به دست آوردن منحنی حد شکل‌دهی با استفاده از دو مدل المان محدود بهبود یافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوى کارشناسى ارشد، مهندسى مکانیک، دانشگاه صنعتى شریف، تهران

2 استاد، مهندسى مکانیک، دانشگاه صنعتى شریف ، تهران

3 استادیار، مهندسى مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

چکیده

در فرایندهای شکل‌دهی ورق، استفاده از نمودارهای حد شکل‌دهی در مطالعه‌ی شکل‌پذیری ورق‌های فلزی و طراحی قالب از اهمیت بسیاری برخوردار است.یکی از روش‌های به دست آوردن منحنی حد شکل‌دهی که نتایج بسیار مناسب و نزدیکی به نتایج آزمایشی دارد، مدل تئوری مارشینیاک-کوزینسکی است. این مدل روشی برای پیش‌بینی گلوئی موضعی است. در این تحقیق از طریق گنجاندن مدل تئوری مارشینیاک-کوزینسکی در دو مدل المان محدود با استفاده از نرم‌افزار آباکوس ، منحنی حد شکل‌دهی به دست آورده شده است. در مدل اول تئوری مارشینیاک-کوزینسکی در مدل المان محدود آزمودن ناکازیما گنجانده شده و در مدل دوم (مدل تخت) تئوری مارشینیاک-کوزینسکی شبیه‌سازی شده است. داده‌های موردنیاز جهت این شبیه‌سازی‌ها از طریق انجام آزمودن کشش ساده در سه جهت به دست آورده شده است. بعد از مقایسه نتایج مدل المان محدود تخت و ناکازیما با نتایج تجربی، نمودار حد شکل‌دهی به دست آمده از مدل المان محدود آزمودن ناکازیما بسیار مناسب و کمتر از ده درصد در سطح پایین‌تری از نمودار حد شکل‌دهی تجربی قرارگرفته است.علت اختلاف نمودار حد شکل‌دهی مدل تخت و نتایج تجربی خمش است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determination Of Forming Limit Diageram Using Two Modified Finit Element Models

نویسندگان [English]

  • MOSTAFA HABIBI 1
  • AHMAD GHAZANFARI 2
  • AHMAD ASEMPOUR 2
  • REZA NAGHDABADI 3
  • RAMIN HASHEMI 3
چکیده [English]

In sheet forming processes, using Forming Limit Diagrams (FLDs) in study of formability and designi die is very important. One method to achieve the curves of FLDs that has validate and appropriate results is Marciniak–Kuczynski model. This model is a way to predict the local necking. In the present study, FLDs were achieved by imposing the theoretical Marciniak–Kuczynski model in two different finite element model and using Abaqus. In the first model, the theory of Marciniak–Kuczynski was imposed to finite element of Nakazima test and in second one (Flat), the theory of Marciniak–Kuczynski was simulated. The input data for these simulations was obtained from tension tests in three different directions. After comparing the results of Flat and Nakazima finite element model with empirical results, the FLD obtained from the finite element of Nakazima test was valid and less than 10 percent below the empirical FLD. Bending is the reason of difference between FLD obtained from Flat model and empirical one.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forming Limit Diagram
  • Marciniak–Kuczynski model
  • Finite element simulation
  • Nakazima test
  • sheet St14

مراجع

[1] Hashemi R., Ghazanfari A., Abrinia K., Assempour A., 2013. "The effect of the imposed boundary rate on the formability of strain rate sensitive sheets using the M-K method", Journal of Materials Engineering and Performance, 22, issue 9, pp. 2522-2527.
[2] Hecker, S.S., 1972. "A simple forming limit curve technique and results on aluminum alloys, sheet metal forming and formability", Proceedings of the 7th Biennial Congress of the International Deep Drawing Research Group, Amsterdam, 5.1–5.8.
[3] Keeler, S.P. and Backofen, W.A, 1963. "Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches", Transactions of the ASM, 56.
[4] Goodwin, G.M., 1968. "Application of strain analysis to sheet metal forming in the press shop", SAE paper,No. 680093.
[5] Swift, H.W., 1952. "Plastic instability under plane stress", Journal of Mechanics and Physics Solids,1,pp. 1–18.
[6] Hill, R., 1952. "On discontinuous plastic states, with special reference to localized necking in thin sheets",Journal of Mechanics and Physics Solids, 1, pp. 19–30.
[7] Takuda, H., Mori, K., and Hatta, N., 1999. "The application of some criteria for ductile fracture to the prediction of the forming limit of sheet metals", J.Mat. Proc. Tech., 95, pp. 116-121.
[8] Storen, S., and Rice, J.R., 1975. "Localized Necking in Thin Sheets", J. Mech. Phys. Solids, 23, pp. 421–441.
[9] Petek, A., Pepelnjak, and T., Kuzman, K., 2005. "An improved method for determining forming limit diagram in the digital environment", Journal of Mechanical Engineering, 51, pp. 330–345.
[10] Pepelnjak, T., Petek, A., and Kuzman, K., 2005."Analysis of the forming limit diagram in digital environment", Advanced Material Research, 6-8, pp.697-704.
[11] Brun, R., Chambard, A., Lai, M. and de Luca, P., 1999."Actual and virtual testing techniques for a numerical definition of materials", Proc NUMISHEET’99,Besançon France, pp. 393- 398.
[12] Hashemi R., Assempour, A., Masoumi E., 2009."Implementation of the forming limit stress diagram to obtain suitable load path in tube hydroforming",Materials and Design, 30, Issue 9, pp. 3545-3553.
[13] Marciniak, Z. and Kuczynski, K., 1967. "Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal", International Journal of Mechanical Science,9, pp. 609–620.
[14] "Metals Test Methods and Analytical Procedures,Annual Book of ASTM Standards", ASTM-E8,West Conshohocken, PA Volume 03.01, 2000.
[15] "Standard Test Method for Determining Forming Limit Curves", ASTM E22, pp. 18 - 02, 3, no. 1, 2008.
[16] Hill, R., 1948. "A Theory of Yielding and Plastic Flow of Anisotropic Metals", Proc. Roy. Soc. Lond.,193A, pp. 197–281.
[17] "Abaqus User Guide, ABAQUS Analysis User’s Manual". 1,pp.130-147, 2013.
[18] A. Assempour , H. Khakpour Nejadkhaki, R.Hashemi, 2010. "Forming Limit Diagrams with the Existence of ThroughThickness Normal Stress",Computational Materials Science, 48,pp. 504-508.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 48، شماره 4
دی 1395
صفحه 379-388

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار