรอบรอยแตกแทบไม่เห็นการบางลง สภาวะความเครียดในแถบนั้นเป็น plane strain คือแผ่นถูกยืดในทิศเดียวและถูกยึดไว้ในอีกทิศ ความเครียดไปกระจุกในคอคอดแคบ ๆ และเหล็กแตกตรงนั้น ทั้งที่ค่าความเครียดดูปานกลาง
ทำไม FLD 2 มิติมองไม่เห็น
FLD แบบเดิมใช้ตัวเลขสองตัว คือความเครียดหลักสูงสุดและต่ำสุด แล้วเทียบกับเส้นจำกัดการขึ้นรูปเส้นเดียว ในสไลด์ การประเมินแบบ 2 มิติระบุว่าบริเวณนั้นตัดสินไม่ได้ พื้นที่ที่แตกจริงไม่ถูกระบุเป็นรอยแตกหรือรอยแตกที่อาจเกิด
สิ่งที่แผนภาพ 2 มิติไม่มีคือการสัมผัสระหว่างแผ่นกับเครื่องมือ ขณะแผ่นดัดผ่านรัศมี แผ่นถูกกดแนบกับแม่พิมพ์ แรงกดสัมผัสนี้เปลี่ยนปริมาณความเครียดที่แผ่นรับได้ก่อนเกิดคอคอดและแตก จุดสองจุดที่มีคู่ความเครียดเท่ากันอาจมีค่าจำกัดต่างกันถ้าแรงกดต่างกัน
3D-FLD ทำงานอย่างไร
- ใช้ข้อมูลสามตัวแทนสองตัว ทุกจุดใช้ equivalent plastic strain อัตราส่วนความเครียด และ contact surface pressure
- ใช้ผิวแทนเส้น ค่าจำกัดกลายเป็นผิวจำกัดการขึ้นรูปในสามแกนนี้ จุดที่อยู่เหนือผิวคือ NG ใต้ผิวคือ OK
- ค่าประเมินรอยแตก ผลแสดงบนชิ้นงานเป็นแผนที่สี ในสไลด์ สีน้ำเงินคือด้านปลอดภัยของสเกล และแถบรอยแตกจะขึ้นเป็นค่าสูง
ตัวอย่างบอกอะไร
ด้านซ้ายของสไลด์: FLD 2 มิติระบายชิ้นงานเป็นแถบ crack, safe และ wrinkling แต่พื้นที่ที่แตกจริงไม่ถูกระบุเป็น crack หรือ potential crack ด้านขวา: 3D-FLD ให้ค่าประเมินรอยแตกบนชิ้นงาน และแถบที่เด่นขึ้นมาตรงกับรอยแตกกระจายในภาพถ่ายชิ้นงานเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษจริง
ผู้พัฒนาอธิบายว่าออปชันนี้เล็งรอยแตกที่ส่วนนูนภายในชิ้นงานปั๊ม ซึ่งทำนายได้ยากมาก่อน
ควรใช้เมื่อไร
- ชิ้นงานเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษที่มีรอยดัด บีด หรือส่วนนูน และเกิดรอยแตกทั้งที่ FLD ปกติ
- เปรียบเทียบรัศมีแม่พิมพ์และเงื่อนไขการดัด เพราะแรงกดสัมผัสเปลี่ยนตามสิ่งเหล่านี้
- กรณีที่ FLD 2 มิติกับผลทดลองปั๊มไม่ตรงกันและต้องรู้สาเหตุ
ออปชันอื่น
- รอยแตก stretch flange: รอยแตกที่ขอบตัดซึ่งถูกยืด ประเมินด้วย strain gradient
- การแตกล่าช้า (delayed fracture): รอยแตกจากไฮโดรเจนที่เกิดหลังขึ้นรูป ประเมินจากความเค้นตกค้าง
แหล่งที่มา
ตัวอย่างจากสไลด์ด้านบน รายละเอียดผลิตภัณฑ์จาก ประกาศของ JSOL และ JFE Steel (ภาษาญี่ปุ่น) ซึ่งระบุข้อมูลสามตัวของ 3D-FLD คือ equivalent plastic strain อัตราส่วนความเครียด และ contact surface pressure
รอยแตกที่ FLD ไม่ได้ทำนาย
ส่งชิ้นงานและเกรดเหล็กมาให้เรา เราจะแสดงว่า 3D-FLD เทียบกับผล 2 มิติอย่างไร