پیش بینی نمودار حد شکل‌دهی لوله منیزیمی با استفاده از مدلسازی فرآیند هیدروفرمینگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، ایران

2 دانشجو دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، ایران

3 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، ایران

چکیده

هدف از انجام این مطالعه، مدل‌سازی تست هیدروفرمینگ لوله منیزیمی و استخراج نمودار حد شکل‌دهی (FLD) به کمک روش المان محدود می‌باشد. در گام اول، ﻣﺪل سازی ﺳﻪ ﺑﻌﺪى المان محدود فرآیند هیدروفرمینگ لوله آلومینیوم 7020-T6 به منظور رسم نمودار FLD انجام شد. به منظور شناسایی معیار مناسب شروع گلویی شدن، چهار معیار حداکثر مقدار مشتق دوم کرنش کوچک، کرنش بزرگ، کرنش ضخامتی و کرنش پلاستیک معادل لحاظ گردید. مقایسه نتایج شبیه‌سازی و تجربی نشان می‌دهد که سه معیار حداکثر مقدار ﻣﺸﺘﻖ دوم ﻛﺮﻧﺶ ﺑﺰرگ، ﻛﺮﻧﺶ ﻛﻮﭼﻚ و ﻛﺮﻧﺶ ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﻣﻌﺎدل معیار مناسب برای شبیه‌سازی هستند. پس از صحت‌سنجی مدلسازی فرآیند هیدروفرمینگ با نتایج تجربی برای لوله آلومینیوم 7020-T6، نمودار FLD لوله منیزیمی استخراج گردید. نتایج نشان می‌دهد که در بارگذاری‌ها با تغذیه محوری‌های متفاوت، زمان گلویی شدن و مقدار تنش و کرنش در لوله تغییر می‌کند و سبب می‌گردد در هر بارگذاری، کرنش‌های حدی مختلفی بدست ‌آید. همچنین مطابق با نمودار FLD، ﻫﺮ ﭼﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻣﺤﻮرى ﺑﻪ ﻓﺸﺎر داﺧﻠﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺷﻮد، ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه روى ﻧﻤﻮدار FLD ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻛﺮﻧﺶ ﻛﻮﭼﻚ ﻣﻨﻔﻲﺗﺮ ﻛﺸﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Sadeghi A., et al., Selected Topics On ADvanced Magnesium Technologies, Tehran: Arvan, 1395.
  • Bowen P. K.. Shearier E. R., Zhao S., Guillory II R. J., Zhao F., Goldman J., Drelich J. W., Biodegradable metals for cardiovascular stents: from clinical concerns to recent Zn-alloys, Healthc. Mater. Vol. 5, pp. 1121-1140, 2016.
  • Wykrzykowska J. J., Kraak R. P., Hofma S. H., van der Schaaf R. J., Arkenbout E. K., IJsselmuiden A. J., Elias J., van Dongen I. M., Tijssen R. Y., Koch K. T., Baan J. Jr., Vis M. M., de Winter R. J., Piek J. J., Tijssen J. G., Henriques J. P., AIDA Investigators, Bioresorbable scaffolds versus metallic stents in routine PCI, N. Engl. J. Med. Vol. 376, pp. 2319-2328, 2017.
  • Colombo, A., Karvouni, E., Biodegradable stents: fulfilling the mission and stepping away‖. Circulation, Vol. 102, pp. 371–373, 2000.
  • Roberts C, S, Magnesium and its Alloys, Wiley, New York, NY, 1960.
  • Burke E. C. and Hibbard J. W. R., Plastic deformation of magnesium single crystals, Trans.
    , Vol. 79, pp. 295–303,1952.
  • Wang L., Mostaed E., Cao X., Huang G., Fabrizi A., Bonollo F., Chi C., Vedani M.,
    Effects of texture and grain size on mechanical properties of AZ80 magnesium alloys at lower temperatures, Mater. Des., Vol. 89, pp. 1–8,2016.
  • Li F., Zeng X., Chen Q., Cao G. J., Effect of local strains on the texture and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy produced by continuous variable cross-section direct extrusion (CVCDE), Mater. Des., Vol. 85, pp. 389–395, 2015.
  • Mostaed E., Fabrizi A., Dellasega D., Bonollo F., Vedani M., Microstructure, mechanical behavior and low temperature superplasticity of ECAP processed ZM21 Mg alloy, J. Alloys Compd., Vol. 638, pp. 267–276, 2015.
  • Yin S. M., Wang C. H., Diao Y. D.,Wu S. D., Li S. X., Influence of grain size and texture
    on the yield asymmetry of Mg-3Al-1Zn alloy, J. Mater. Sci. Technol., Vol. 27, pp. 29–34, 2011.
  • Tong L. B., Zheng M. Y., Kamado S., Zhang D. P., Meng J., Cheng L. R., Zhang H. J., Reducing the tension–compression yield asymmetry of extruded Mg–Zn–Ca alloy via equal channel angular pressing, J. Magnes. Alloy., Vol. 3, pp. 302–308, 2015.
  • Zhang L., Zhang W., Cao B., Chen W., Duan J., Cui G., Effects of texture and grain
    size on the yield strength of ZK61 alloy rods processed by cyclic extrusion and compression, Mater., Vol. 10, pp. 87-101, 2017.
  • Kamrani S., Fleck C., Effects of calcium and rare-earth elements on the microstructure and tension–compression yield asymmetry of ZEK100 alloy, Mater. Sci. Eng. A, Vol. 618, pp. 238–243, 2014.
  • Jain J., Poole W. J., Sinclair C. W., Gharghouri M. A., Reducing the tension–compression yield asymmetry in a Mg–8Al–0.5Zn alloy via precipitation, Scr. Mater., Vol. 62, pp. 301–304, 2010.
  • رضایی آشتیانی ح. ر.، بیاتی ص.، بهینه‌سازی مسیر بارگذاری در فرآیند هیدروفرمینگ لوله با استفاده از منطق فازی، مجله مهندسی مکانیک تبریز، د. ۴۹، ش. ۲، ص ص. ۹۳-۱۰۱ و ۱۳۹۸.
  • عباس نژاد ش.، ”هیدروفرمینگ ورق هاى آلومینیومی”، سمینار کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک دانشگاه علم و صنعت ۱۳۸۵.
  • Kim J., Kim S. W., Song W. J., Kang B. S., Analytical approach to bursting in tube hydroforming using diffuse plastic instability, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 46, pp. 1535-1547, 2004.
  • Kim J., Kim S. W., Song W. J., Kang B. S., Analytical and numerical approach to prediction of forming limit in tube hydroforming, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 47, pp. 1023-1037, 2005.
  • Seyedkashi S. M. H.,Valiollah Panahizadeh R., Haibin Xu, SangYun Kim and Young Hoon Moon, process analysis of two-layered tube hydroforming with analytical and experimental verification, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 27, pp. 169~175, 2015.
  • Chen X., Yu Z., B., Li S., Lina Z., A theoretical and experimental study on forming limit diagram for a seamed tube hydroforming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 211, pp. 2012-2021, 2011.
  • Hwang Y. M., Lin Y. K., Chuang H. C., Forming limit diagrams of tubular materials by bulge tests, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 5024-5034, 2009.
  • فلاحتی نقیبی م.، گردویی م.، بخشی جویبارى م.، گرجی ولوکلا ع. ح.، “مطالعه تجربی و عددى منحنی حد شکل دهی لوله فولادى زنگ نزن ٤٠٣ در فرایند هیدروفرمینگ”، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. ٩٩، ص ص. ١-٨، ۱۳۹۹.
  • سید هاشمی ج.، مسلمی نائینی ح.، لیاقت غ. ح.، شهبازى کرمی ج.، اروحی ا. ح.، “پیش بینی ترکیدگی لوله در فرآیند هیدروفرمینگ گرم به کمک معیارهاى شکست نرم اصلاح شده”، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. ١٤، ص ص. ٢٠١-٢١١، ۱۳۹۳.
  • مسلمی نائینی ح.، سید هاشمی ج.، غلامحسین لیاقت غ. ح.، محمدى م.، دیلمی عضدى ح.، “پیش بینی تحلیلی کرنش ها و تنش هاى حدى در هیدروفرمینگ لوله آلومینیومی ناهمسانگرد”، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. ١٤، ص ص. ١٣٣-١٤٠و ۱۳۹۳.
  • Assempour A., Nejadkhaki HK. and Hashemi R. Forming limit diagrams with the existence of through-thickness normal stress. Computational Materials Science, Vol. 48, pp. 504–508, 2010.
  • Afshar A., Hashemi R., Madoliat R., Rahmatabadi D. and Hadiyan B., Numerical and experimental study of bursting prediction in tube hydroforming of Al 7020-T6, Mechanics & Industry, Vol. 18, pp. 2-5, 201
  • Zeng Z. R., Bian M. Z., Xu S. W., Davies C. J. H., Birbilis N., Nie J. F., Effects of dilute additions of Zn and Ca on ductility of magnesium alloy sheet,
    Materials Science and Engineering: A, Vol. 674, pp, 459-471, 2016.
  • Sankaranarayanan Seetharaman, Synthesis and Characterization of New titanium containing Magnesium Materials, D Theses, National University of Singapore, 2014.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار