مطالعه تجربی و عددی حد شکل‌دهی ورق دو‌لایه مس-آلومینیوم در دمای بالا

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

10.22044/jsfm.2020.8561.2945

چکیده

ورق‌های دولایه فلزی جایگرین بسیار مهمی برای ورق‌های فلزی تک لایه هستند که دارای مزایای فراوانی از جمله کاهش وزن و نسبت استحکام به وزن بالا می‌باشند. استفاده از این ورق‌ها موجب صرفه‌جویی بالایی در انرژی می‌شود. از این رو جایگزینی ورق‌های فلزی با ورق‌های دولایه یکی از ضرورت‌های صنعت محسوب می‌شود. یکی از مهم‌ترین عیوب در شکل‌دهی ورق‌ها، پارگی است. یکی از راه‌های به تعویق انداختن پارگی، گرم کردن ورق می‌باشد. با توجه به مطالعات انجام‌شده تاکنون تحقیقی راجع به شکل‌پذیری در فرآیندهای گرم ورق دولایه انجام نشده است. در این پژوهش هدف بررسی حد شکل‌پذیری ورق‌های دولایه مس- آلومینیوم در محدودی دمایی گرمکاری به روش تجربی و عددی می‌باشد. در روش تجربی منحنی حد شکل‌پذیری با انجام آزمایش‎های اتساع با سنبه سرکروی و کشش تک محوری حاصل گردید. نتایج حاصل از روش تجربی نشان داد که با افزایش دما میزان شکل‌پذیری، افزایش می‌یابد، میزان ماکزیمم نیروی شکل‌پذیری کاهش و همچنین میزان ارتفاع حد گنبدی شکل با افزایش دما، افزایش می‌بابد. و از طرفی مدل شبیه سازی شده در نرم افزار آباکوس تطابق خوبی با مدل تجربی داشت که بهترین مدل برای پیش بینی دقیق لحظه گلویی شدن مدل M-K می باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Jalali  Aghchai  A,  Shakeri  M,  Mollaei-Dariani  B (2008) Theoretical  and  experimental  formabilitystudy  of  two-layer  metallic  sheet  (Al1100/St12). Proc  IMechE  Part  B:  J Engineering  Manufacture 222(9): 1131-1138.

[2] جلالی ع، شاکری م، ملایی داریانی ب (1378) بررسی و تحلیل تئوری و تجربی شکل پذیری ورق دولایه فلزی Al1100-St12 با استفاده از تئوری لایه معادل. نهمین کنفرانس مهندسی ساخت و تولید ایران. بیرجند.

[3] Stoughton TB (2000) A general forming limit criterion for sheet metal forming. Int J Mech Sci 42: 1-27.

[4] Karajibani E, Hashemi R, Sedighi M (2016) Determination of forming limit curve in two-layer metallic sheets using the finite element simulation.    P I Mech Eng L-J Mat 230(6): 1018-1029.

[5] Keeler SP, Backofen  WA (1963) Plastic  instability and fracture in sheets stretched over rigid punches. Trans ASM 56: 25-48.

[6] Marciniak, Z.  and  Kuczynski, K.,  “Limit  Strains in the Processes of Steched-Forming Sheet Metal” , Int. J.Mech. Sci., VOI. 9, pp. 609-620, 1967.

[7] Goodwin, G.m.,  “Application of strain analysis to sheet metal forming problem in press shop”, SAE Paper No.680093, 1968.

[8] Kalpakjian S, Schmid SR (2000) Sheet metal forming process. 4th edn. Prentice-Hall.

[9] Naka T,  Torikai G (2001) The effects of temperature and forming speed on the forming limit diagram for type 5083 aluminum–magnesium alloy sheet. J Mater Process Technol 113(1-3): 648-653.

[10] Tseng G, Hung C (2010) An analysis of the formability of aluminum/copper cladmetals with different thicknesses by the finiteelement method and experiment. Int J Adv Manuf Technol 49(9-12): 1029-1036.

[11]  Wang L, Luo Y, Friedman P, Chen M (2012) Warm forming behavior of high strength aluminum alloy AA7075. T Nonferr Metal Soc 22(1): 1-7.

[12] Raja Satish D, Ravi Kumar D (2019) Formability of AA6061 alloy sheets in warm forming temperature range. P I Mech Eng L-J Mat 233(3): 146442071982950.

[13] Gulenc B (2008) Investigation of interface properties and weldability of aluminum and copper plates by explosive welding method. Mater Des 29: 275-278.

[14] ASTM E8 M-04. (2006) Standard test method for tension testing of metallic materials. ASTM International.

[15] ISO 12004: Metallic Materials-Guidelinesfor the Determination of Forming Limit Diagrams, ISO, 1997.