مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مقایسه تأثیرسطوح تسلیم مختلف در پیش‌بینی نمودار حد شکل‌دهی آلیاژ Ti64 تیتانیوم

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان
2 استادیار دانشگاه اصفهان
چکیده
مدل‌سازی ریاضی مرحله‌ای مهم در طراحی و بهینه‌سازی ابزار و پارامترهای عملیات شکل‌دهی فلزات است. نمودار حد شکل‌دهی فلزات نیز به عنوان یک ابزار کارآمد در تولید بهینه قطعات به روش شکل‌دهی، مورد توجه محققان قرار گرفته است. با توجه به شکل‌پذیری اندک آلیاژهای تیتانیوم و کاربردهای فراوان این آلیاژها در صنایع پیشرفته نظیر هوا و فضا، مطالعه رفتار این آلیاژها در شکل‌دهی، اهمیت فراوانی پیدا کرده است. با توجه به هزینه‌های بالای روش‌های تجربی تعیین حد شکل‌دهی مخصوصاً در دماهای بالا، روش عددی، توجه محققان زیادی را جلب کرده است. روش عددی تحت تأثیر مدل‌سازی دقیق رفتار الاستیک-پلاستیک ماده است. در آلیاژ Ti-64 تیتانیوم، رفتار نامعمول مکانیکی از قبیل ناهمسانگردی پلاستیک و عدم تقارن کشش و فشار در جهت‌های مختلف مشاهده می‌شود. در این مقاله روش عددی مارشینیاک به همراه سطوح تسلیم کازاکا و هیل در محاسبه حد شکل‌دهی آلیاژ Ti64 به کار رفته است. ملاحظه می‌گردد که پیش‌بینی حد شکل‌دهی با استفاده از سطح تسلیم کازاکا به نتایج تجربی موجود نزدیک‌تر است. علت این موضوع، پیش‌بینی بهتر سطح تسلیم کازاکا از رفتار آلیاژ تیتانیوم از قبیل ناهمسانگردی در ضرایب لانکفورد و تنش‌های تسلیم است. پیش‌بینی سطوح تسلیم هیل و کازاکا از ضرایب لانکفورد و تنش‌های تسلیم مقایسه شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparison of the Effect of Different Yield loci to Prediction of Ti64 Titanium Alloy Forming Limit Diagram

نویسندگان English

Ali Akbar Allahdadian 1
Kourosh Hasanpour 2
چکیده English

Mathematical modeling is an important step in the design and optimization of process parameters for metal forming. Researchers have been concerned the metal forming limit diagram as an efficient tool to optimize the production of components using forming methods. Due to the low ductility of titanium alloys and wide applications of these alloys in advanced industries such as aerospace, researchers have focused on studying the forming behavior of these alloys. Due to the high cost of experimental methods, especially at high temperatures, numerical methods, has attracted the attention of many researchers. The accuracy of the numerical methods is affected by model of elastic-plastic material behavior. Unusual mechanical behavior of Ti-64 titanium alloys such as high in-plane anisotropy/asymmetry of yield stress and hardening response has been observed. In this paper, the Marciniak model with Cazacu and Hill yield criterions has been used for forming limit prediction. It is observed that the prediction of forming limit using the Cazacu criterion is closer to the experimental results. This is due to the better prediction of the behavior of the titanium alloy, specially Lankford and stress anisotropy coefficients by Cazacu criterion. Cazacu and Hill criterions prediction of Lankford coefficients and yield stresses have been compared.

کلیدواژه‌ها English

Forming Limit Diagram
Titanium alloy
Plastic anisotropy