تحلیل تئوری اثر دما و نرخ کرنش بر نمودار حد شکل‌دهی آلومینیوم AA3104

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/ دانشگاه گیلان

2 گیلان*مهندسی مکانیک

3 علم و صنعت*مهندسی مکانیک

4 دانشگاه گیلان*مکانیک

چکیده

نمودار حد شکل‌دهی یکی از پرکاربردترین روش‌ها در پیش‌بینی ناپایداری پلاستیک در فرآیند شکل‌دهی ورق‌های فلزی است که دما و نرخ کرنش از جمله عوامل تأثیرگذار بر این منحنی‌ها است. در این مقاله، اثر دما و نرخ کرنش در شرایط بارگذاری نیمه-استاتیکی، بر رفتار تنش-کرنش و نمودار حد شکل‌دهی آلیاژ آلومینیومی AA3104 بر اساس روش مارسینیاک-کوزینسکی و مدل کارسختی جانسون-کوک بررسی شده است. ابتدا صحت سنجی نتایج عددی پاسخ تنش-کرنش با استفاده از مدل لودویک با نتایج تجربی انجام شد که نتایج تئوری مطابقت خوبی را با نتایج تجربی نشان داد. سپس با توجه به منحنی‌های تنش-کرنش به دست آمده بر اساس معادله‌ی لودویک، ثابت‌های مدل جانسون-کوک برای ورق فلزی AA3104 محاسبه و برای دماهای مختلف 50℃، 300℃ و 400℃، و نرخ کرنش‌های متفاوت 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4) و 〖10〗^(-3) بر ثانیه، منحنی‌های تنش-کرنش و نمودار حد شکل‌دهی استخراج شد. سطح منحنی تنش-کرنش ورق با افزایش دما کاهش و با افزایش نرخ کرنش افزایش یافت. هم‌چنین سطح نمودار حد شکل‌دهی آلیاژ با افزایش دما افزایش و با افزایش نرخ کرنش کاهش پیدا کرد. نتایج بیانگر اثر مثبت دما بر کرنش‌های حدی به علت نرم شدن حرارتی و اثر منفی نرخ کرنش بر نمودار حد شکل‌دهی AA3104 به علت رفتار ساختاری ماده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Theoretical analysis of the temperature and strain rate effects on the forming limit diagram of AA3104

نویسندگان [English]

  • seyedeh maryam mirfalah nasiri 1
  • Ali Basti 2
  • Ramin Hashemi 3
  • aboulfazl darvizeh 4
1 Ph.D. Student of Mechanical Engineering/ Guilan University
3 Iran University of Science and Technology
4 Department of Mechanical Engineering, Bandar Anzali Branch
چکیده [English]

Forming limit diagram is one of the most applicable methods for prediction of plastic instability in sheet metal forming that temperature and strain rate is among factors effecting on the FLD. In this paper, the effects of temperature and strain rate at quasi-static condition on the true stress-true strain curve and forming limit curve of AA3104 aluminum are analytically investigated using Marciniak-Kuckzynski method and Johnson-cook model. The stress-strain response of numerical results validation using the Ludwik model is performed with experimental results. Theoretical results show a good agreement with experimental results. Then, according to the stress-strain curves obtained based on the Ludwik equation, Johnson-Cook coefficients are calculated for AA3104 and the true stress-true strain respond and forming limit diagram are produced for different temperatures 50℃، 300℃ and 400℃ and several t strain rates 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4)and 〖10〗^(-3) s^(-1). The stress-strain curve decreases with increasing temperature and increases with increasing strain rate. Also the FLD increases with increasing temperature and decreases with increasing strain rate. The results exhibit a positive sensitivity of temperature on the limit strain due to the thermal softening and the negative strain rate sensitivity on the FLD AA3104 due to the behavior of crystallographic structure of the material.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forming Limit Diagram
  • Johnson-cook Model
  • Temperature
  • Strain Rate