21260

21260

تعيين تجربي و عددي حد شكل‌پذيري ورق‌هاي ساندويچي

كارشناسي ارشد

شكل دهي فلزات

1394-1397

1397/8/29

دكتر رامين هاشمي

مكانيك

چكيده امروزه با توجه به پيشرفت‌هاي قابل توجهي كه در صنايع مختلف از جمله صنعت خودروسازي، هوايي، دريايي و ... به وجود آمده است، تقاضاي روز افزوني براي مواد مهندسي با وزن كمتر و خواص مكانيكي بهبود يافته وجود دارد كه باعث كاهش مصرف سوخت و در نتيجه كاهش آلودگي مي‌شود. از ميان مواد كامپوزتي كه براي اين امر طراحي و ساخته شده است مواد چند‌لايه داراي خواص خوبي براي ارضاي نياز‌هاي ذكر شده مي باشد. با توجه به اينكه كامپوزيت‌هاي سه‌لايه فلز / پليمر / فلز هم‌زمان با سبكي، خواص مكانيكي خوب و شكل‌پذيري مناسبي را دارا مي‌باشند و پژوهش‌هاي محدودي در زمينه طراحي فرآيند شكل‌دهي آن‌ها انجام شده، به همين منظور در اين پژوهش به بررسي شكل‌پذيري ورق‌هاي ساندويچي آلومينيوم / پلي‌اتيلن / آلومينيوم به صورت تجربي و عددي پرداخته مي‌شود. بدين منظور ابتدا ورق‌هاي سه‌لايه با رويه‌هاي آلومينيومي و هسته‌ي پليمري در شرايط آزمايشگاهي ساخته شد، سپس بر روي مواد اوليه و كامپوزيت سه‌لايه ساخته شده تست‌هاي كشش تك‌محوري انجام گرفت. براي بررسي شكل پذيري ورق‌هاي ساندويچي، آزمايش اتساع با سنبه نيم‌كروي انجام شد و تأثير نحوه چيدمان لايه‌ها درون قالب فلزي بر شكل‌پذيري ورق ساندويچي، مورد بررسي قرار گرفت. پس از تأييد، مدل المان محدود مشاهده شد كه خروجي‌هاي كرنش در روش المان محدود با نتايج تجربي تطابق خوبي را به نمايش گذاشتند. همچنين ثابت شد كه چيدمان لايه‌ها درون قالب فلزي، نقش مهمي در شكل‌پذيري ورق‌هاي ساندويچي ايفا مي كند. واژه‌هاي كليدي: ورق سه‌لايه، كامپوزيت ساندويچي، نمودار حد شكل‌دهي، روش اجزاء‌ محدود، آزمون ناكازيما

1398/08/12

Experimental and numerical determination of forming limits of sandwich sheet materials

11/19/2020 12:00:00 AM

In today’s world, due to significant advances in various industries such as the automotive, air, marine industry and etc. there is an increasing demand for engineering materials with lower weight and improved mechanical properties, which reduces fuel consumption and thus reduces pollution. Among the composite materials designed for this purpose, Multi-layer materials have good properties for satisfying the above mentioned needs. Since the three-layered composites of metal / polymer / metal Simultaneously with the light-weight, has good mechanical properties and good formability and limited research has been done in designing their forming process, for this purpose, in this study, formability of the Aluminum / Polyethylene / Aluminum sandwich sheets is experimentally and numerically investigated. For this object, firstly, three-layered sheets of aluminum and polymer core was made in laboratory conditions, then uniaxial tensile tests were made on the raw material and three-layered composite sheets. To investigation of the sandwich sheet's formability, Nakazima test was performed and the effect of layers layout on the metal sandwich sheet forming was investigated. After confirmation, the finite element model was observed to show that the strain outputs in the finite element method exhibited good agreement with experimental results. It was also proved that the layering of layers inside the metal molding plays an important role in the formability of the sandwich sheets. Keywords: Three-layer sheet; Sandwich composite; Forming limit diagram; Finite Element Method; Nakazima test.