21580

21580

بررسي پديده چروكيدگي در ورق هاي دولايه فلزي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - جامدات

1395

1398/4/31

دكتر رامين هاشمي

مكانيك

امروزه استفاده از ورق‌هاي دولايه‌ي فلزي به دليل بهبود شكل‌پذيري، افزايش مقاومت در برابر خوردگي، توزيع دمايي متناسب با ضرايب انتقال حرارتي در هر لايه و كاهش وزن و هزينه قطعات، راه‌حلي مناسب براي توليد محصولاتي با كاربردهاي متفاوت محسوب مي‌شود. به همين منظور مطالعه شكل‌پذيري ورق‌هاي دولايه‌ي فلزي، نقشي اساسي در طراحي فرآيندهاي ورق‌كاري ايفا مي‌كند. يكي از پيچيده‌ترين و مشكل‌ترين فرآيندهاي شكل‌دهي ازلحاظ كنترل پارامترهاي مؤثر، عمليات كشش عميق است. رايج‌ترين مشكلات شكل‌دهي ورق‌هاي فلزي چروكيدگي، پارگي، گوشواره‌اي شدن هستند. شروع و رشد چروك تحت تأثير عوامل بسياري ازجمله خواص مكانيكي مواد، هندسه قطعه، شرايط مرزي و تنش‌هاي وارده است. از پارامترهاي تأثيرگذار بر چروكيدگي در ورق‌هاي دولايه فلزي پارامترهاي مختلفي از قبيل ميزان لقي ورق‌گير ثابت و متحرك، تغييرات نيروي ورق‌گير، ضخامت نسبي لايه‌هاي ورق، تغيير در چينش لايه‌هاي ورق و تأثير نيروي سنبه و ورق‌گير بر چروكيدگي ورق دولايه با مدل‌سازي رفتار مواد در هر لايه از ورق موردبحث و بررسي قرارگرفته شده است. در اين پژوهش دو نمونه ورق گرد دولايه آلومينيوم-فولاد تحت فرآيند كشش عميق با استفاده از مدل تحليلي و روش المان محدود مطالعه شده و با نتايج تجربي كارهاي پيشين اعتبارسنجي شده است. در اين مطالعه، دياگرام حد چروكيدگي براي ورق‌هاي دولايه در حالت وجود و عدم وجود ورق‌گير حاصل‌شده و شبيه‌سازي‌هاي المان محدود نيز در اين دياگرام صحت سنجي شده‌اند. مطابق نتايج به‌دست‌آمده با كاهش پهناي فلنج احتمال چروكيدگي به‌صورت غيرخطي كاهش مي‌يابد. از سوي ديگر براي كنترل روند رشد چروكيدگي و كاهش احتمال پارگي، لقي اوليه بين ورق و ورق‌گير 2 ميلي‌متر انتخاب و در تمام تحليل‌هاي المان محدود اعمال‌شده است. در ادامه اين مطالعه ورق دولايه آلومينوم-مس با روش جوشكاري انفجاري تهيه‌شده و سپس تحت عمليات نورد سرد به ضخامت 0.5 ميلي‌متر كاهش‌يافته است. در انتها نيز به روش وايركات نمونه‌هاي گرد با ابعاد موردنظر برش داده‌شده است. در تحقيق آزمايشگاهي حاضر نتايج چروكيدگي و پارگي ورق دولايه در فرآيند كشش عميق گزارش‌شده است.

1398/10/24

Investigation of Wrinkling Limit Diagram in Two-Layer Sheets

7/21/2020 12:00:00 AM

Nowadays, the use of sheet metal sheets is a proper solution for manufacturing products with different applications due to improved ductility, increased corrosion resistance, thermal distribution proportional to thermal transfer coefficients in each layer, reduce the weight and cost of components. To this end, the study of forming of two-layer metallic sheets plays an essential role in the design of sheet processesing. One of the most complex and difficult forming processes in terms of controlling effective parameters is the deep drawing procedure. The most common pitfall in the metallic sheets forming process are wrinkling, tearing and earring. The onset and growth of wrinkling are influenced by many factors, including mechanical and material properties, component geometry, boundary conditions, and stresses. This study makes a major contribution to research on wrinkling by demonstrating the plastic behavior of plates in the energy method form, and the plastic wrinkling of two-layer circular sheets has been calculated throughout two case studies. In each case, the fundamental theory of the wrinkling limit diagram model is discussed in the analytical method section with sufficient details. Additionally, several 3D finite element models, mainly for limit analysis, are simulated due to recognizing unforeseen incidents that may happen during the experimental procedure. Plus, the effects of different parameters such as initial circular blank diameter, the material of layers, lay-up effects on forming loads and the optimum blank holder force are investigated on the wrinkling behavior in FE simulation. Eventually, experimental tests have been designed and conducted to evaluate the theoretical and FE results.