تحلیل فرآیند کشش ورق ساندویچی متقارن به روش تابع جریان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ایذه، ایذه، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این مقاله، فرآیند کشش ورق­های ساندویچی متقارن با قالب گوه­ای شکل، با استفاده از تابع جریان و به روش کرانه بالایی تحلیل شده است. ورق ساندویچی دارای سه لایه فلز بوده که ضخامت و جنس لایه­های خارجی یکسان و متفاوت با لایه­ی داخلی می باشند. در مقاله حاضر یک مدل تغییر شکل ارائه شده که در آن مرزهای برشی ورودی و خروجی نواحی تغییر شکل، انعطاف­پذیر بوده و اثر کارسختی مواد لایه­های تشکیل­دهنده ورق، لحاظ شده­اند. بر اساس تابع جریان پیشنهادی، میدان سرعت، نرخ کرنش­ها و توان­ها محاسبه شده­اند. شکل هندسی بهینه نواحی تغییر شکل لایه های داخلی و خارجی و نیروی کشش لازم برای انجام فرآیند، بر اساس شرایط فرآیند محاسبه شده­اند. هم­چنین نتایج تحلیل شامل نیروی کشش و ضخامت لایه­ها در خروجی قالب با نتایج به­دست آمده از شبیه سازی اجزا محدود مقایسه شده­اند. مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج به دست­آمده از شبیه­سازی تطابق مناسبی را نشان داده­اند. در پایان نیز تاثیر ثابت اصطکاک و درصد کاهش ضخامت بر نیروی کشش و زاویه­ی بهینه­ی قالب بررسی شده­اند.

کلیدواژه‌ها


[1]     Arnold R. R., Whitton P. W., Stress and Deformation Studies for Sandwich Rolling Hard Metals, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. 173, pp. 241-256, 1959.
[2]     Atkins A. G., Weinstein A. S., The Deformation of Sandwich Materials", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 12, pp. 641-657, 1970.
[3]     Osakada K., Niimi Y., A Study on Radial Flow Field for Extrusion Through Conical Dies, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 17, pp. 241-254, 1975.
[4]     Avitzur B., Analysis of Wire Drawing and Extrusion Through Dies of Large Cone Angle", Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. 86, pp. 305-316, 1964.
[5]     Durban D., Drawing and Extrusion of Composite Sheets, Wires and Tubes, International Journal of Solids and Structures, Vol. 20, pp. 649-666, 1984.
[6]     Tokuno H., Analysis of Deformation in Extrusion of Composite Rods", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 26, pp. 323–335, 1991.
[7]     Taheri A. K., Majlessi S. A., An Investigation Into the Production of Bi- and Tri-Layered Strip by Drawing Through Wedge-Shaped Dies, Journal of Materials Engineering and Performance, Volume 1, pp. 285-291, 1992.
[8]      Karimi Taheri A., Analytical Study of Drawing of Non-Bonded Trimetallic Strips, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 33, pp. 71-88, 1993.
[9]      Rubio E. M., Perez M. A. S., Lobera A. S., Mechanical solutions for drawing processes under plane strain conditions by the upper bound method, Journal of Materials Processing Technology, Vol.143-144, pp. 539-545, 2003.
[10]   Malaki M., Roohani H. R., Investigation of the Bimetal Clad Drawing by Upper Bound Method, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 22, pp. 943-951, 2013.
[11]   Haghighat H., Amjadian P., A Generalized Upper Bound Solution for Extrusion of Bi-Metallic Rectangular Cross-Section Bars Through Dies of Any Shape, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 51, pp. 105-116, 2013.
[12]   Haghighat H., Shayesteh H., Upper Bound Analysis for Hybrid Sheet Metals Extrusion Process Through Curved Dies", Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 24, pp. 3285-3292, 2014.
[13]   Panteghini A., An analytical solution for the estimation of the drawing force in three dimensional plate drawing processes, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 84, pp. 147-157, 2014.
[14]   Abaqus 6.10 Documentation Collection.