پيش بيني حد شكل پذيري ورق هاي فلزي ريزدانه به كمك مدل آسيب GTN

كارشناسي ارشد

در چند دهه اخير استفاده از موادي كه خواص فيزيكي منحصربه‌فرد و قابل‌توجهي دارند گسترش‌يافته است. مواد با ساختار ريزدانه نيز ازاين‌گونه مواد هستند كه استحكام بالاي آن‌ها در دماي محيط و مقاومت به خوردگي زيادي كه دارند، توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند. اين‌گونه مواد را مي‌توان با روش تغيير شكل پلاستيك شديد توليد نمود. از طرفي ديگر با توجه به اهميت بالاي اين مواد، پيش‌بيني شكست در اين فلزات نيز موضوع مهمي براي پژوهشگران است. در اين تحقيق آلومينيوم 1050 به دليل استفاده زياد در صنعت و ارزان بودن به‌عنوان ماده پايه انتخاب‌شده است؛ بنابراين ابتدا به ساخت ورق ريزدانه آلومينيوم با استفاده از روش نورد تجمعي پرداخته شد. در ادامه كار خواص مكانيكي ورق ساخته‌شده به‌وسيله تست كشش به دست آمد. در ادامه بررسي شكل‌پذيري ورق آلومينيوم ريزدانه، نمودار حد شكل‌دهي اين ورق با استفاده از تست ناكازيما به دست آمد. در پايان به‌عنوان هدف اصلي اين تحقيق يك مدل شكست نرم براي پيش‌بيني شكست ورق و به دست آوردن نمودار حد شكل‌دهي آن در نرم‌افزار المان محدود ABAQUS به كار گرفته شد. مدل‌ آسيبي كه در اين پژوهش مورداستفاده قرار گرفت، مدل گارسون- تورگارد- نيدلمن بود. مدل آسيب گارسون- تورگارد- نيدلمن بر اساس حفره‌هايي است كه هنگام تغيير شكل به وجود مي‌آيد. اين مدل آسيب، داراي 9 پارامتر اصلي است كه به دست آوردن آن‌ها از طريق آزمايش‌هاي تجربي فرآيندي وقت‌گير و پرهزينه و در برخي موارد غيرممكن است. بدين منظور در پژوهش حاضر سعي بر اين شده است تا پارامترهاي مذكور براي آلومينيوم 1050 ريزدانه توليدشده با فرآيند نورد تجمعي، با استفاده از شبيه‌سازي المان محدود و روش پاسخ سطح به دست آيد. بدين منظور پس از در نظر گرفتن بازه مناسب براي هر پارامتر طراحي آزمايش انجام شد. سپس با استفاده از شبيه‌سازي اجزا محدود و مقايسه نتايج عددي آن با نتايج تجربي آزمون كشش، پارامترهاي مدل آسيب فوق تعيين شد. درنهايت نيز جهت صحت سنجي منحني‌هاي حد شكل‌دهي عددي و تجربي مورد مقايسه قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: نورد تجمعي- نمودار حد شكل‌دهي - شبيه‌سازي – روش پاسخ سطح - مدل آسيب گارسون، تورگارد، نيدلمن.

194492

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - شكل‌دهي

دكتر رامين هاشمي