Spring-back Prediction of DP980 Steel Sheet Using a Yield Function with a Hardening Model

In the current study, spring-back of DP980 steel sheet was numerically evaluated for U-bending using a yield function with a hardening model. For spring-back prediction, two types of yield functions - Hill'48 and Yld2000-2d - were considered. Additionally, isotropic hardening and the Yoshida-Uemori model were used to investigate the spring-back behavior. The parameters for each model were obtained from uniaxial tension, uniaxial tension-compression, uniaxial tension-unloading and hydraulic bulging tests. The numerical simulations were performed using the commercial software, PAM-STAMP 2G. The results were compared with experimental data from a U-bending process. Key Words : Spring-back, Hardening Model, Yield Function, U-bending, Advanced High Strength Steel 1. 서 론 최근 자동차 연비 규제 및 배기가스 규제가 강화되면서 차체 경량화가 주요 이슈로 대두되고 있다. 차체 경량화를 위한 방안으로 초고강도강을 적용하는 사례가 점점 증가하고 있다. 초고강도강을 차체에 적용할 경우, 탄성회복량의 증가로 인하여 과다한 스프링백이 발생하기 때문에 치수정밀도를 확보하는데 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 유한요소해석을 이용하여 스프링백을 사전에 예측하고 이를 생산공정에 반영하고 있다. 하지만 기존의 구성방정식은 바우싱거(bauschinger) 효과, 전이(transient) 거동, 소재의 변형에 따른 탄성계수의 변화 및 이방성 거동 등을 고려하기 어렵고 높은 예측정밀도를 얻는데 한계가 있다. 따라서, 유한요소해석에 사용된 구성방정식이 소재의 거동을 보다 정밀하게 모사할 필요가 있다. 이에 따라 정밀하게 스프링백을 예측하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Park 등[1]은 이동경화 모델에 기반하여 MS1470 강판의 스프링백을 예측하였다. 그 결과, 기존의 등방경화모델을 사용한 경우에 비해 실험 결과와 보다 유사한 형상을 보이는 것을 확인하였다. 또한, Kim 등[2]은 등방-운동성경화 조합모델을 활용하여 zircaloy-4 판재의 경화 거동을 예측하였고 Ha 등[3]은 항복함수의 찌그러짐에 기반한 경화모델을 사용하여 EDDQ 강판의 이방성 경화 거동에 대해 조사하였다.