بررسي شكل پذيري ورق هاي فلزي به روش تئوري گراديان كرنش

كارشناسي ارشد

بررسي فرآيندهايي كه در آن ها از ورق هاي فلزي استفاده مي شود به دليل جلوگيري از توليد قطعات معيوب و نيز بهينه سازي روش هاي توليد اهميت خاصي دارد. لذا مطالعه شكل پذيري ورق هاي فلزي و همچنين عوامل محدود كننده آن حائز اهميت است. ورق هاي فلزي با توجه به ضخامت به دو طبقه تقسيم مي شوند. به گونه اي كه، ورقه هاي نازك كه ضخامت كمتر از 6 ميلي متر دارند به عنوان فويل و قطعاتي با ضخامت بيشتر به عنوان صفحه در نظر گرفته مي شوند. از آنجايي كه رفتار مكانيكي فلزات براي توليد محصولات و همچنين درك بهتر فرآنيدهاي فلزي اهميت دارد، لذا مطالعات بسياري جهت پيش بيني رفتار مواد انجام شده است. به طور كلي، يكي از خصوصيات مطلوب فلزات، تغييرشكل پلاستيك بزرگ قبل از پارگي است. باريك شدگي و كاهش بيش از حد ضخامت ورق هاي فلزي هنگام عمليات صنعتي از مشكلات اصلي فرايندهاي شكل دهي است كه موجب كاهش غير قابل قبول ضخامت و توقف فرآيند مي گردد. از آنجايي كه افزايش طول بالاي ماده قبل از شكست، براي شكل دهي ورق فلز مطلوب است، مدلسازي رخداد باريك شدگي در شكل دهي ورق هاي فلزي يك چالش واقعي محسوب مي شود. در فرآيند هاي شكل دهي هدف يافتن مقادير مجاز شكل پذيري مواد قبل از گلويي شدن مي باشد. لذا نمودارهاي حد شكل پذيري يكي از ابزارهاي مفيد و پر اهميت در اين راستا هستند كه مبناي آن ها نمايش كرنش هاي اصلي مجاز در حالت هاي مختلف شكل دهي مي باشد. نمودار حد شكل دهي نمودار كرنش هاي حقيقي اصلي در ورق فلزي است كه در نقاط بحراني رخ مي دهند، نقاطي كه شكست ماده در تست هاي شكل پذيري يا فرايندهاي ساخت را به صورت گرافيكي توصيف مي نمايند. جهت بدست آوردن اين نمودار ها از روش هاي تئوري و تجربي متعددي استفاده مي شود كه امروزه عموما به دليل پر هزينه بودن روش هاي تجربي توجه بسياري به سمت بدست آوردن اين نمودار ها از روش هاي تئوري معطوف شده است. از معروف ترين و پركاربردترين اين روش ها مي توان به روش مارشينياك-كوزينسكي (M-K Method) اشاره كرد كه مبناي آن در نظر گرفتن يك نقص اوليه در ورق قبل از شروع شكل دهي مي باشد. در اين مطالعه، پژوهشهايي بر روي شكل دهي ورق فلزي براساس تركيب تئوري پلاستيسيته گراديان كرنشي و با شيوه M-K مرسوم انجام شده است. اين كار همراه با اضافه كردن اثرات ناهمگني تغييرشكل به معادلات ساختاري موجود انجام شد. به طوري كه به معادلات ساختاري قديمي، مرتبه دوم كرنش معادل پلاستيك اضافه و از روش تفاضل محدود براي حل معادلات ديفرانسيل غير خطي مرتبه دوم بدست آمده استفاده شد. در اين پژوهش حذف فرض هاي ساده سازي كارهاي قبلي و همچنين ارائه روش حل جديد و سريع تر براي معادلات ديفرانسيل در دستور كار قرار داده شد و همچنين به بررسي اثر اضافه كردن گراديان مرتبه دو كرنش به معادلات و تاثير آن نسبت به حالت عادي نيز اقدام شد.

192521

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك

دكتر رامين هاشمي