تحلیل عددی و تجربی عیب برگشت فنری در فرایند شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر با استفاده از معیارهای تسلیم ناهمسان‌گرد

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشکده فنی انقلاب اسلامی، دانشگاه فنی و حرفه ای استان تهران، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

چکیده

فرایند شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر با قابلیت تولید قطعاتی با عرض و عمق متغیر، با هدف به‌کارگیری در صنایعی همچون خودروسازی، ساختمان‌سازی و صنایع مشابه ایجاد شد. یکی از عیوب این فرایند، عیب برگشت فنری است. این عیب باعث عدم دستیابی به پروفیل مطلوب می‌گردد. در این مقاله به تحلیل تجربی و عددی پدیده برگشت فنری با استفاده از معیارهای تسلیم هیل و بارلات و فون میسز پرداخته شده است. همچنین تأثیر پارامترهای زاویه خم، جنس و ضخامت ورق بر روی این عیب بررسی شده است. به‌وسیله زیرروال VUMAT نرم‌افزار آباکوس، فرایند برای سه جنس آلومینیوم 1050، فولاد کم‌کربن، فولاد زنگ‌نزن 430 شبیه سازی شد. در این شبیه سازی‌ها برای هر ماده، سه ضخامت 4/0، 7/0 و 1 میلی‌متر با زوایای خم 25 و 45 درجه در نظر گرفته شد. آزمایش‌های تجربی با استفاده از دستگاه شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر، انجام گرفت. صحت‌سنجی نتایج شبیه‌سازی عددی با مقایسه نتایج تجربی انجام گرفت. نتایج نشان داد معیار بارلات نسبت به دو معیار دیگر، پیش‌بینی دقیق‌تری از برگشت فنری دارد. همچنین نتایج نشان دادند که نسبت برگشت فنری ورق‌های دارای ضخامت 4/0 میلیمتر نسبت به ضخامت ۱ میلیمتر برای جنس‌های فولاد کم‌کربن، آلومینیوم و فولاد ضدزنگ، به ترتیب 5/1 ، 5/2 و 2/3 برابر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Storbeck M, Beiter P, Berner S, Brenneis M, Schmitt W, Groche P (2012) Lightweight Products by Load Optimized Profile Design. Future Trends in Production Engineering 161-179.
[2] Jiao J, Rolfe B, Mendiguren J, Weiss M (2015) An analytical approach to predict web-warping and longitudinal strain in flexible roll formed sections of variable width. Int J Mech Sci 90: 228-238.
[3] Dadgar Y, Sheikhi MM, Anaraki AP, Gollo MH, Panahizadeh V (2017) Fracture analysis on flexible roll forming process of anisotropic Al6061 using ductile fracture criteria and FLD. Int J Adv Manu Technol 91(5-8): 1481-1492.
 [4] Gulceken E, Abeé A, Sedlmaier A, Livatyali H (2007) Finite element simulation of flexible roll forming, A case study on variable width U channel. 4th Int. Conf. Exhibition on Desing and Production of Machines and Dies/Molds, Turkey.
[5] Groche P, Henkelmann M, Gotz P, Berner S (2008) Cold rolled profiles for vehicle construction. Arch. of Civil & Mech. Eng. 8(2): 31-38.
[6] Larrañaga J, Galdos L (2009) Geometrical accuracy improvement of flexibly roll formed  profiles by means of local heating. First Int Con Roll Forming, Spain.
[7] Kasaei MM, MoslemiNaeini H, Abbaszadeh B, Mohammadi M, Ghodsi M, Kiuchi M, Zolghadr R, Liaghat Gh, AziziTafti R, Salmani Tehrani M (2014) Flange wrinkling in flexible roll forming process. Pro Eng 81: 245-250.
[8] Mohammadi M, MoslemiNaeini H, Kasaei MM, Salmani Tehrani M, Abbaszadeh B (2014) Investigation of web warping of profiles with changing cross section inflexible roll forming process. Modares Mechanical Engineering 14(6): 72-80.
[9] Yan Y, Wang H, Li Q, Qian B, Mpofu Kh (2014) Simulation and experimental verification of flexible roll forming of steel sheets. Int J Adv Manuf Technol, London.
[10] Dadgar Asl Y, Sheikhi MM, Pourkamali Anaraki A, Panahizadeh Rahimloo V, Hosseinpour Gollo M (2016) Experimental and Numerical Analysis of Fracture on Flexible Roll Forming Process of Channel Section in Aluminum 6061-T6 Sheet. Modares Mechanical Engineering 16(5): 329-338
[11] پناهی زاده و (1392) بررسی نظری، تجربی و عددی عیب برگشت فنری و پیش‌بینی شکست در فرایند شکل‌دهی غلتکی سرد با استفاده از معیارهای شکست نرم. پایان‌نامه دکتری، دانشگاه تربیت ‌مدرس.
 [12] Hill R (1948) A theory of the yielding and plastic flow of anisotropic metals. P Roy Soc A-Math Phy 193: 281-297.
[13] Barlat F, Lege DJ, Brem JC (1991) A six-component yield function for anisotropic materials. Int J Plasticity 7: 693-712.