Bu çalışmada, Hyperform yazılımı ile yapılan derin çekme simülasyonunda; sac parça kenar profili, kalıp köşe yarıçapları, parça derinliği, pot çemberi kuvveti ve süzme çubuğu zorlama kuvveti gibi değişkenlerin optimizasyonu yapılarak, simulasyon sonucunda sac üzerinde oluşan incelme, şekillendirilebilme sonuçları ve gerinim değerleri iyileştirilmiştir.
Sac şekillendirme işlemi, bir çok şekil değişkeni ve işlem değişkenine bağlıdır. Tasarım değişkenleri için optimum değerleri elde edebilmek için analiz ve optimizasyon programlarını ortak kullanmamız gerekmektedir.
Üzerinde çalıştığımız derin çekme simulasyonunda, işlem değişkenleri HyperForm programında, şekil değişkenleri ise HyperMorph paneli yardımıyla tanımlanmıştır.
Sac şekillendirme analizi, HyperForm programında tek adım (1 step) olarak çözdürülmüş, analizin ardindan HyperStudy programı ile değişkenler üzerinden optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Yapilan çalışmada 1Step analiz tercih edilmiştir fakat, artımsal (incremental) olarak çözdürülen analizler için de benzer optimizasyonlar kolaylıkla yapılabilmektedir.
Yapilan optimizasyondaki amaç fonksiyon: gerinim alanındaki her malzeme noktası için major ve minör gerinim koordinatları arasındaki mesafenin minimize edilmesi ve FLD diyagramındaki kalite fonksiyon eğrisine ulaşmaktır.
Optimizasyondaki değişkenler:
Şekil değişkenleri: Sac parça kenar profili, kalıp köşe yarıçapları, parça derinliği.
İşlem değişkenleri: Pot çemberi kuvveti, süzme çubuğu zorlama kuvveti.
Sac model üzerinde, HyperMorph yardımıyla şekil değişkenleri tanımlanmıştır. Yaptığımız analizde on üç farklı şekil değişimi tanımlanmıştır.
Sac şekillendirme işlem parametreleri ise HyperForm programında tanımlanmaktadır. Sac parça üzerinde üç adet süzme çubuğu ve bir adet pot çemberi tanımlanmıştır. Pot çemberi kuvveti ve sürtünme katsayısı, optimizasyondaki diğer parametrelerdir.
HyperForm programında gerekli tanımlamalar yapıldıktan sonra HyperStudy programına geçiş yapılmaktadır, bu kısımda öncelikle işlem ve şekil değişkenleri programa aktarılmakta ve bu değişkenler için, alt ve üst sınır değerler tanımlanmaktadır.
Tanımlamaların ardından ilk durumda herhangi bir optimizasyon çalışması başlatılmadan analiz çözdürülmektedir.
Optimizasyon Değişkenlerinin Tanımlanması
Optimizasyon değişkenleri için öncelikle “response” tanımlamaları yapılmaktadır. Yapılan çalışmada iki adet “response” tanımlaması bulunmaktadır. Ilk tanımlamada, her bir gerinim koordinatı arasındaki mesafelerin kareleri toplamı, “sum(v_1*v_1)” ifadesi ile ele alınmaktadır.
İkinci “response” tanımlamasında ise “Thickness Strain” sonuclari ele alınmış, “mean(sort(1,v_2)[0:49:1])” İfadesi ile eleman kalınlıklarının en yüksek 50 değeri ele alınarak bu değerlerin ortalaması alınmaktadır.
Optimizasyon “response” girişlerinin yapılmasının ardından, tanımladığımız ikinci cevap fonksiyonuna, yüksek gerilim görülen bölgelerde incelme ile oluşan gerinim değerlerinin ortalaması, %25 in altında olacak şekilde kısıt konulmaktadır.
“Constraint” tanımlamalarının ardından ise, birinci cevap fonksiyonun (FLD diyagramında gerinim koordinatları arasındaki mesafelerin kareleri toplamı, “sum(v_1*v_1)” ) minimize edilmesi optimizasyonun amaç fonksiyonu olarak tanımlanmaktadır.
Optimizasyon Sonuçları
Optimizasyon sonrası, her bir “response”, şekil ve işlem değişkeninde, “objective” ve “constraint” tanımlamalarında, optimizasyon süresindeki değişim elde edilebilmektedir.
HyperForm programında gerek tek adım(1Step) gerekse artımsal (incremental) analizler için tanımlanan değişkenler üzerinden HyperStudy programi yardimiyla optimizasyon gerçekleştirilebilmektedir. ,
Bu çalışmada, ilk olarak sac parça üzerinden tek adım (1Step) analiz gerçekleştirilmiş, ardından elde edilen FLD diyagramında belirlenen kaliteli şekillendirme fonksiyonuna ulaşmak hedef fonksiyon olarak tanımlanmıştır. Optimizasyon çalışmasına başlamadan önce HyperMorph paneli yardımıyla sac parça üzerinde gerçekleşebilecek şekil değişimleri, HyperForm programında ise süzme çubuğu ve pot çemberi tanımlamaları yapilarak, optimizasyon değişkenleri tanımlanmıştır.
Optimizasyon sonuçlarından da görebildiğimiz gibi, gerek incelme değerlerinde gerekse gerinim değerlerinde azalmalar kaydedilmiş ve sac şekillendirilebilirliği açısından hedef fonksiyona ulaşılmış, yırtılma riskinin olduğu bölgeler azaltılmıştır.
