پیش بینی تأثیر تنش عمودی بر نمودار های حدشکل دهی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

حمید خاکپور ¹ (کارشناس ارشد، قطب رباتیک طراحی و اتوماسیون، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.)
رامین هاشمی ² (استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران)
احمد عاصم پور ³ (استاد، قطب رباتیک طراحی و اتوماسیون، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران)

تاريخ الإرسال : 08 الإثنين , ذو الحجة, 1436 تاريخ التأكيد : 08 الإثنين , ذو الحجة, 1436 تاريخ الإصدار : 08 الأحد , ذو القعدة, 1436

الکلمات المفتاحية: نمودار حد شکل دهی - تنش عمودی - مدل سازی,

ملخص المقالة :

مطالعات تئوری در زمینه تحلیل حد تحملیک ورق فلزی در مقابل کرنش‌های گوناگون، همگی به تحلیل نمودار‌‌های حدشکل‌دهی برمی‌گردد. از آن­جا که وقوع پدیده گلویی شدگی در برخی از فرایندها مانند هیدروفرمینگ در نواحی از ماده فلزی رخ می­دهد که افزون بر وجود تنش صفحه ای،تنش عمودی نیز وجود دارد، بنابراین، در نظر گرفتن فرض تنش صفحه­ای برای تحلیل چنین فرایندهایی مناسب نمی باشد. بنابراین، در این پژوهش، پیش بینی نمودارهای حدشکل دهی با وجود تنش عمودی مدنظر قرار گرفته و اثر تنش عمودی روی نمودارهای یاد شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای ترسیم نمودارهای حدشکل دهی با وجود تنش عمودی مدل مارشینیاک و کوزینسکی تعمیم یافته و برای بدست آوردن متغیرهای این مدل، عددی نیوتن رافسون مورداستفاده قرار گرفته است. ساختار الگوریتم ارایه شده برای پیش بینی نمودار حد شکل دهی به  گونه­ای است که امکان بکارگیری تابع تسلیم ون میزز و هیل 1948 و روابط سخت کاری گوناگون وجود دارد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که با افزایش مقدار تنش عمودی فشاری، نمودارهای حدشکل دهی به سمت بالا جابه­جا می شوند و حد شکل پذیری ماده افزایش می یابد. برای درک بهتر اثر وجود تنش عمودی، افزایش کرنش حدی در مورد شکل دهی کرنش صفحه­ای به گونه کمی مورد بررسی قرار گرفته است. اعتبار نتایج بدست آمده با داده های تجربی چاپ شده در مقاله های دیگران مورد سنجش قرار گرفته است.

المصادر:

1-M.C. Butuc, A. Barata da Rocha, J.J. Gracio, and J. Ferreira Duarte, “A More General Model for Forming Limit Diagrams Prediction”, J. Mater. Process. Technol., Vol. 125–126, pp. 213–18, 2002.

2-M. M. Moshksar, and S. Mansorzadeh, “Determination of the Forming Limit Diagram for Al 3105 Sheet”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 141, pp. 138–142, 2003.

3- A. Assempour, A.R. Safikhani, and R. Hashemi, “An improved Strain Gradient Approach for Determination of Deformation Localization and Forming Limit Diagrams”, Journal Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 1758-1769, 2009.

4- M. Shakeri, A. Sadough, and B.M. Dariani, “Effect of Pre-Straining and Grain Size on the Limit Strains in Sheet Metal Forming”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 214, pp. 821-827, 2000.

5- Y.M. Hwang, Y.K. Lin, and H.C. Chuang, “Forming Limit Diagrams of Tubular Materials by Bulge Tests”, J. Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 5024-5034, 2009.

6- L.M. Smith, R.C. Averill, J.P. Lucas, T.B. Stoughton, and P.H. Matin, “Influence of Transverse Normal Stress on Sheet Metal Formability”, International Journal of Plasticity, Vol. 19, pp. 1567-1583, 2003.

7- J.M. Allwood, and D.R. Shouler, “Generalised Forming Limit Diagrams Showing Increased Forming Limits with Non-Planar Stress States”, International Journal of Plasticity, Volume 25, Issue 7, pp. 1207-1230, 2009.

8- R. Hill, “A Theory of Yielding and Plastic Flow of Anisotropic Metals”, Proc. Roy. Soc. Lond., 193A, pp 197–281, 1948.

9- Z. Marciniak , and K. Kuczynski, “Limits Strains in The Processes of Stretch-Forming Sheet Metal”, Int. J. Mech. Sci., Vol. 9, pp. 609-620, 1967.

10- A. Assempour, R. Hashemi, K. Abrinia, M. Ganjiani, and E. Masoumi, “A methodology for Prediction of Forming Limit Stress Diagrams Considering the Strain Path Effect”, Computational Materials Science, Vol. 45, pp. 195–204, 2009.

11- Z.G. Wei, and R.C. Batra, “Damage model for anisotropic materials, and its application to analysis of stability and spallation”, International Journal of Impact Engineering, Vol. 34, pp. 1780–1796, 2007.

12- J. Kim, S-J. Kang, and B-S. Kang, “A prediction of bursting failure in tube hydroforming processes based on ductile fracture criterion”, Int Adv Manuf Technol, Vol. 22, pp. 357-362, 2003.

13-R. Hashemi, “Consideration of Strain Path Effects on Prediction of Forming Limit Diagrams”, M.Sc. Thesis, Department of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology; 2007.

14-R. Hashemi, A. Ghazanfari, K. Abrinia, and A. Assempour, “Forming Limit Diagrams of Ground St14 Steel Sheets with Different Thicknesses”, SAE International Journal of Materials and Manufacturing, Vol. 5, pp. 60-64, 2012.

15- R. Hashemi, K. Abrinia, and A. Assempour, "The Strain Gradient Approach to Predict Necking in Tube Hydroforming", Journal of Manufacturing Processes, Vol. 15, Issue 1, pp. 51-55, 2013.

16- ش. مولایی، م. شهباز،  ر. ابراهیمی. تاثیر رفتار کارسختی ماده بر مقدار بشکه ایی شدن و توزیع تنش و کرنش در آزمایش فشار با استفاده از روش اجزاء محدود. مجله