Termomekanisk formning

Forskning om termomekanisk formning inom Hållfasthetslära vid Luleå tekniska universitet är inriktad på fenomen kopplade till materialegenskaper under tillverkningsprocesser och slutliga materialegenskaper från processen. Syftet är att förutsäga materialets respons under hela processen samt slutliga materialtillstånd och egenskaper i komponenten. De verktyg som används i forskningen är numeriska metoder, t.ex. finita elementmetoder för mekaniska deformationanalyser med stora deformationer, inklusive termo-mekanisk koppling samt modellering av friktion och värmeöverföring i kontaktytor. Landvinningar som gjorts i forskningen bygger på långsiktiga industriella samarbeten och fokus på industriella tillverkningsprocesser och de resulterande egenskaperna i komponenterna.

Ett exempel på framgångsrik forskning i samarbete med industrin är forskningen om modellering och simulering av presshärdning processen. Denna forskning har främst genomförts i samarbete med Gestamp Hardtech, tidigare SSAB Hardtech, och dess kunder inom fordonsindustrin såsom Volvo och Ford. Gestamp Hardtech är världsledande inom utveckling och tillverkning av ultrahöghållfasta komponenter för fordonsindustrin med hjälp av presshärdningsprocessen. Företaget hade det första patenten samt industrialiserade processen och introducerade den första presshärdade fordonskomponenten 1986.

Kunskaperna och metoderna inom modellering och simulering har nu nått den punkt där det är möjligt att simulera en komplett termomekanisk process som presshärdningsprocessen och använda metoderna i den industriella produktutvecklingsprocessen. De utvecklade modeller och metoderna är implementerade i den kommersiella FE-koden LS-Dyna, som används över hela världen inom t.ex. bilindustrin för formning och krocksimuleringar.

Varmformning av titanplåt för applikationer i flygmotorer är en annan tillämpning av forskningen i ämnet hållfasthetslära. I två på varandra följande projekt inom det svenska Nationella Flygtekniska Forskningsprogramen, NFFP4 och NFFP5, har nya termomekanisk formningprocesser utvecklats baserat på materialmodellering och detaljerade numeriska analyser. Baserat på den teknik som utvecklats inom konsortiet, Degerfors Formnings AB (Deform), ITE Fabriks AB, Permascand AB, Volvo Aero Corporation, IUC i Olofström AB och Luleå tekniska universitet, kommersiella komponenter tagits fram för nya generationer av flygplansmotorer som kommer att vara i drift inom kort.

Aktuella projekt