19951

۱۹۹۵۱

بررسي تجربي اثر لرزشهاي آلتراسونيك بر نمودار حد شكل دهي ورق فولاد اس تي ۱۴

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي (شكل دهي)

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۶/۳۱

دكتر مجيد رجبي

دكتر رامين هاشمي

مكانيك

يكي از روش‌ هاي اعمال تغيير شكل پلاستيك شديد بر روي سطوح فلزي استفاده از انرژي آلتراسونيك است. اطلاع از حدود مجاز شكل‌دهي ورق پيش از وقوع پديده گلويي شدن از اهميت بالايي در فرآيند‌هاي شكل‌دهي برخوردار است. موضوع اين پروژه، بررسي اثر لرزش‌ هاي آلتراسونيك بر رفتار تغييرشكل، خصوصيات ريزساختاري و سختي ورق فولادي St14 است. تست خارج از صفحه ناكازيما يكي از شناخته‌شده ترزين روش ها جهت تشكيل نمودار حد شكل‌دهي است. در اين كار پژوهشي، ورق هاي فولاد St14 تا رسيدن به وضعيت گلويي توسط يك ابزار شكل‌دهي با سر نيم‌كروي كه بوسيله‌ي يك ماشين CNC كنترل مي‌شود، شكل داده شده اند. آزمايشات تجربي به دو روش متفاوت پذيرفته است؛ روش قديمي بدون اعمال لرزش هاي آلتراسونيك به ابزار شكل‌دهي و روش جديد همراه با اتصال ابزار شكل‌دهي به يك ترانسديوسر پيزوالكتريك پرقدرت به منظور اعمال لرزش هاي آلتراسونيك به ابزار شكل‌دهي حين فرآيند تغيير شكل پلاستيك. در ادامه تحقيقات تجربي پس از تشكيل نمودارهاي حد شكل‌دهي(FLD ) ، مشاهدات ريزساختاري در كنار تست سختي به منظور بررسي تاثير لرزش هاي آلتراسونيك بر اندازه دانه ها و سختي ورق هاي فولادي تست شده انجام پذيرفت. نتايج حاصل از انجام تست هاي تجربي مؤيد بهبود حد شكل‌پذيري ورق ها، كاهش اندازه دانه ها و متعاقباً افزايش سختي ورق هاي فولادي در اثر اعمال لرزش هاي آلتراسونيك به ابزار شكل‌دهي حين انجام فرآيند تغيير شكل پلاستيك است. واژه‌هاي كليدي: لرزش آلتراسونيك، ترانسديوسر، نمودار حد شكل‌دهي، سختي، خصوصيات ريزساختاري.

1397/10/29

Investigating the effects of ultrasonic vibration on forming limit diagram of St14 steel sheet

9/22/2018 12:00:00 AM

Nakazima’s biaxial stretch-forming test is the well-known method to create forming limit diagram (FLD) of sheet metals experimentally. The objective of this study is to present a method and apparatus for effectuating ultrasonic-assisted forming limit diagram. In this new method, ultrasonic vibration with high frequency are added to the movement of forming tool in a biaxial stretch-forming test. By superimposing ultrasonic vibration, the mechanical and microstructural properties of the investigated St14 steel sheet such as formability, Vickers hardness, and grain sizes were improved significantly. Moreover, microstructural observation alongside Micro-Vickers test have been performed on steel sheet. The conventional FLD as well as the new “Ultrasonic-Assisted Forming Limit Diagram” (UA-FLD) have been attained for St-14 steel sheet. The achived results indicated that applying ultrasonic vibrations with the amplitude of 15µm at the frequency of 20 kHz to the tool, would cause an impressive enhancement in forming limit diagram, a maximum of 28% increasment in hardness ,and 24% reduction in average grain size of the sheet. Keywords: Ultrasonic-assisted sheet metal forming, Forming limit diagram, Biaxial stretch-forming, Micro-Vickers Hardness, Grain refinement.