Industrial application of FEM blanking process analysis : damage criterion calibration, material characterization and application range study

Panzeri S.p.a. has acquired a FEM software, called Forge, to help better perform the production project. The aim of this thesis is the development of a calibrated model of the blanking process, and further is to develop a proper approach of data acquisition and elaboration. The description of ductile fracture is normally empiric, and models have to be validated for a specific range of use. At first, the fracture model was calibrated by a computational optimization by inverse analysis where the model was characterized by a critical parameter D*. Then, it was verified that D* was just function of the material for the range of application. Afterwards, considering the industrial environment, an approximate tensile test approach was chosen to calibrate the fracture model for other four materials, where a correction factor was considered based on the first material processes validation. Furthermore, the sensibility of some process parameters data was studied to check the importance of acquisition precision. In conclusion, it was verified the model yields satisfactory results for the materials that presented equal or more formability than the reference material used to formulate the approach.

Panzeri S.p.a. ha acquisito un software di simulazione ad elementi finiti, chiamato Forge, per meglio aiutare svolgere il progetto della produzione. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è lo sviluppo di un modello calibrato per simulare la tranciatura, oltre che sviluppare un approccio adatto per acquisizione e elaborazione dei dati. La descrizione della frattura duttile è normalmente empirica, e i modelli devono essere convalidati per una gamma specifica di utilizzo. In un primo momento, il modello di frattura è stato calibrato da un’ottimizzazione computazionale per analisi inversa in cui il modello è stato caratterizzato da un parametro critico D *. Poi, si è verificato che * D era solo funzione del materiale per la gamma di applicazione. In seguito, considerando l'ambiente industriale, un approccio usando prove di trazione è stato scelto per calibrare il modello di frattura per altri quattro materiali, dove è stato considerato un fattore di correzione sulla base delle caratteristiche di danno verificate per il primo materiale. Inoltre, la sensibilità di alcuni dati dei parametri di processo è stata studiata per verificare l'importanza della precisione di acquisizione. In conclusione, si è verificato che il modello produce risultati soddisfacenti per i materiali che hanno presentato formabilità pari o superiore al materiale di riferimento utilizzato per formulare l'approccio.