OHUTLEVY 2025 • 25 www.ohutlevy.com TAULUKKO 2. Erichsen-laitteella ja simuloimalla tehdyn LDR-kokeen vertailu. Materiaali LDR (Erichsen) LDR (simuloitu) Ohenema % (Erichsen) Ohenema % (simuloitu) EN 1.4016 2,40* 2,26 7,5% 25,7% EN 1.4509 2,40* 2,38 8,3% 17,9% EN 1.4404 2,36 2,20 24,5% 31,8% EN 1.4307 2,30 2,20 24,4% 21,1% EN 1.4622 2,40* 2,42 4,3% 16,6% EN 1.4307 2,36 2,20 17,5% 24,7% * Suurin mahdollinen aihion halkaisija D=120 mm (max D/d = 2,40). Taulukosta nähdään, että suurimmassa osassa tapauksista simulointi aliarvioi LDR-arvon verrattuna käytännön kokeisiin. Ainoastaan ferriittisen EN 1.4622:n kohdalla simulointi hieman yliarvioi muovattavuuden. Simulointimalli näytti toimivan kohtuullisesti kriittisen LDR-arvon ennustamisessa. On kuitenkin huomioitava, että kaikilla ferriittisillä teräksillä LDR-kokeessa saavutettiin testilaitteiston maksimiarvo D/d = 2,40, joten todellista syvävedettävyyttä ei välttämättä saatu täysin mitattua. Jos todellinen LDR on suurempi, voi poikkeama todellisen ja simuloidun LDR-arvon välillä kasvaa näissä tapauksissa suuremmaksi. Oheneman osalta simulointi ennusti useimmiten suurempia arvoja kuin käytännön kokeet. Suurimmat erot olivat teräksillä, joissa kokeissa mitattu LDR-arvo saavutti maksimin, mutta kuten edellä todettiin, saattaa todellinen LDR-arvo olla näissä tapauksissa suurempi, jolloin myös todellinen ohenema voisi kasvaa ja ero simuloinnin kanssa kaventua. Tämä mittausrajoitus vaikuttaa siten molempien suureiden vertailtavuuteen. Simuloinnin ja kokeellisten tulosten erot johtuvat pääosin syöttötietojen (esimerkiksi r-, n- ja FLC-arvot) tarkkuudesta, kitkakertoimen mallinnuksesta sekä valitusta murtumiskriteeristä. Simulointi on herkkä paikallisille muodonmuutoksille, jolloin materiaalimalli ei aina vastaa todellista plastista käyttäytymistä. Todellisissa kappaleissa tapahtuva kuroutuminen ja muokkauslujittuminen voivat ehkäistä ohenemista tehokkaammin kuin simuloinnissa. Johtopäätökset Simulointi osoittautui käyttökelpoiseksi työkaluksi muovattavuuden ennustamisessa erityisesti LDR-arvon osalta, jossa tulokset vastasivat kokeellisia mittauksia kohtuullisen hyvin. Sen sijaan materiaalin oheneman ennustaminen oli epävarmempaa, ja simulointi antoi monin paikoin liian suuria arvoja. Erot simuloinnin ja kokeiden välillä korostavat lähtötietojen, kuten materiaaliparametrien ja kitkakertoimen, tarkan määrittelyn merkitystä. LDR-kokeiden mittausrajoitus (maksimiarvo 2,40) tuo epävarmuutta vertailuun ja voi osaltaan selittää simuloinnin ja kokeiden välisiä eroja. Jatkosuunnitelmat Hankkeessa tullaan jatkamaan muovauskokeita hiiliteräksille, muun muassa DC-laaduille. Lisäksi pyritään kehittämään Swiftin kuppikokeen työkaluja siten, että pystytään testaamaan suurempia LDR-arvoja, esimerkiksi 3,0. Muovauksen simulointiosaamisen kasvattamista sekä käytännön muovausten ja simuloinnin vertailua tullaan jatkamaan. ■ Lähteet 1. FormFuture-hankkeen www-sivut. Viitattu 27.5.2025. https://www.lapinamk.fi/fi/Yrityksille-ja-yhteisoille/Tutkimus,-kehitys-ja-innovaatiot/Teollisuuden-ja-luonnonvarojen-osaamisala/FormFuture 2. Ruoppa, R., Vierelä, R., Juntunen, P., Kanto, J., FormFuture muovauksen kehityshanke käyntiin Lapin alueella. Ohutlevy 1/2025, ss. 22-24. Viitattu 27.5.2025. https://proofer.faktor.fi/epaper/Ohutlevy124/24/ • RAIMO RUOPPA, ASIANTUNTIJA, LAPIN AMMATTIKORKEAKOULU • RAIMO VIERELÄ, ASIANTUNTIJA, LAPIN AMMATTIKORKEAKOULU • PÄIVI JUNTUNEN, ASIANTUNTIJA, LAPIN AMMATTIKORKEAKOULU • JOUNI KANTO, ASIANTUNTIJA, LAPIN AMMATTIKORKEAKOULU KUVA 3. Ylhäällä Erichsen-laitteella suoritettu LDR-koe (murtunut ja onnistunut), alhaalla ANSYS Forming -ohjelmistolla simuloitu LDR-koe (murtunut ja onnistunut).
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU0MzgwNw==