FLC (eng. “Forming limit curve” – dijagram krivulje tečenja) je važan parametar kod modeliranja i simulacija postupaka oblikovanja deformiranjem metodom konačnih elemenata. Svaki materijal ponaša se prema svojoj individualnoj krivulji tečenja. FLC krivulje standardno se određuju prema Nakajima ili Marciniak testu postupcima dubokog vučenja na metalnim pločastim uzorcima.
U nastavku su prikazani uzorci, mjerna postava, video postupka mjerenja te analiza izmjerenih rezultata i rezultirajući FLC dijagram.

Primjeri deformiranih uzoraka limova prije samog loma

Tijekom postupaka oblikovanja limova, u deformiranom materijalu raspodjele deformacija mogu jako varirati kako iznosom tako i smjerom. Za predviđanje kritičnih zona stoga nije dovoljno poznavati klasičnu krivulju tečenja za jednoosno stanje opterećenja materijala koju određujemo statičkim vlačnim pokusom. Zato uzorci limova variraju svojom geometrijom od vitkih (koji simuliraju jednoosno stanje ali je potrebno voditi računa o smjeru valjanja pločevine) do punog komada lima, što ilustrira prethodna slika.

Mjerna postava

Slika pokazuje mjernu postavu standardnog GOM ARAMIS 3D deformacijskog mjernog sustava za vrijeme određivanja FLC parametara. Dvije kamere (između kojih je smješten izvor svjetla) snimaju svaki od stadija deformacije različitih metalnih uzoraka limova (blanks) koje sa donje strane deformira hidraulički uređaj za opterećivanje sa sfernim žigom (ili uljem pod tlakom) sve do trenutka pojave pukotine, odnosno loma uzorka. Izvor svjetla ovdje služi za eliminaciju eventualnih promjena u okolišnjem svjetlu te omogućuje velike brzine snimanja sa kratkim vremenom ekspozicije čime pruža detaljan uvid u svaki od stadija opterećenja.

Na površinu uzoraka prije mjerenja nanosi se stohastički (ili deterministički) raster koji prati deformaciju lima a služi za rješavanje problema jednoznačnosti (preciznog određivanja stereoparova – koji piksel u lijevoj kameri odgovara kojem pikselu u desnoj kameri).

Video postupka mjerenja

Na primjeru mjerenja za koje je snimljeno deset parova slika (stageova, faza), na slici snimljenoj iz desne kamere prikazani su vektori pomaka. U kutevima videa ilustrirani su iznosi i smjerovi glavnih deformacija. Za prikaz je korišten vertikalni pogled, koji je moguće rekonstruirati zbog korištenja stereo postave kamera. Video je automatski generiran izravno u dokumentacijskom modulu sustava ARAMIS.

Rezultati mjerenja

Mjerni sustav ARAMIS kada se koristi u 3D postavi omogućuje digitalizaciju oblika, prostornih pomaka i površinskih deformacija u ovisnosti o vremenu (ili sili, tlaku, pomaku…). Za rekonstrukciju FLC dijagrama prema ISO 12004 normi koriste se raspodjele glavnih deformacija po tri presjeka, trenutak prije nego što je došlo do loma. Gornja slika pokazuje rezultate i presjeke a donja iznose izmjerenih deformacija.

Nakon što su snimljeni eksperimenti za svaki od tipova uzoraka, na temelju raspodjele deformacija po presjecima automatski se prema ISO 12004 normi rekonstruira FLC krivulja, koja je za čelični materijal ilustrirana slijedećim grafom. Svaka od grupa točaka predstavlja jedan od tipova epruveta. Provučena FLC krivulja predstavlja krajnju granicu dopuštene deformacije i za različita stanja naprezanja dovodi u vezu obje komponente glavnih deformacija.

FLC krivulja granične deformabilnosti

Ovako određena FLC krivulja tečenja ključan je parametar za evaluaciju procesa deformiranja limova već u tijeku optimizacije alata za deformiranje. Ako bi se materijal deformirao tako da deformacije pređu vrijednosti koje za zadano stanje dopušta krivulju tečenja, nastala bi lokalna stanjenja ili se pojavile pukotine što dovodi do loma izradka. Korištenjem ovako određenog FLC krivulje u sprezi sa mjerenjem sustavom ARGUS jednostavno je detektirati kritične zone tako da se proces deformiranja može brzo optimirati i garantirati ispravan krajnji proizvod.

FLD dijagram granične deformabilnosti

 

ARAMIS – brzi izbornik1. Optičke 3D deformacije 2. Tehničke specifikacije 3. Programski paket 4. Princip mjerenja 5. Rezultati mjerenja 6. Primjeri mjerenja