بررسی اثر رفتارهای مختلف کارسختی بر نمودارهای حد شکل‌دهی ورق آلومینیوم براساس نظریه مارسینیاک-کوزینسکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

4 دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

نمودار حد‌‌شکل‌دهی در واقع معیاری برای تعیین شکل‌پذیری ورق‌های فلزی، طی فرایندهای مختلف شکل‌دهی است. نظریه ناپایداری مارسینیاک-کوزینسکی، یکی از پرکاربردترین روش‌های تحلیلی برای ترسیم نمودارهای حدشکل‌دهی است. ساختار معادلات در مدل مارسینیاک-کوزینسکی به‌گونه‌ای است که، روابط پلاستیک ماده، بر دقت منحنی‌های پیش‌بینی ‌شده اثر می‌گذارد. در این تحقیق، بکارگیری الگوهای ساختاری جدید که ترکیبی از روابط سخت‌شوندگی سوئیفت و وس هستند، برای تعیین نمودار حد شکل دهی پیشنهاد شده است. پارامترهای ثابت هر یک از روابط کارسختی نیز با در دسترس بودن نمودار تنش-کرنش حاصل از آزمون کشش تک محوره آلیاژ O-5754AA، محاسبه و ارائه می‌شوند. در نهایت، منحنی‌های حدشکل‌دهی برای ورق آلومینیومی با بکارگیری معیار تسلیم d2-2000Yld و استفاده از الگوهای کارسختی مختلف ترسیم می‌شوند. مقایسه نمودارهای نظری رسم شده با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد که اگرچه قوانین سخت‌شوندگی کیم-توآن، سوئیفت و قوش حدشکل‌دهی را در حد قابل قبولی پیش‌بینی می‌کنند، ولی کرنش‌های حدی حاصل از رابطه اصلاح‌شده کیم-توآن، مطابقت بهتری با نتایج تجربی دارند. بنابراین می‌توان مدل اصلاح‌شده کیم-توآن را به عنوان یک مدل کارسختی ایده‌آل در تعیین حد‌‌شکل‌دهی آلیاژ O-5754AA پیشنهاد داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Pham Q. T., Lee B. H., Park K. C., Kim Y. S., Influence of the post-necking prediction of hardening law on the theoretical forming limit curve of aluminum sheets. International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 140 , pp. 521-36, 2018
  • Keeler S.P., Backhofen W.A., Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches. Transactions of American Society of Metals, 56, pp. 25–48, 1963.
  • Goodwin G. M., Application of strain analysis to sheet metal forming in the press shop. Society of Automotive Engineers, 380-7, 1968.
  • Marciniak Z., Kuczynski K., Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal. International journal of mechanical sciences, 9, No.9, pp. 609-20, 1967.
  • حسین پور گللو م.، سیدکاشی س.م.ح.، شاهی س.،” اثر معیارهای تسلیم پیشرفته BBC2003، Yld2004 و BBC2008 بر منحنی های شکل پذیری با مدل های مارسینیاک-کوزینسکی، گلویی پخشی سوئیفت و گلویی موضعی هیل“، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د.99، ش.9، ص.۱-۱۱، 1395.
  • Hu Q., Zhang L., Ouyang Q., Li X., Zhu X., Chen J., Prediction of forming limits for anisotropic materials with nonlinear strain paths by an instability approach. International Journal of Mechanical Sciences, 103, pp. 143–167, 2018.
  • Safari M., Alves de Sousa R., Joudaki J., Recent Advances in the Laser Forming Process: A Review. Metals. 10, No.11, pp. 1472, 2020.
  • Butuc M.C., Gracio J.J., Da Rocha A.B., An experimental and theoretical analysis on the application of stress-based forming limit criterion. International Journal of Mechanical Sciences, 48, No.4, pp. 414-29, 2006.
  • Ganjiani M., Assempour A., An improved analytical approach for determination of forming limit diagrams considering the effects of yield functions. Journal of materials processing technology, 182, No.1-3, pp. 598-607, 2007.
  • Wang H.B., W.A. Min, Y.U. Yu, Effect of flow stress—strain relation on forming limit of 5754O aluminum alloy. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 22, No.10, pp. 2370-8, 2012.
  • Wang H., Liu Y., Chen Z., Wan M., Nie H., Investigation of the capabilities of yield functions on describing the deformation behavior of 5754O aluminum alloy sheet under combined loading paths. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 21, No.5, pp. 562-8, 2016.
  • Wang H., Yan Y., Han F., Wan M., Experimental and theoretical investigations of the forming limit of 5754O aluminum alloy sheet under different combined loading paths. International Journal of Mechanical Sciences, 133, pp. 147-66, 2017.
  • ظهور م.، شاهی س.، حسین پور گللو م.، ”بررسی تجربی و تئوری تعیین ضرایب معیارهای تسلیم پیشرفته و نمودار حد شکل دهی آلیاژ آلومینیوم 2024“، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د.16، ش.1، ص.192-202، 1395.
  • میرفلاح نصیری س.م.، باستی ع.، هاشمی ر.، ” تحلیل عددی اثر معیارهای تسلیم پیشرفته بر پیش بینی کرنش ها و تنش های حدی در ورق های آلومینیومی ناهمسانگرد“، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د.15، ش.8، ص.393-401، 1394.
  • Mirfalah-Nasiri S.M., Basti A., Hashemi R., Forming limit curves analysis of aluminum alloy considering the through-thickness normal stress, anisotropic yield functions and strain rate. International Journal of Mechanical Sciences, 117, pp. 93-101, 2016.
  • Nasiri S. M., Basti A., Hashemi R., Darvizeh A., Effects of normal and through-thickness shear stresses on the forming limit curves of AA3104-H19 using advanced yield criteria. International Journal of Mechanical Sciences, 137, pp. 15-23, 2018.
  • Pham Q. T., Kim Y. S., Identification of the plastic deformation characteristics of AL5052-O sheet based on the non-associated flow rule. Metals and Materials International, Vol. 23, No.2, pp. 254-63, 2017.
  • Pham Q. T., Lee M. G., Kim Y. S., Characterization of the isotropic-distortional hardening model and its application to commercially pure titanium sheets. International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 160, pp. 90-102, 2019.
  • Pham Q. T., Lee M. G., Kim Y. S., Distortional Hardening Behavior and Strength Different Effect of Pure Titanium Grade 1 Sheets: Experimental Observation and Constitutive Modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 967, No. 1, p. 012052, 2020.
  • Kim J.J., Pham Q. T., Kim Y. S., Thinning prediction of hole-expansion test for DP980 sheet based on a non-associated flow rule. International Journal of Mechanical Sciences, 191, p.106067, 2021.
  • Hou Z., Liu Z., Wan M., Wu X., Yang B., Lu X., An Investigation on Anisotropy Behavior and Forming Limit of 5182-H111 Aluminum Alloy. Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 29, No.6, pp. 3745-56, 2020.
  • Ma B.L., Wan M., Cai Z.Y., Yuan W.N., Li C., Wu X.D., Liu W., Investigation on the forming limits of 5754-O aluminum alloy sheet with the numerical Marciniak–Kuczynski approach. International Journal of Mechanical Sciences, 142, pp. 420-31, 2018.
  • چلوویان م. و کمی ع.،”مطالعه شکل‌پذیری ورق فولادی AISI 304 به کمک مدل M-K و معیار آسیب“GTN ، مجله مهندسی مکانیک تبریز، د.50، ش.1، ص.71-79، 1399
  • Ghazanfari A., Soleimani S.S., Keshavarzzadeh M., Habibi M., Assempuor A., Hashemi R., Prediction of FLD for sheet metal by considering through-thickness shear stresses. Mechanics Based Design of Structures and Machines. 48(6), pp. 755-72, 2020.
  • Da Rocha A.B., Barlat F., Jalinier J.M., Prediction of the forming limit diagrams of anisotropic sheets in linear and non-linear loading. Materials science and engineering, 68, No.2, pp. 151-64, 1985.
  • Barlat F., Brem J.C., Yoon J.W., Chung K., Dick R.E., Lege D.J., Pourboghrat F., Choi S.H., Chu E., Plane stress yield function for aluminum alloy sheets—part 1: International Journal of Plasticity, Vol. 19, No.9, pp. 1297-319, 2003.
  • ملاپور ی. و حقیقت ح.، ”تحلیل فرایند کشش ورق ساندویچی متقارن به روش تابع جریان“، مجله مهندسی مکانیک تبریز، د.47، ش.۲، ص.283-293، 139۶.
  • Kim Y.S., Lee B.H., Yang S.H., Prediction of forming limit curve for pure titanium sheet. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 28, pp. 319−327, 2018.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار