Comparison and calibration of computer codes for sheet metal forming

Nowadays computer simulations play an important role in the designing of sheet metal stamping processes for the prediction of process output before the manufacturing of the die sets. Different commercial software packages are available on the market for the forming simulations, but the accuracy of their results can vary between the different codes, and also according to the input parameters of the computer model. In this work the experimental results of a real stamping process for the manufacturing of exhaust system components are compared to the simulation output of two popular software packages used in the industry, AutoForm and PAM-STAMP. The aim is to determine if there is difference between their results, and which computer code is better in terms of accuracy. Outputs studied in this work are thickness and draw-in of the sheet after stamping process; two different case studies are used. Moreover attempts of improvement of accuracy of both computer codes is performed by searching the optimal values of the input parameters of the codes (process known as calibration). Cross-validation is performed in order to check the significance of the calibration results. In this work it is found that PAM-STAMP results are more accurate, but are very close to the AutoForm ones. No significant improvement of results is obtained with calibration procedure.

Oggigiorno le simulazioni a computer a elementi finiti sono essenziali nella progettazione dei processi di stampaggio di lamiera e per predire l’output del processo prima della realizzazione dello stampo. Diversi software commerciali sono disponibili sul mercato per simulare la formatura di lamiera, ma l’accuratezza dei risultati cambia tra i diversi programmi. In questo lavoro i risultati sperimentali di un processo di stampaggio reale di componenti di sistemi di scarico vengono confrontati con l’output di simulazioni eseguite con due software diffusi a livello industriale, AutoForm e PAM-STAMP. L’obiettivo è determinare se c’è differenza tra i loro risultati, e quale tra i due dà risultati più accurati. Le grandezze usate come output del processo sono lo spessore finale e il ritirato del pezzo dopo lo stampaggio. Inoltre si è anche cercato di migliorare i risultati della simulazione agendo sui parametri di input dei modelli di simulazione (operazione nota come calibrazione). È stata poi fatta una convalida incrociata per controllare la bontà dei risultati della calibrazione. In questo lavoro gli output di PAM-STAMP sono risultati i più accurati, sebbene quelli di AutoForm gli siano molto vicini. Nessun miglioramento dei risultati è stato ottenuto con la procedura di calibrazione.