Högskolan i Skövde

Företaget CIDAN Machinery Group konstruerar och tillverkar kantvikmaskiner för plåtbockning, och är intresserade av det vridmoment som krävs vid bockning av plåt, beroende på bockningsvinkel, plåttjocklek och plåtmaterial. För att prediktera vridmomentet har analytiska och numeriska metoder använts, för att utveckla en matematisk modell.

Analytiska modeller för böjande moment vid plåtbockning har studerats, och för att verifiera modellernas trovärdighet och tillämpbarhet har jämförelse skett med en numerisk modell. För den numeriska modellen har finita elementmetoden använts med en Coupled Eularian-Lagrangian-formulering, för att undvika elementdistorsioner vid stora plastiska deformationer. 

Arbetet identifierade fyra analytiska modeller för prediktering av vridmomentet, vilka jämfördes och den mest lämpliga valdes ut. För praktisk användning av den utvalda modellen skapades ett Exceldokument i vilket värden matas in och moment samt effekt erhålles. Vidare kunde den numeriska modellens resultat jämföras mot utvald analytisk modell, vilket visade att den analytiska och numeriska momentberäkningen stämmer väl överens. 

Den analytiska modellen, vilken beror på de tre olika variablerna ovan, samt stämmer väl överens med den numeriska beräkningen, kan rekommenderas. Det har även visats att Coupled Eularian-Lagrangian-formulering är användbar för att undvika elementdistorsioner vid simulering av plåtbockningsproblem.

The company CIDAN Machinery Group is designing and producing metal folders used for sheet metal bending, and they are interested in the torque that’s needed when bending sheet metal, depending on bending angle, sheet metal thickness and its material. To predict the torque, analytical and numerical methods has been used to develop a mathematical model.

Analytical models for bending moment for sheet metal bending has been studied, and to verify the model’s reliability and applicability, a comparison with a numerical model have been made. For the numerical model, the finite element method has been used, with a Coupled Eularian-Lagrangian formulation, used in order to avoid mesh distortions.

The work identified four analytical models for prediction of the torque, which were compared and the most appropriate model was selected. For practical use of the chosen model an Excel document was created, in which values are put in and bending moment, torque and power is obtained. Further, the numerical model’s result could be compared against the selected analytical model, which showed that the analytical and numerical model’s bending moment calculations agrees well.

The analytical model, which is dependent by the three variables and agrees well with the numerical calculation, can be recommended and it has been shown that the Coupled Eularian-Lagrangian formulation are useful for avoiding mesh distortions in simulation of sheet metal bending problems