Modeling of deep drawing of tailored blanks joint using laser welding

Antoni Piela, Joanna Lisok

Silesian University of Technology.

DOI:

https://doi.org/10.7494/cmms.2001.3.0015

Abstract:

Application of welded sheet metal allows for significant decrease of the weight of the car body. Efficient design of the deep drawing technology for these sheets requires simulation of material deformation during industrial processes. Thus, the main objective of the present work is investigaiion of various aspects of modeling of sheet forming for tailored blanks. Description of the geometry of welded blank as well as representation of the properties of welded material are investigated and presented in the paper. Developed by the authors models of various complexity, which describe the material properties in the transient zones, are described. Results of simulations of cup drawing of welded sheets are presented. Modeling allowed an analysis of local strain distribution around the weld zone. Discussion of material’s workability and appearance of cracks is presented for various combinations of thickness and properties of sheets.

Cite as:

Piela, A., Lisok, J. (2001). Modeling of deep drawing of tailored blanks joint using laser welding. Computer Methods in Materials Science, 1(3-4), 166 – 180. https://doi.org/10.7494/cmms.2001.3.0015

Article (PDF):

Keywords:

References:

Haferkamp, H., Bach, F., Burmester, L., Höfemann, M., Niemeyer M., Kreutzburg K., 1997, Laserstrahl-fügen von innovativen Werkstoffen Für die Automobilindustrie, Bänder Bleche Rohre, (3) 167-178.

Hyrcza, M., Piela, A., 2000, Analiza procesu płynięcia materiału blachy łączonej typu “Tailored Blanks” podczas tłoczenia wyrobów osiowo-symetrycznych. VII Seminarium Naukowe Wydz. Inż. Mater. Met. i Transp. Pol. Šl. nt.: “Nowe Technologie i Materialy w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej”. Katowice,. 245-250.

Kiefer, A., 1997, Ein Herstellungsprozeß vom Coil bis zum fertigen Fahrzeugteil, Bänder Bleche Rohre, (5) 287-294.

Kinsey, B., Zhihong, L., Jian, C., 2000, A novel forming technology for tailor-welded blanks, J. Mat. Proc. Techn., 1, 145-153.

Klose, P., 2001, Vom Werkstofflieferanten zum Systempartner – Der integrative Ansatz zur Anwendung moderner Stahlwerkstoffe Sächsische Fachtagung Umformtechnik, Freiberg, 1.

Kusuda, H., Toshiyoku, T., Fumiaki, N., 1997, Formability of tailored blanks, J. Mat. Proc. Techn., 1, 134-140.

Lalik, S., Niewielski, G., Piela, A., 2000, Badania właściwości mechanicznych i metalograficzne złącz spawanych laserem ze stali St 12.03. VII Seminarium Naukowe Wydz. Inż. Mater. Met. i Transp. Pol. Śl. nt.: Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. Katowice, 233-238.

Lange, K., 1997, Modern metal forming technology for industrial production, J. Mat. Proc. Techn., 1, 1-13.

Lisok, J., Piela, A., 2000, Analiza procesu plastycznego płynięcia w strefie spoiny blachy łączonej laserowo w próbie jednoosiowego rozciągania. VII Seminarium Naukowe Wydz. Inż. Mater. Met. i Transp. Pol. Šl. nt.: Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. Katowice, 239-244.

Niemeyer, M., Müller S., Ullrich W., 2000, Neue Wege im Karosseriebau. Bänder Bleche Rohre, (11-12), 39.

Piela, A., 2000, Nowe materiały do tłoczenia – Tailored Blanks, XIV Konf. Naukowo-Techniczna Obróbki Plastycznej nt. Konstrukcja i technologia wytłoczek i wyprasek, Poznań – Czerniejewo, 87-94.

Piela, A., Zimniak, Z., 2000a, Simulation of tailored blanks stamping process applying the finite elements method – based on cupping as an example. Mat. 8. Konf. Metal Forming 2000, ed., Pietrzyk, M., Kusiak, J., Majta, J., Hartley, P.,

Pillinger, I., Kraków, Wydawn. A. Balkema, 215-221.

Piela, A., Hyrcza, M., Lisok, J., 2000b, Ocena tłoczności wsadów spawanych laserem, Mat. Konf. FORMING 2000, Ustroń, 101-106.

Piela, A., Świłło, S., Kocańda, A., 2000c, Automatyzacja pomiaru odkształceń przy wyznaczaniu granicznej krzywej tłoczenia, Obróbka Plastyczna Metali, 11, 5-13.

Piela, A., 2001, Tłoczność wykrojów spawanych laserem, IV Konferencja nt. Odkształcalność metali i stopów, Łańcut.

Piela, A., Hyrcza, M., 2001a, Graniczna krzywa tłoczenia blach typu Tailored Blanks, Mat. Konf. FORMING 2001, Stara Lesna, 163-170.

Piela, A., Lisok, J., 2001b, Przyczynek do budowy modelu materiałowego blach łączonych typu Tailored Blanks – model geometryczny, Mat. Konf. FORMING 2001, Stara Lesna, 171-178

Piela, A., Hyrcza, M., Lisok, J., 2001c, Wsady do tłoczenia spawane laserem, IX Seminarium Naukowe Wydz. Inż. Mat. Metal. i Trans. Pol. Śl. nt. Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej, Katowice, 385-388.

Piela, A., Hyrcza, M., Lisok, J., 2001d, Model spoiny laserowej we wsadach do tłoczenia typu Tailored Blanks, Przegląd Mechaniczny, 4, 19-22.

Piela, A., Kocańda, A., Zimnak, Z., 2001e, FEM simulation of drawing of tailored blanks, Mat. Konf. NUMIFORM 2001, Toyohashi, Wydawn. A. Balkema, 795-800.

Piela, A., Hyrcza, M., Lisok, J., Zimniak, Z., Kalita, W., 2001f, Model blachy łączonej spoiną laserową. Mat. 8. KomPlasTech 2001, ed., Grosman, F., Piela, A., Kusiak, J., Pietrzyk, M., Korbielów, Wydawn. Akapit, 85-93.

Piela, A., Rojek, J., 2002, Weryfikacja wyników numerycznej symulacji procesu tłoczenia – część II: tłoczenie niejednorodnych blach typu tailored blanks, Mat. 9. Konf. KomPlas Tech 2002, ed., Pietrzyk, M., Kusiak, J., Grosman, F., Piela, A., Szczawnica, Wydawn. Aka-pit, 239-246.

Rojek, J., Piela, A., 2002, Weryfikacja wyników numerycznej symulacji procesu tłoczenia – część I: Tłoczenie jednorodnych blach głębokotłocznych, Mat. 9. Konf. KomPlasTech 2002, ed., Pietrzyk, M., Kusiak, J., Grosman, F., Piela, A.. Szczawnica, Wydawn. Aka-pit, 231-238.

Świłło, S., Kocańda, A., Piela, A., 2000, Determination of the forming limit curve by using stereo image processing. Mat. 8. Konf. Metal Forming 2000, ed., Pietrzyk, M., Kusiak, J., Majta, J., Hartley, P., Pillinger, I., Kraków, Wydawn. A. Balkema, 545-550.

Zhao, K.M., Chun, B.K., Lee, J.K., 2001, Finite element analysis of tailor-welded blanks, J. Mat. Proc. Techn., 2, 117-130.

Zimniak, Z., Piela, A., 2000a, Finite element analysis of a tailored blanks stamping process, J. Mat. Proc. Techn., 1-3, 254-260.

Zimniak, Z., Piela, A., 2000b, Komputerowe wspomaganie projektowania procesu spawania laserowego blach typu Tailored Blanks, 42 Naukowo-Techniczna Konferencja Spawalnicza nt. Techniki komputerowe w spawalnictwie, Warszawa, 23-28.