Falsning av bilplåtNy metod för datorsimulering utvecklad
Mats Sigvant har vid Institutionen för konstruktion och mekanik på Chalmers tillsammans med Volvo Personvagnar AB, Karosskomponenter, studerat falsning av tunnplåtsdetaljer inom bilindustrin.
Ett exempel på FE-simulering av falsning. Bilden visar detaljernas form i slutet av den första delprocessen, den så kallade förfalsningen.
Falsning är en metod för att sammanfoga till exempel en yttre och en inre dörr, motorhuv eller baklucka till en bilkaross genom att man viker den yttre detaljen runt den inre. Arbetet har varit inriktat på att med hjälp av datorsimulering (Finita Element Metoden, FEM) kunna förutsäga ändringen av detaljens yttermått under falsningsprocessen, den så kallade inrullningen. Om man inte tar hänsyn till inrullningen får man stora spel mellan karossdetaljerna på den färdiga bilen och därmed blir kvalitetsintrycket dåligt.
Den hårda konkurrensen inom bilindustrin tvingar företagen att ta fram bilmodeller snabbare och till lägre kostnad. En väg för att uppnå detta är att använda sig av olika typer av datorsimuleringar för att lösa olika problem på ett tidigt stadium vid utvecklingen av en ny bil. I sitt doktorsarbete har Mats Sigvant utvecklat en metod för FE-simulering av falsning.
– En utmaning med falsningssimulering är att de industriella kraven på rimlig beräkningstid medför att simuleringsmodellen måste byggas upp på ett sätt som inte strikt uppfyller alla krav för att teorin för Finita Element skall gälla. En stor del av arbetet har därför ägnats åt att visa att min modell har lika god överensstämmelse med experimentella resultat som en modell som uppfyller de teoretiska kraven, säger Mats Sigvant.
– För att demonstrera metodens tillämplighet på verkliga detaljer har vi simulerat pressningen och falsningen av en motorhuv i Volvos produktion. Resultat från olika sätt att göra detta har jämförts med varandra samt med mätningar på verkliga detaljer i produktionen. Överensstämmelsen mellan simulerings- och provresultaten är god.
Slutsatsen från doktorsarbetet är att det är möjligt att med FEM simulera falsning av karosskomponenter med god noggrannhet och rimliga beräkningstider. Detta gör att man i framtiden hamnar närmare det önskade resultatet när man startar utprovningen av falsningutrustningen samt att tiden och kostnaden för att nå slutresultatet minskas. Arbetet möjliggör också att man i framtiden kan ytterligare förbättra kvalitetsintrycket av bilen. En annan stor fördel är att man med FE-simuleringar snabbt och billigt kan testa och jämföra alternativa sätt att falsa en karossdetalj utan att man behöver ta fram några tillverkningsutrustningar.
Avhandlingen ”The Hemming Process, A Numerical and Experimental Study” försvarades vid en offentlig disputation på Chalmers den 30 januari 2004.
Mats Sigvant är från Olofström och är anställd av Volvo Personvagnar AB, Karosskomponenter i Olofström. Han har utfört sitt doktorsarbete som industridoktorand vid Chalmers.
Kontaktinformation
Mer information:
Mats Sigvant, Institutionen för konstruktion och mekanik, Beräkningsmekanik, Chalmers.
Tel: 031-772 8569 eller 0454-26 53 68
E-post: matss@sm.chalmers.se eller msvens47@volvocars.com
