مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی شکل پذیری هرم ناقص آلومینیومی در فرآیند شکل دهی تدریجی تک مرحله ای و دو مرحله ای

نویسندگان
1 مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
شکل دهی تدریجی برتری‌های متمایزی را نسبت به فرآیندهای متداول شکل‌دهی ورق فلزی، مانند هزینه پایین ابزار و سادگی فرآیند ارائه نموده است. با این حال این روش هنوز دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. از جمله این محدودیت‌ها، نازک شدگی شدید می باشد که تاثیر بسزایی درکارکرد محصول نهایی دارد. همچنین برخی از قطعات بدلیل دارا بودن زاویه دیواره زیاد نمی‌توانند توسط شکل دهی تدریجی تک مرحله‌ای تولید شوند. در این میان می‌توان از استراتژی‌های تغییر شکل چند‌مرحله‌ای استفاده کرد تا به زاویه دلخواه و در عین حال به توزیع ضخامت بهتر و حداکثر ضخامت کمینه رسید. در این تحقیق شکل دهی تدریجی دو مرحله‌ای یک هرم ناقص مربع القاعده با زاویه دیواره °70 از جنس آلومنیوم با هدف بهبود ضخامت کمینه بصورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفت. با ارائه استراتژی‌های تغییر شکل دو مرحله‌ای و بدست آوردن پارامترهای تعریف کننده آن توسط روش اجزای محدود، درصد نازک شدگی نسبت به شکل‌دهی تک مرحله‌ای مورد مقایسه قرار گرفت. در این تحقیق از آزمون تجربی برای اعتبار سنجی نتایج حاصل از تحلیل اجزای محدود استفاده شد. نتایج نشان داد که با استفاده از استراتژی تغییر شکل دو مرحله‌ای ارائه شده می‌توان ضخامت کمینه را به میزان دو برابر نسبت به حالت تک مرحله‌ای بهبود بخشید. با مقایسه توزیع ضخامت، توافق خوبی بین مدل سازی اجزای محدود و آزمون تجربی مشاهده شد. در انتها تاثیر استراتژی های تغییر شکل بر مسیر کرنش بدست آمده از مدل سازی عددی توسط نمودار حد شکل دهی شکست بررسی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study of formability of aluminum truncated pyramid in single-stage and two-stage incremental sheet forming

نویسندگان English

Amir Hossein Nikdooz 1
Mohammad Javad Mirnia 2
Hamid Baseri 3
2 Mechanical Engineering Department, Babol Noshirvani University of Technology
چکیده English

Incremental sheet forming has already provided distinct advantages, such as inexpensive tools and the simplicity of the process, over conventional sheet forming processes. However, the method still has some limitations. Among these limitations, severe thinning has significant effects on the performance of the final product. Also, some parts with high wall angles cannot be formed by single stage incremental forming. To overcome these restrictions, multistage incremental forming can be implemented to achieve the desired wall angle, better thickness distribution, and the lower thinning. In this study, a two-stage incremental forming of an aluminum truncated pyramid with a wall angle of 70° was studied experimentally and numerically in order to improve the achievable minimum thickness. By introducing two-stage forming strategies and achieving their defining parameters using finite element simulation, the sheet thinning was compared to the one in the single-stage forming. Experiments were used to validate the finite element analysis. The results revealed that using the two-stage forming strategy, the minimum thickness can be improved twice than the one in the single-stage forming. A good agreement was observed between the thickness distribution obtained by experiments and predicted by the finite element modeling. Finally, the effect of forming strategies on the strain paths was investigated through the finite element simulation and the experimental fracture forming limit diagram.

کلیدواژه‌ها English

Single point incremental forming
two-stage forming
truncated pyramid
finite element method
fracture forming limit diagram