Identifiering och analys av variationer i materialegenskaper vid plåtformning inom fordonsindustrin
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 12 credits / 18 HE credits
Student thesisAlternative title
Identification and Analysis of Variations in Material Properties during Sheet Metal Forming in the Automotive Industry (English)
Abstract [sv]
Detta examensarbete har genomförts i samarbete med Volvo Cars i syfte att identifiera och kartlägga variationer i materialegenskaper för olika stål- och aluminiumvarianter som används i produktionen av karosskomponenter. Volvo Cars använder i dagsläget materialkort som är baserade på enstaka plåtrullar och de speglar inte alltid den verkliga variationen i materialegenskaper mellan olika leveranser. Detta kan leda till produktionsproblem såsom sprickbildning eller omarbetningar efter formning, trots att materialen uppfyller gällande standarder.
Arbetet har delats upp i flera faser där arbetet inleddes med en litteraturstudie för att skapa en teoretisk grund inom hållfasthetslära, materiallära och statistik. Därefter insamlades dragprovsdata från leverantörer för sex olika materialvarianter, som analyserades med hjälp av Excel och MATLAB för att beräkna medelvärden, standardavvikelser och korrelationer mellan egenskaper som sträckgräns, brottgräns, anisotropikvoten och brottförlängning. Resultaten visualiserades i histogram, spektrumbilder och korrelationsdiagram. Slutligen genomfördes sigmasimuleringar i AutoForm för att utvärdera hur variationer i materialdata påverkar formningsresultatet.
Resultaten visar att det i flera fall förekommer betydande avvikelser mellan leverantörsdata och de nominella värden som anges i Volvo Cars materialkort. Simuleringsresultaten indikerar att variationen kan påverka risken för formningsfel. För bilmodell A-fallet ökade variationen risken för lokal sprickbildning, medan ingen signifikant påverkan observerades för bilmodell B-simuleringen. Detta tyder på att andra faktorer såsom friktion och smörjning bör utredas vidare i framtida analyser.
Abstract [en]
This bachelor thesis was conducted in collaboration with Volvo Cars with the aim of identifying and mapping variations in material properties among different steel and aluminum grades used in the production of car body components. Currently, Volvo Cars relies on material data sheets derived from individual coils, which do not always reflect the actual variations in mechanical properties across different deliveries. This discrepancy may lead to production issues such as cracking or rework during forming, even when the materials comply with relevant standards.
The project was divided into several phases, beginning with a literature review to establish a theoretical foundation in solid mechanics, materials science, and statistics. Tensile test data from suppliers for six different material grades were then collected and analyzed using Excel and MATLAB to compute mean values, standard deviations, and correlations for key properties such as yield strength, tensile strength, anisotropy ratio, and elongation at fracture. The data were visualized using histograms, property spectrums, and correlation diagrams. Finally, sigma simulations were carried out in AutoForm to evaluate how variations in material data affect forming outcomes.
The results show that significant deviations exist between supplier data and the nominal values specified in Volvo Cars material cards. The simulations suggest that such deviations can influence the risk of forming defects. In the car model A case, increased variation was associated with a higher risk of localized cracking, whereas the car model B simulation showed no significant effect. This indicates that other factors such as friction and lubrication should be further investigated in future work.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 86
Keywords [en]
Tensile strength, Yield strength, Sheet metal forming, Material variation, AutoForm, MATLAB
Keywords [sv]
Brottgräns, Sträckgräns, Plåtformning, Materialvariation, Autoform, MATLAB
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-28201OAI: oai:DiVA.org:bth-28201DiVA, id: diva2:1977129
External cooperation
Volvo Cars
Subject / course
MT1475 Thesis
Educational program
MTGHM Bachelor of Science in Engineering: Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
2025-06-302025-06-252025-09-30Bibliographically approved