مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و عددی برگشت فنری در شکل دهی دایروی ورق های فولاد ضد زنگ آستنیتی 316 و فولاد کربنی ST37 با ضخامت های مختلف

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
حمیدرضا رضایی آشتیانی
ناصر میقانی
امید خلیلی
دانشگاه صنعتی اراک
10.48311/MME.23.12.651
چکیده
در پایان فرایند شکل‌دهی ورق، هنگامی‌که ورق از درون سنبه و ماتریس بیرون آورده می‌شود و نیروهای شکل‌دهی خمشی حذف می‌گردد، مقداری از تغییر شکل ورق برمی‌گردد، این تغییر شکل پس از شکل‌دهی، برگشت فنری ورق می‌باشد. یکی از عوامل به دست آوردن اندازه مطلوب و طراحی صحیح قالب خم ورق به دانش طراح نسبت به مقادیر برگشت فنری بستگی دارد. این تحقیق به‌منظور تعیین تجربی برگشت فنری فولاد ضدزنگ 316 و فولاد کربنی37ST باضخامت‌های مختلف ورق در قالب‌های دایروی شکل و مقایسه با شبیه‌سازی به روش المان محدود صورت پذیرفته است. ورق‌ها با سه ضخامت 1، 5/1 و 2 میلی‌متر شکل‌دهی و ابعاد هندسی و برگشت فنری ورق‌ها موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر برگشت فنری در شبیه‌سازی المان محدود و آزمون تجربی از مطابقت قابل قبولی برخوردار بوده و با کاهش ضخامت ورق مقادیر برگشت فنری افزایش می‌یابد که متأثر از مقادیر تنش در سطوح ورق و درنتیجه مقادیر کرنش پلاستیک و ناحیه الاستیک خالص در ورق می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
برگشت فنری
خم کاری
فولاد ضدزنگ 316
فولاد کربنیST37
کرنش الاستیک
ضخامت ورق

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental and numerical study of spring back of C-die forming in austenitic stainless steel 316 and carbon steel ST37 sheets with different thicknesses

نویسندگان English

Hamidreza Rezaei Ashtiani
Naser Meyghani
omid Khalili
Associate professor in the Mechanical Engineering Department, Arak University of Technology
چکیده English

At the end of the forming process, when the part is removed from the mandrel and the matrix and the part is loaded, a deformation occurs in the part, and this deformation after forming is called spring back. This research was carried out in order to experimentally determine the spring return of stainless steel 316 and carbon steel ST37 with different thicknesses in C-die forming and compare it with finite element simulation. The parts with three thicknesses of 1, 1.5, and 2 mm, forming and the geometrical dimensions of the spring back of the sheets have been verified. The results showed that the experimental spring back in the finite element simulation is consistent with the test, and also by reducing the thickness, spring back increases, which is affected by perfect elastic zone and surface plastic strain and membrane and bending stress.

کلیدواژه‌ها English

Spring Back
Bending
Stainless Steel 316
Carbon Steel ST37
Elastic Strain
Sheet Thickness
1- Li X, Yang Y, Wang Y, Bao J, Li S. Effect of the material-hardening mode on the springback simulation accuracy of V-free bending. Journal of Materials Processing Technology. 2002 Apr 30;123(2):209-11.
2- Papeleux L, Ponthot JP. Finite element simulation of springback in sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology. 2002 Sep 9;125:785-91.
3- شفیعی علویجه م, ترابیان ح, امیرآبادی ح. بدست آوردن روابطی برای پیش بینی مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره در خمکاری U شکل ورق هایی از جنس فولاد دو فازی DP600 %J نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر. 2016;47(2):35-44.
4- Liu G, Lin Z, Xu W, Bao Y. Variable blankholder force in U-shaped part forming for eliminating springback error. Journal of Materials Processing Technology. 2002 Jan 15;120(1-3):259-64.
5- Chen P, Koc M. Simulation of springback variation in forming of advanced high strength steels. Journal of Materials Processing Technology. 2007 Jul 23;190(1-3):189-98.
6- Cui X, Du Z, Xiao A, Yan Z, Qiu D, Yu H, Chen B. Electromagnetic partitioning forming and springback control in the fabrication of curved parts. Journal of Materials Processing Technology. 2021 Feb 1;288:116889.
7- Geng L, Wagoner RH. Role of plastic anisotropy and its evolution on springback. International Journal of Mechanical Sciences. 2002 Jan 1;44(1):123-48
8- Chongthairungruang B, Uthaisangsuk V, Suranuntchai S, Jirathearanat S. Springback prediction in sheet metal forming of high strength steels. Materials & Design. 2013 Sep 1;50:253-66.
9- Kim HS, Koç M. Numerical investigations on springback characteristics of aluminum sheet metal alloys in warm forming conditions. Journal of materials processing technology. 2008 Aug 11;204(1-3):370-83.
10- Asnafi N. On springback of double-curved autobody panels. International Journal of Mechanical Sciences. 2001 Jan 1;43(1):5-37.
11- Gau JT, Kinzel GL. An experimental investigation of the influence of the Bauschinger effect on springback predictions. Journal of Materials Processing Technology. 2001 Jan 17;108(3):369-75.
12- Guo X, Xu H, Zeng Q, Pet T. Springback characteristics of arched aluminum alloy gusset plate after stamping forming. Thin-Walled Structures. 2021 Feb 1;159:107294.
13- Konzack S, Radonjic R, Liewald M, Altan T. Prediction and reduction of springback in 3D hat shape forming of AHSS. Procedia Manufacturing. 2018 Jan 1;15:660-7.
14- Li B, McClelland Z, Horstemeyer SJ, Aslam I, Wang PT, Horstemeyer MF. Time dependent springback of a magnesium alloy. Materials & Design. 2015 Feb 5;66:575-80.
15- Gupta MS, Reddy DR. Design and analysis of aircraft sheet metal for spring back effect. Materials Today: Proceedings. 2017 Jan 1;4(8):8287-95.
16- Panthi SK, Ramakrishnan N, Ahmed M, Singh SS, Goel MD. Finite element analysis of sheet metal bending process to predict the springback. Materials & Design. 2010 Feb 1;31(2):657-62.
17- Zhang D, Cui Z, Ruan X, Li Y. An analytical model for predicting springback and side wall curl of sheet after U-bending. Computational Materials Science. 2007 Feb 1;38(4):707-15.
18- Sharad G, Nandedkar VM. Springback in sheet metal u bending-Fea and neural network approach. Procedia materials science. 2014 Jan 1;6:835-9.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 23، شماره 12
آذر 1402
صفحه 651-659