박판성형 해석을 위한 드로우비드력에 관한 연구

Abstract

박판 프레스 금형의 드로우비드는 박판이 드로우 다이 내부로 유입되어 성형될 때 박판에 장력을 부과하고 유입량을 제어하여 주름, 파단, 스프링백 등의 성형 결함을 방지시켜 준다. 따라서 고정도 박판성형 해석을 위해서는 보다 정밀한 드로우비드 인출력과 상압력에 관한 실험과 이론모델의 규명이 필요하다. 본 연구에서는 보다 정확한 드로우비드 실험을 위해 이전의 실험금형을 보완하여 드로우비드력을 구하는 실험방법을 제안하고, 다양한 드로우비드의 치수와 다이페이스 경사에서 인출력과 상압력을 측정하였다. 그리고 바우싱거 효과와 과도거동을 고려한 혼합 등방-이동경화식을 사용하여 이론모델을 정립하고 드로우비드 인출력과 상압력을 결정하였다. 또한 내연적 FEM과 외연적 FEM으로 드로우비드 인출과정을 시뮬레이션하여 실험과 이론모델로 구한 드로우비드력들의 타당성을 검증하고, 펜더와 리프트게이트의 성형해석에 이론모델로 구한 드로우비드력을 적용하여 이론모델의 우수성을 입증하였다.; The drawbeads, which are used for controlling the flow of the sheet into die cavity by imposing the tension and for preventing the forming defects like wrinkling, springback, etc. during the sheet forming process, strongly affect the formability. Therefore, the establishment of theoretical model and its experimental verification by obtaining precisely the restraining and opening forces of drawbeads are essential for the accurate analysis of sheet metal forming processes. A drawbead drawing test method for experimentally determining accurate drawbead forces is suggested in this study by modifying the previous drawbead dies widely used, and the drawbead restraining and opening forces associated with drawbead dimension and dieface inclined angle in elliptical/circular, square, and step drawbeads are measured. In addition, a theoretical model mathematically determining drawbead forces by employing the hybrid isotropic-kinematic hardening considering Bauschinger effect and transient behavior. Moreover, is introduced through the implicit FEM and explicit FEM simulation of drawbead drawing processes, the drawbead forces obtained from experimental measurements and theoretical calculations are verified. Finally, the excellence of theoretical model is shown by applying its drawbead forces to the forming simulation of automotive fender and liftgate panels.