19031

۱۹۰۳۱

مطالعه به‌كارگيري نمودارهاي حد شكل‌دهي توسعه‌يافته

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

1394-1396

۱۳۹۷/۰۱/۲۷

دكتر رامين هاشمي

مكانيك

نمودارهاي حد كرنش شكل‌دهي (FLD ) كه با فرض تنش صفحه اي و مسير كرنش تك خطي به وسيله تست ناكازيما يا روش هاي تئوري به دست مي آيد به‌ عنوان اولين راه‌حل براي پيش‌بيني شكل پذيري ورق‌ها پيشنهاد شد. اما به ‌زودي فهميده شد كه اين فرض هاي ساده كننده باعث مي شود نمودارهاي حاصله كارايي خود را براي اكثر فرآيندهاي صنعتي كه در آن ورق تحت حالت بارگذاري سه بعدي و با مسيرهاي كرنش غيرخطي قرار مي گيرد، از دست بدهند. تا كنون نمودارهاي توسعه يافته جايگزيني، مانند نمودار حد تنش شكل دهي (FLSD )، نمودار حد تنش توسعه يافته ( XSFLD) و نمودار كرنش پلاستيك مؤثر قطبي (PEPS-FLD ) براي حل اين مشكل پيشنهاد شده‌ است. در اين پژوهش در خلال روش عددي مدل مارشينياك-كوزينسكي (M-K ) و با استفاده از تابع تسليم پيشرفته Yld2011 كه ثابت شده است مي تواند به خوبي رفتار ناهمسانگردي ورق هاي آلومينيومي را توصيف كند، نمودار حد شكل دهي آلومينيوم AA2008-T4 با در نظر گرفتن اثرات مسير كرنش، تنش نرمال و تنش برشي ضخامتي پيش بيني شده است. علت دخيل كردن اين پارامترها نزديك كردن شرايط پيش بيني به شرايط واقعي ورق در فرآيندهاي شكل دهي صنعتي و درنتيجه بالا بردن دقت نمودار حاصله است. مقايسه اثر تنش نرمال و برشي نشان داد تنش نرمال نسبت به تنش برشي در افزايش حد شكل دهي مؤثرتر است. پس از به دست آوردن نمودارهاي FLD، اين نمودارها به نمودارهاي توسعه يافته نگاشت داده شدند. براي مقايسه تأثير عوامل ذكرشده بر نمودارهاي مختلف و مقايسه ميزان وابستگي آن ها به اين عوامل از واژه حساسيت استفاده شده است كه با توجه به نتايج مشخص گرديد نمودارهاي بر حسب تنش FLD و XSFLD حساسيت كمتري به مسيركرنش دارند و مي تواند جايگزين مناسبي براي FLD در پيش بيني وخامت ورق در فرايندهاي با مسيركرنش پيچيده باشند اما تغيير حدود شكل دهي تحت تأثير تنش هاي خارج از صفحه در نمودارهاي توسعه يافته همچنان باقي ماند و در نتيجه براي يك پيشبيني صحيح بايد به درستي در نظر گرفته شوند. واژه‌هاي كليدي: روش M-K؛ نمودارهاي حد شكل‌دهي توسعه‌يافته؛ پيش كرنش؛ تنش نرمال؛ تنش برشي.

1397/04/06

Study on the use of extended forming limit diagrams

6/27/2018 12:00:00 AM

In forming processes, knowing the maximum allowable amount of deformation which material can bear before necking is really essential. For this purpose forming limit diagram obtained with the assumption of plane stress state and linear loading path by Nakajima tests or theoretical approach, was proposed as a first solution for knowing forming limits of sheet metal. But soon it becomes clear that because of these simplifying assumption, the diagrams are not accurate enough and no longer can predict forming limit in manufacturing processes that impose non-linear and 3D state of stress on sheet metals, precisely. For overcoming these problems, extended diagrams including stress forming limit diagram (FLSD), extended stress forming limit diagram (XSFLD) and polar effective plastic strain diagram (PEPS-FLD) have been proposed. In present study based on modified Marciniak and Kuczynski (M-K) method with Yld-2011 anisotropic yield function, which is proven that can describe an anisotropic behavior of sheet metal precisely, the effect of different factors, including non-linear strain path, normal and shear through-thickness stresses are investigated. The reason for considering these factors is to bring the predictive conditions closer to the actual conditions of the sheet in industrial forming processes and thus to increase the accuracy of the resulting diagrams. Another purpose of this research is to study the extended diagrams under the conditions mentioned above and to compare them. Keywords: M-K numerical method; extended forming limit diagrams; pre-strain; normal stress; shear stress.