PENGEMBANGAN MODEL KONSTITUSI ANISOTROPI-VISKOPLASTIK BERKUALITAS TINGGI UNTUK ANALISIS ELEMEN HINGGA LEMBARAN LOGAM PENGEROLAN DINGIN

• Main Author: Afdhal
• Format: Dissertations
• Language: Indonesia
• Subjects: Teknik (Rekayasa, enjinering dan kegiatan berkaitan)
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/57338
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Lembaran baja merupakan salah satu jenis material yang paling umum diaplikasikan sebahai bahan dasar komponen kendaraan. Dalam proses pembuatan komponen tersebut, arah butir atau anisotropi sebagai akibat pembentukan lembaran baja sangatlah penting untuk diperhatikan. Aspek mekanik penting lain yang perlu diperhatikan adalah sensitivitas laju regangan atau perilaku viskoplastik. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh kedua aspek tersebut yang seringkali bergantung pada pendekatan coba-coba, dan biasanya menimbulkan biaya yang sangat mahal. Oleh karena itu, ketersediaan perangkat numerik dengan ketelitian tinggi sangat penting untuk mensimulasikan proses pembentukan dan mendapatkan proses yang lebih efektif. Dalam disertasi ini dilakukan pengembangan model konstitutif 3D anisotropi-viskoplastik baru lembaran logam pengerolan dingin. Fungsi yield Hill 48, model pengerasan isotropik, dan model viskoplastik Cowper-Symonds diimplementasikan secara holistik sebagai user-defined subroutine di ABAQUS (VUMAT). Proses penyusunan persamaan konstitutif ini hanya membutuhkan sedikit pekerjaan eksperimen, yaitu uji tarik dan uji Lankford. Model divalidasi melalui simulasi numerik uji tarik pada kondisi quasi-statik dan pada beberapa laju regangan. Hasil simulasi dapat mengikuti hasil eksperimen dengan sangat baik dengan perbedaan kurang dari 2%. Selanjutnya dilakukan simulasi menggunakan model konstitutif yang dikembangkan dan eksperimen Swift flat-bottom cup drawing. Simulasi yang dilakukan dapat memprediksi earing dengan sangat baik dengan perbedaan antara simulasi dan eksperimen kurang dari 4%. Hasil ini jauh lebih baik dibandingkan pekerjaaan yang dilakukan oleh Ahn, dkk. (2019) dengan perbedaan 10%. Beberapa hubungan baru dapat dibangun melalui penggunaan model numerik yang telah tervalidasi. Ditemukan bahwa variasi plastic strain ratio mempengaruhi profil dari earing and nilai tegangan ekuivalen pada cup. Pengaruh dari viskoplastik juga teramati pada profil earing, tegangan ekuivalen, gaya puncak punch, dan energi yang dibutuhkan punch pada cup drawing. Temuan - temuan baru ini telah berhasil memperluas pemahaman tentang efek dari variasi plastic strain ratio dan sifat viskoplastik dalam proses deep drawing. Disertasi ini memberikan kontribusi untuk membuat material lembaran baja tetap menarik digunakan pada struktur ringan kendaraan dengan mengajukan model numerik yang andal (robust) dan mudah digunakan untuk memprediksi responnya saat diberi pembebanan. Kesederhanaan pengujian yang diperlukan dalam proses pemodelan akan menarik bagi industri