فرزاد پشم‌فروش، مهدی کاظمی،
دوره ۱۹، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۸ )
چکیده
در فرآیندهای شکلدهی قطعات ورقی، یکی از مهمترین محدودیت‌ها، برگشت کشسان ورق بعد از برداشتن نیرو است که معمولاً منجر به پدیده بازگشت فنری میشود. در صورت کنترل‌نشدن این پارامتر، تولید محصولات دقیق امکان‌پذیر نخواهد بود. لذا هدف اصلی این تحقیق، کمینه‌کردن میزان بازگشت فنری همراه با جلوگیری از جوانه‌زنی ترک در فرآیند خمکاری یک‌طرفه ورق آلومینیومی A۱۰۵۰-H۱۴ است. بدین منظور، ابتدا فرآیند خمکاری ورق در نرمافزار المان محدود آباکوس شبیهسازی شد و تاثیر پارامترهای ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق و سرعت پایین‌آمدن سنبه بر میزان بازگشت کشسان ورق و همچنین بر میزان تنش فون میزز ایجادشده در ورق بررسی شد تا ضمن کمینه‌کردن میزان بازگشت فنری، از جوانه‌زنی ترک هم جلوگیری شود. در این راستا، از زبان برنامه‌نویسی پایتون استفاده شد. سپس با ترکیب الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک چندهدفه با روش المان محدود در نرمافزار مود فرانتیر، مقادیر بهینه پارامترهای ورودی محاسبه شد. شایان ذکر است که به‌منظور اعتبارسنجی نتایج، نتایج شبیهسازی این تحقیق با نتایج تجربی سایر محققان مورد مقایسه قرار گرفت که درصد خطای نسبی بین نتایج عددی و تجربی برابر با ۳/۱۴% بود.
مصطفی رجایی، سید جمال حسینی پور، حامد جمشیدی اول،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله تأثیر پارامترهای هندسی لوله و قالب بر رفتار تغییرشکل لوله پله‌ای در فرآیند شکل‌دهی‌داغ با گاز (HMGF) لوله از جنس آلیاژ آلومینیم ۶۰۶۳ مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از آزمایش‌های تجربی و شبیهسازی اجزای محدود به کمک نرم افزاز آباکوس استفاده گردید. بررسی‌ها در نسبت قطر قالب به قطر لوله (D/d) و نسبت ضخامت به قطر لوله (t/d) متفاوت صورت گرفته است. همچنین یک مدل تئوری ساده برای ارتباط بین پارامترهای هندسی مذکور با پارامترهای فرایندی فشار داخلی و تغذیه محوری ارائه شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که در شرایط فشار داخلی و تغذیه محوری ثابت با افزایش نسبت D/d و t/d درصد پرشدگی قالب کاهش مییابد. همچنین در نسبت D/d ثابت، با افزایش نسبت t/d تا حدود ۰.۰۵ کاهش درصد پرشدگی قالب بصورت تدریجی است، اما با افزایش نسبت t/d به ۰.۰۶ کاهش درصد پرشدگی قالب بشدت رخ می‌دهد. با استفاده از شبیهسازی مقادیر فشار داخلی و تغذیه محوری متناسب با نسبت‌های D/d و t/d مختلف، تغییر داده شد. نتایج حاصل نشان داد که مطابق با پیشبینی مدل تئوری، مقدار فشار داخلی نسبی و تغذیه محوری نسبی باید بطور خطی به ترتیب با افزایش نسبت t/d و نسبت انبساط (D/d-۱) افزایش یابند، تا نمونه‌هایی با درصد پرشدگی یکسان بدست آید.
حسین فرجی، خلیل خلیلی، امیر اشرفی،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این تحقیق، استفاده از قید مکانیکی داخلی به‌منظور مهار عیب چروکیدگی در فرآیند هیدروفرمینگ اتصال Tشکل و توسعه پنجره فرآیند آن ارائه شده است. مطالعه به‌صورت شبیهسازی اجزای محدود و انجام آزمایش‌های تجربی صورت پذیرفت. در آزمایش‌های انجام‌شده در محدوده چروکیدگی، استفاده از قید مکانیکی داخلی برای حالت‌های مختلف به‌صورت ۱۰۰% از ایجاد چروکیدگی جلوگیری به عمل آورده است و اتصال Tشکل به‌صورت کاملاً سالم به دست آمده، به‌گونه‌ای که چروکیدگی‌هایی با طول‌های بلندی مانند ۵/۶۹ و ۱/۶۷میلیمتر را نیز مهار نموده است. همچنین در حالت فشار داخلی ۱۳مگاپاسکال و جابه‌جایی ۳۳میلیمتر، با وجود مقدار بالای جابه‌جایی محوری و مقدار پایین فشار داخلی، قید مکانیکی سبب کاهش ۰۶/۸۵% از طول چروکیدگی شده است و مقدار طول چروکیدگی از ۳/۷۴ به ۱/۱۱میلیمتر کاهش یافته است. برای بررسی شرایط فرآیند هیدروفرمینگ، در دو حالت با وجود قید مکانیکی و بدون استفاده از قید مکانیکی آزمایشها و شبیهسازی اجزای محدود مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برای بررسی درستی نتایج شبیه‌سازی‌ها، آزمایش‌های تجربی مطابق با آنها انجام شد. با مقایسه نتایج بهدستآمده از مطالعه تجربی و شبیه‌سازی‌ها، تطابق مناسبی میان آنها دیده شد. نتایج بهدستآمده نشان‌دهنده این بود که استفاده از قید مکانیکی داخلی سبب مهار چروکیدگی در قطعه میشود. بنابراین می‌توان برای تولید قطعه بدون عیب و همچنین توسعه پنجره فرآیند هیدروفرمینگ از آن بهره برد.
احمد امین زاده، امیر صفری، علی پرویزی،
دوره ۱۹، شماره ۹ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
به‌علت توسعه استفاده از ورق‌های ترکیبی در صنعت حمل‌ونقل، درک رفتار شکلپذیری آنها برای تولید محصولاتی باکیفیت بالا در فرآیندهای شکلدهی به‌ویژه کشش عمیق، اهمیت بالایی پیدا کرده است. با توجه به استحکام متفاوت مواد پایه و وجود منطقه جوش، شکلپذیری ورق‌های ترکیبی غالباً کمتر از فلزات پایه است. مقایسه جابه‌جایی خط جوش و عمق کشش ورق-های ترکیبی تولید شده با دو روش جوشکاری لیزر و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، از جمله اهداف این پژوهش است. به‌علت ایجاد منطقه محدودتر متاثر از حرارت و سوراخ کلیدی مناسب، جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری برای تولید این ورق‌ها در اولویت است. پارامترهای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به دلیل تاثیر زیاد بر تغییرات پیچیده ناحیه پلاستیک و متاثرشدن الگوی سیلان ماده و توزیع دما در ورق‌های ترکیبی، بسیار با اهمیت هستند. در این مقاله، با طراحی آزمایش¬های تجربی، تاثیر نیروی ورق‌گیر و سرعت خطی جوشکاری بر عمق کشش و جابه‌جایی خط جوش ورق‌های ترکیبی بررسی شده است. همچنین سختی ناحیه جوش حاصل از این فرآیندها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت خطی جوشکاری لیزر، میزان عمق کشش و جابه‌جایی خط جوش افزایش یافته است. با افزایش سرعت خطی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نیز میزان جابه‌جایی خط جوش و عمق کشش افزایش یافته است. همچنین سختی ناحیه جوش لیزر بیشتر از سختی ناحیه مربوط به جوش اصطکاکی است.
روح اله پناهی لیاولی، محمد بخشی جویباری، حمید گرجی، محمد جواد میرنیا،
دوره ۱۹، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۳۹۸ )
چکیده
شکلدهی تدریجی نوعی از روشهای نمونه‌سازی سریع به شمار میآید و از انعطاف پذیری و صرفه اقتصادی بالایی در حجم تولید کم برخوردار است. با این وجود، کمبود دانش فنی، استفاده از این روش را در صنعت دچار چالش نموده است. از جمله مواردی که میتواند کمک شایانی در بکارگیری عملی این فرآیند بنماید، پنجره فرآیندی مناسب میباشد؛ پنجره‌ای که به کمک آن بتوان حداکثر عمق پارگی ورق را با توجه به جنس، ضخامت و زاویه جداره شکلدهی، تعیین کرد. در این پژوهش، ابتدا شکلپذیری ورق فولادی کم کربن از جنس St۱۲ با ضخامتهای۱.۲۵ و ۱.۵۰ میلیمتر در فرآیند شکلدهی تدریجی تک نقطه‌ای یک هرم ناقص با زوایای جداره ثابت مختلف به روش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، شکلپذیری هرم ناقص با زاویه جداره متغیر، تحت دو هندسه جداره متفاوت مطالعه شده است. بر اساس نتایج تجربی، پنجرههای فرآیندی بر حسب بیشترین عمق قابل شکلدهی و زاویه جداره ارائه میشود و تحت شرایط متفاوت با یکدیگر مقایسه میگردند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده است که زاویه جداره بحرانی برای ورق St۱۲ در شکلدهی هرم با زاویه جداره ثابت، متفاوت از هرم با زاویه جداره متغیر میباشد و به ابعاد قاعده هرم و ضخامتهای مورد بررسی بستگی ندارد. زاویه جداره بحرانی برای هرم با زاویه ثابت و متغیر به ترتیب برابر با و بدست آمد. به علاوه، برای هرم با زاویه جداره ثابت، توزیع ضخامت تقریبا ثابت، در حالی که برای هرم با زاویه جداره متغیر، توزیع ضخامت در طول مسیر تغییر می‌نماید.
سعید حاجی احمدی، مجید الیاسی، محسن شاکری،
دوره ۱۹، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش، به منظور کاهش هزینه تولید در فرآیند کشش عمیق فنجان‌های مربعی در مقیاس بزرگ، یک مدل بدون بعد براساس پارامترهای هندسی برای این فرآیند توسعه داده شد. در تحقیق پیش رو، پارامترهای هندسی در فرآیند کشش عمیق فنجان مربعی در حالت بدون بعد به وسیله روش تحلیل ابعادی پی- باکینگهام (Π-Buckingham) در دو حالت ورق دایره‌ای و ورق مربعی بررسی شد و سپس یک سری از نسبت‌های بدون بعد یافت شد. به منظور یافتن بهترین گروه بی‌بعد از پارامترهای هندسی، سه مقیاس از فنجان‌ها به‌صورت عددی توسط نرمافزار تجاری اجزا محدود ارزیابی شد که در ادامه به‌وسیله آزمایش تجربی صحت‌سنجی شدند. پس از تحلیل همه پارامترهای هندسی تاثیرگذار، مناسب‌ترین معادله بی‌بعد به دست آمد. ورق فولادی ۱۲st در ضخامتهای مختلف که برای صحت‌سنجی تجربی در دمای محیط انجام شد، مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، نتایج و پارامتر هدف در حالت‌های شبیهسازی، آزمایش‌های تجربی و مدل بی‌بعد بهدستآمده براساس تئوری پی- باکینگهام، مقایسه شدند. با مقایسه نتایج در هر دو حالت ورق دایره‌ای و مربعی، می‌توان نتیجه گرفت که با استفاده از مدل‌های بی‌بعد پیشنهادی، مشخصات هندسی نمونه مقیاس اصلی میتواند به وسیله یک نمونه در ابعاد کوچکتر، پیشبینی شود. مقایسه نتایج مدل‌های بی‌بعد و آزمایش‌های تجربی، نشان دهنده دقت بالای مدل‌های پیشنهادی در پیشبینی نیروی کشش و پارامترهای هندسی در فرآیند کشش عمیق فنجان مربعی است.
سیدعلی حسینی‌مرادی، بهزاد بینش، محمدرضا یزدان‌پناه،
دوره ۱۹، شماره ۱۱ - ( ۸-۱۳۹۸ )
چکیده
در این تحقیق فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود به‌عنوان یکی از روشهای تغییر شکل پلاستیک شدید برای ایجاد ساختار فوق‌ریزدانه در ورق فولاد عاری از عناصر بین‌نشین مورد مطالعه قرار گرفت. فرآیند مذکور به‌طور موفقیت‌آمیز به تعداد حداکثر چهار پاس روی نمونهها اعمال شد و تأثیر تعداد پاس‌ها روی خواص مکانیکی و ریزساختار ورق‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نمونه‌های تغییر شکل یافته بیانگر این واقعیت هستند که پرسکاری شیاری نیمه محدود به‌طور مؤثری میتواند اندازه دانه‌ها/کریستالیت‌ها را کاهش دهد به‌نحوی‌که از حدود ۴۱میکرومتر در حالت آنیل به ۲۳۲نانومتر بعد از چهار پاس پرسکاری می‌رسد. همچنین نتایج به دست آمده نشان دادند که با اعمال فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود، استحکام و سختی نمونهها به میزان قابل‌توجهی افزایش مییابد. بیشترین مقادیر استحکام تسلیم و کششی در نمونه دو پاس پرسکاری شیاری نیمه محدود مشاهده شد که به ترتیب در حدود ۹۰% و ۷۵% افزایش در مقایسه با نمونه اولیه را نشان می‌دهند. حداکثر مقدار سختی ۱۶۵ویکرز برای نمونه سه پاس پرسکاری شیاری نیمه محدود شده به دست آمد که در حدود ۶۸% افزایش نسبت به نمونه آنیل شده را نشان می‌دهد. با توجه به نتایج سختی‌سنجی، با افزایش تعداد پاس‌های فرآیند میزان یکنواختی تغییر شکل افزایش پیدا کرد. روش المان محدود به منظور شبیهسازی فرآیند پرسکاری شیاری نیمه محدود استفاده شد و توزیع کرنش برای نمونه‌های تغییر شکل به دست آمد. نتایج شبیهسازی المان محدود مطابقت نسبتاً خوبی با نتایج محاسبات تحلیلی نشان داد.
علی صنعتیان، امین ثقفی، حبیب‌اله رستگاری‌کوپایی،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
فرآیند کشش عمیق از مهمترین فرآیندهای شکلدهی ورق است که به‌طور وسیعی در تغییر شکل ورق‌های فلزی به‌منظور تولید قطعاتی با هندسه پیچیده کاربرد دارد. پژوهش‌های مختلفی بر روی برخی فولادها با قابلیت شکلپذیری مناسب مانند فولادهای کم‌کربن و فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی انجام شده است. از بین انواع فولادهای ساده کربنی، فولادهای پرکربن یوتکتویدی به‌دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردشان از جمله ساختار کاملاً پرلیتی بدون حضور فازهای پرویوتکتویدی و همچنین نانوسایزبودن لایه‌های سمنتیت، قابلیت تحمل تغییر شکل سرد و گرم بدون تشکیل عیوب ریزساختاری را دارند. تاکنون در زمینه کشش عمیق این فولادها تحقیقات جامعی انجام نشده است. در این پژوهش، به‌منظور بررسی رفتار شکلپذیری این دسته از فولادها، فرآیند کشش عمیق گرم بر ورق‌های فولاد CK۷۵ در دماهای کمتر و نزدیک به دمای استحاله یوتکتویدی به‌صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بهدستآمده بیانگر توزیع یکنواخت ضخامت و همچنین نازکشدگی کمتر برای نمونه‌های تغییرشکل‌داده‌شده در دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد (دمای بسیار نزدیک به دمای استحاله یوتکتویدی) است. همچنین، حداکثر ناپایداری در دمای ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد اتفاق افتاده است. در دماهای بالاتر از دمای استحاله یوتکتویدی، به‌دلیل عدم تشکیل ساختار کاملاً آستنیتی و توزیع غیریکنواخت رسوبات کاربیدی، کاهش کارپذیری و پارگی نمونهها حین کشش عمیق به‌وقوع پیوسته است.
علی عبدالهی‌طاهری، سعید گلابی،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
در سال‌های اخیر، کاربردهای صنعتی ورق‌های کامپوزیتی به‌دلیل خواص فوق‌العاده متفاوت مانند استحکام بالا، چگالی کم و مقاومت به خوردگی خوب در مقایسه با ورق‌های تک‌لایه به‌طور فزاینده‌ای گسترش یافته است. به همین دلیل در این مقاله فلنج‌کاری ورق سوراخ‌دار کامپوزیتی بررسی شده است. در پژوهش حاضر، پارامترهای موثر بر شکلدهی ورق سوراخ‌دار دولایه جوش انفجاری آلومینیوم- مس مورد بررسی تجربی و عددی قرار گرفته‌اند. همچنین به‌منظور اعتبارسنجی شبیهسازی عددی فرآیند شکلدهی از نتایج تجربی کمک گرفته شده است. در ابتدا به‌منظور درک ماهیت یقه‌دهی ورق سوراخ‌دار، تاثیر قطر سوراخ و ترتیب چینش لایهها بر دقت ابعادی، توزیع ضخامت و نیرو مورد بررسی قرار گرفتند و سپس تاثیر فلنج‌کاری و یقه‌دهی با استفاده از دو روش با هم مقایسه شدند. نتایج حاصل نشان می‌دهند که با کاهش قطر سوراخ اولیه ورق، نیرو بیشینه عمودی متوسط به میزان ۹% افزایش مییابد و همچنین کمینه ضخامت کاهش و موقعیتش به سمت مرکز ورق متمایل میشود. چینش آلومینیوم- مس نیز به‌دلیل خاصیت محافظتی لایه مس در حالت کششی، ۷% کاهش نیروی متوسط و ۴% افزایش کمینه ضخامت، نسبت به مس- آلومینیوم را تجربه میکند. همچنین روش چندمرحله‌ای به‌دلیل جریان مواد بهتر نسبت به روش تک‌مرحله‌ای افزایش ۶درصدی کمینه ضخامت را ایجاد میکند.
میلاد شبان‌پور، علیرضا فلاحی‌آرزودار،
دوره ۲۰، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۹ )
چکیده
استفاده از ورق‌های دولایه به‌منظور بهبود خواص مکانیکی نظیر شکلپذیری، استحکام و بهبود خواص شیمیایی نظیر مقاومت در برابر خوردگی، باعث افزایش روزافزون این نوع مواد در صنعت شده است. در این پژوهش شکلپذیری ورق دولایه آلومینیوم- مس در نرخ کرنش بالا به‌کمک روش شکلدهی الکترومغناطیس بررسی میشود. شبیهسازی شکلدهی الکترومغناطیس ورق دولایه در نرخ کرنش بالا به‌کمک نرمافزار ماکسول و آباکوس انجام شد. با ساخت سیم‌پیچ و قالب و استفاده از ورق با هندسه‌های متفاوت و شبکه‌بندی ورق، نمودار حد شکلدهی در حالت تجربی نیز استخراج شد. نتایج شبیهسازی نشان داد که فشار الکترومغناطیس وارد بر ورق در چینش CA ۱۹% از چینش AC بزرگ‌تر است. با استفاده از معیار مشتق دوم کرنش، نمودار حد شکلدهی ورق دولایه آلومینیوم- مس استخراج شد. سطح نمودار حد شکلدهی ورق دولایه آلومینیوم- مس با ضخامت اولیه ۵/۰میلیمتر در چینش AC نسبت به CA حدود ۳۰% بالاتر است. دلیل این بهبود این است که در چینش AC ورق با شکلپذیری بیشتر (مس) در لایه خارجی است و در مقابل تنش کششی وارده، مقاومت بیشتری در برابر گلویی‌شدن دارد. لایه بیرونی با شکلپذیری بهتر میتواند باعث بهبود شکلپذیری ورق دولایه شود. سطح نمودار حد شکلدهی ورق دولایه آلومینیوم- مس در نرخ کرنش بالا نسبت به حالت استاتیک در سمت راست حدود ۱۲۰ و در سمت چپ حدود ۵۰٪ بهبود داشته است. نتایج تجربی برای نمودار حد شکلدهی با نتایج شبیهسازی حدود ۶% اختلاف دارد.
مهدی خلیلی، محمد بخشی‌جویباری، حمید گرجی،
دوره ۲۰، شماره ۱۰ - ( ۷-۱۳۹۹ )
چکیده
نتایج پژوهش‌های ﺻﻮرتﮔﺮﻓﺘﻪ از سوی محققان ﻧﺸﺎن داده است ﮐﻪ اﻋﻤﺎل ﺟﺮیﺎن اﻟﮑﺘﺮیﮑﯽ ﺑﻪ ﻓﻠﺰ در ﺣﯿﻦ تغییر شکل ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ منجر ﺑﻪ کاهش نیروی مورد نیاز تغییر شکل و نیز ﺑﻬﺒﻮد ﺷﮑﻞﭘﺬیﺮی ﻣﺎده شود. این روش، موسوم به شکلدهی به‌کمک الکتریسیته است و در فرآیندهای مختلف شکلدهی استفاده میشود. در ایﻦ مقاله، ﺷﮑﻞدﻫﯽ ﻗﻄﻌﺎت مربعی ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از فرآیند ﮐﺸﺶ ﻋﻤﯿﻖ به‌کمک الکتریسیته ﺑﻪﺻﻮرت ﺗﺠﺮﺑﯽ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻗﺮار ﮔﺮفت و تأثیر ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻓﺮآیﻨﺪی شامل مقدار ﺟﺮیﺎن، فرکانس ﭘﺎﻟﺲ و شکل موج پالس (سینوسی و مربعی) ﺑﺮ نیروی شکلدهی، ﺗﻮزیﻊ ﺿﺨﺎﻣﺖ و عمق کشش بررسی شده است. در این راستا، پس از طراحی و ساخت قالب و شکلدهی قطعه مربعی، نتایج بهدستآمده از آزمایشها با نتایج آزمایشگاهی فرآیند کشش عمیق سنتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داده است که افزایش مقدار جریان، منجر به کاهش حداکثر مقدار نازکشدگی و نیرو در فرآیند کشش عمیق قطعات شکل‌داده‌شده میشود. به‌علاوه، مشخص شد که در فرکانس بیشتر، نیروی شکلدهی کاهش قابل توجهی یافته و توزیع ضخامت یکنواخت‌تر میشود. از مقایسه دو شکل موج نیز مشاهده شد که شکل موج سینوسی اثر نسبتاً بیشتری بر کاهش نیرو و مقدار نازکشدگی و اثر قابل ملاحظه‌ای بر عمق کشش دارد.
ابوالفضل رجبلو، محمد بخشی جویباری، حمید گرجی،
دوره ۲۱، شماره ۵ - ( ۲-۱۴۰۰ )
چکیده
در شکلدهی قطعات مخروطی بهروش سنبه و ماتریس سنتی، به دلیل به وجود آمدن تمرکز تنش در محل برخورد سنبه و قطعه‌کار، نازکشدگی و پارگی در ورق رخ می‌افتد. همچنین در جایی که تماسی بین سنبه و ورق وجود ندارد، احتمال زیادی در بهوجود آمدن چروکیدگی نیز وجود دارد. از اینرو، برای شکلدهی این دسته از قطعات، همواره روشهای نو مورد بررسی قرارگرفته‌اند. شکلدهی الکترومغناطیسی (Electromagnetic Forming)، ازجمله روشهای نسبتاً قدیمی شکلدهی سرعت-بالا است که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در پژوهش پیش رو، فرآیند شکلدهی پیش‌فرم قطعات مخروطی آلومینیومی به کمک نیروی الکترومغناطیسی به دو روش المان محدود و آزمون تجربی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. ابتدا شکلدهی تجربی توسط سیم‌پیچ حلزونی ساده موردبررسی قرار گرفت و پس از تأیید اعتبار شبیه‌سازی‌ها، تحلیل اثر چگالی نیرو در راستای شعاعی و محوری در نقاط مختلف ورق انجام شد. با استفاده از نتایج بهدستآمده، سیم‌پیچ جدیدی طراحی و ساخته شد که توانایی توزیع مناسب نیرو در راستای شعاعی و محوری را دارد. کاهش توان مصرفی تا یک‌چهارم، افزایش مقدار نیروی شعاعی رو به داخل و ارتفاع پیش‌فرم مخروط شکل‌گرفته تا ۲ برابر، به حداقل رساندن نیروی اصطکاک، کاهش نازکشدگی مرکز قطعه‌کار به مقدار ۳ درصد (ضمن افزایش ارتفاع ۲ برابری) و ازبین‌رفتن چروک‌خوردگی در ناحیه فلنج ورق از مزایای استفاده از سیم‌پیچ جدید نسبت به سیم‌پیچ اولیه است.
سیدامیر احمدیان، معین طاهری، مهدی مدبری فر، علی جباری،
دوره ۲۱، شماره ۷ - ( ۴-۱۴۰۰ )
چکیده
کشش عمیق، یکی از فرآیندهای شکلدهی ورق محسوب میشود، که در آن یک ورق فلزی با عملیات مکانیکی، به شکل مطلوب می‌رسد. یکی از مهمترین مسائل در کشش عمیق، طراحی بهینهی بلانک اولیه است که از نظر اقتصادی بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله هدف اصلی، طراحی بلانک اولیهی بهینه (با حداقل دور ریز وکم‌ترین عیوب)، برای کشش عمیق قطعات با مقطع مستطیلی میباشد. برای این هدف، در این پژوهش، یک برنامه به زبان ویژوآل‌بیسیک در نرمافزار سالیدورک نوشته شده است، که یک قطعهی مستطیل‌شکل و متغیرهای سرعت پرس، عمق کشش را به عنوان ورودی گرفته و بلانک بهینه را طراحی میکند. همچنین در این برنامه، بلانکهایی با کانتور مستطیل، دایره، هشتضلعی و لوزی به دست آمدهاست؛ به طوری که بر کانتور اولیه مماس باشند. همچنین یک برنامهی مجزا جهت نمایش کانتور بلانکها در زمانهای مختلف نیز نوشته شده‌است. برنامهی طراحی بلانک به دست آمده در این پژوهش، این ویژگی منحصر به فرد را دارا میباشد که برای هر نوع قطعهی مستطیل شکل و با هر ابعاد دلخواهی، با توجه به ابعاد قطعه و عمق کشش، قابلیت طراحی بلانک بهینه را خواهد داشت. برای اطمینان از صحت برنامهی نوشتهشده به زبان ویژوآل بیسیک، نتایج حاصل از برنامه، با انجام کارهای تجربی، مقایسه و صحت‌سنجی شدهاند. نتایج تجربی اثبات میکنند که بلانکهای بهدستآمده توسط برنامه، از دقت قابل قبولی برخوردار می‌باشند. در قطعات تولیدی تجربی، همچنین کاهش عیوب مانند گوشواره‌ای شدن و چروکیدگی در قطعات تولید شده با بلانک بهینه مشاهده شده است.
مرتضی محبی، ولی اله پناهی زاده، محمد حسین پور،
دوره ۲۱، شماره ۷ - ( ۴-۱۴۰۰ )
چکیده
راپچردیسک یا دیسک انفجاری کامپوزیت در زمان ساخت کارسخت میشود و در زمان استفاده در فشاری متناسب با کارسختی ایجاد شده میترکد و فشار را آزاد میکند. کارسختی و تغییر مسیر کرنش باعث میشود تا کرنش شکست تغییر کند؛ بنابراین در نظر گرفتن کارسختی ایجاد شده و چگونگی توزیع آن در زمان تولید برای پیشبینی رفتار و شبیهسازی محصولات ضروری است. در این حالت ورق در زمان شکلدهی و بعد از ایجاد شیار در زمان رسیدن به فشار پارگی مسیر کرنش غیرخطی را طی میکند. در این مقاله با استفاده از نرمافزار اجزا محدود آباکوس و با در نظر گرفتن میزان کرنش سختی ایجاد شده در زمان شکلدهی ورق قبل از ایجاد شیار، فشار پارگی راپچردیسک کامپوزیتی پیشبینی میشود. معیار فشار پارگی، ماکزیمم کرنش پلاستیک قابل‌تحمل تغییر کرده در اثر کارسختی یا مسیر کرنش غیرخطی در نظر گرفته شده است. پیش‌بینی‌های فشار پارگی با آزمایش‌های تجربی مقایسه و اعتبارسنجی شد. در این مقاله اثر الگوی شیارها با استفاده از شبیهسازی و آزمایش‌های تجربی بررسی شدند. در آزمایش‌های این مقاله فشار پارگی با ایجاد شیار بعد از شکلدهی بیشتر از ۸۰% کاهش مییابد و شبیهسازی با این روش با خطای حدود ۳% این کاهش فشار را پیشبینی میکند.
حسن بادپروا، حسن مسلمی نائینی، محمدمهدی کسائی، یعقوب دادگر اصل، بهنام عباس زاده،
دوره ۲۲، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۴۰۰ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و نتایج آزمایش های تجربی، تغییرات طول تغییرشکل و کرنش طولی در شکل دهی غلتکی انعطاف پذیر مورد بررسی قرار می گیرد و ارتباط بین آنها مشخص می گردد. شکل دهی غلتکی انعطاف پذیر، یک فرایند ساخت نوین برای تولید پروفیل های با سطح مقطع متغیر است. یکی از پارامترهای مهم این فرایند، فاصله نقطه ی شروع تغییرشکل پیش از ایستگاه شکل دهی تا مقطع مرکزی غلتک ها در آن ایستگاه است که به آن طول تغییرشکل گفته می شود. این پارامتر در تعیین فاصله بین ایستگاه های شکل دهی و رفتار تغییرشکل ورق نقش اساسی دارد. همچنین اثر قطر غلتک و خواص مکانیکی ورق بر طول تغییرشکل مشخص می گردد. نتایج نشان داد بیشینه طول تغییرشکل به هنگام شکل دهی بخش کششی پروفیل کانالی با سطح مقطع متغیر روی می دهد که علت آن کشش مضاعفی است که به علت هندسه مقعر بال در این بخش به لبه آن اعمال می شود. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش قطر غلتک و تنش تسلیم، طول تغییرشکل در هر چهار بخش باریک، کششی، فشاری و عریض پروفیل کانالی با سطح مقطع متغیر افرایش می یابد در حالی که با افزایش ضخامت ورق، طول تغییرشکل در این بخشها کاهش می یابد.
ارمیا غلامزاده، ولی اله پناهی زاده، محمد حسین پور، مرتضی علیزاد کامران،
دوره ۲۲، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۴۰۰ )
چکیده
نمودار‌های حد شکلپذیری در پیشبینی رفتار ورق از اهمیت بالایی برخوردار است لذا، پیشبینی و ترسیم این نمودار‌ها به روش تئوری و تجربی یکی از اصلی‌ترین اهداف مقاله حاضر بوده است. در این مقاله رفتار شکلپذیری ورق آلومینیوم ۵۰۸۳، با درنظر گرفتن رفتار کرنش-سختی برای ورق مورد بررسی قرار گرفت. جهت به‌دست آوردن و کالیبره نمودن ضرایب معیار تسلیم پیشرفته‌ی BBC۲۰۰۸
، آزمون کشش در ۷ راستا با زوایای ۰، ۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵ و ۹۰ درجه نسبت به جهت نورد انجام شد. تنش‌های تسلیم در حالت کرنش صفحه‌ای محاسبه و ضرایب ناهمسانگردی استخراج شده و تابع خطای مناسب تعریف گردید؛ سپس روابط مربوط به محاسبه تنش تسلیم کرنش صفحه‌ای به تابع خطا افزوده شد. تابع خطا با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه‌سازی شد و با استفاده از ضرایب معیار تسلیم به‌دست آمده، کرنش‌های حدی محاسبه گردید.
نتایج نشان دادند که با افزایش ۱/۰ توان کرنش سختی، کرنش‌های حدی بین ۳۰ تا ۴۰ درصد افزایش می‌یابند. همچنین نتایج نشان دادند که ضریب
ناهمگنی اولیه (
)
در تعیین نمودار حد شکلدهی تأثیر زیادی دارد و با تغییر بسیار جزی، تأثیر به سزایی در نمودار حد شکلدهی می‌گذارد؛ به‌گونه‌ای که با افزایش این ضریب در حدود ۰۱۶/۰ مقادیر کرنش‌های حدی تقریباً دو برابر میشوند. با استفاده از نتایج این مقاله، می‌توان با داشتن خواص ورق ازجمله استحکام‌های تسلیم و ضرایب ناهمسانگردی و انتخاب مناسب معیار تسلیم، منحنی حد شکلپذیری ورق‌های مختلف را به‌صورت تئوری با دقت قابل قبولی تعیین کرد.
حامد دیلمی عضدی، سعید رضایی، حسن بادپروا، علی زین العابدین بیگی،
دوره ۲۲، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۴۰۰ )
چکیده
شکلدهی نموی ورق، فرایند انعطافپذیری است که در آن ورق فلزی به تدریج با حرکت ابزار در فضای آزاد شکل می گیرد. با توجه به این که ورق به صورت موضعی شکلدهی می شود و نیروها متمرکز بر منطقه تماس ابزار با ورق هستند، شکل پذیری ورق در این فرایند در مقایسه با سایر روش های معمول شکلدهی افزایش می یابد. در این مطالعه با شبیه سازی عددی فرایند شکلدهی نموی ورق دولایه AA۳۱۰۵-St۱۲ با استفاده از روش اجزای محدود، نیروی عمودی وارد بر ابزار شکلدهی و ضخامت نهایی لایهها در شرایط مختلف محاسبه شده است. اعتبار نتایج شبیه سازی با مقایسه آنها با نتایج حاصل از آزمایش های تجربی ارزیابی شده است. با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مدل هایی عددی برای تخمین نیروی عمودی وارد بر ابزار و ضخامت نهایی لایهها بر حسب متغیرهای ورودی فرایند بدست آورده شده است. بهینه سازی چند هدفه برای دستیابی به حداقل نیروی عمودی و حداقل کاهش ضخامت لایهها، بر مبنای مدل‌های بدست آمده و با کمک روش الگوریتم ژنتیک انجام شده است. در نتایج بدست آمده حالت های بهینه ضخامت کل ورق دولایه و نسبت ضخامت لایهها در حالت های مختلف تماس لایه آلومینیومی و یا لایه فولادی با ابزار شکلدهی تعیین شده است.
حمیدرضا قهرمان، محمد هنرپیشه، محمد باقر سرافرازی،
دوره ۲۲، شماره ۵ - ( ۲-۱۴۰۱ )
چکیده
یکی از روشهای شکلدهی لولهها، روش خمکاری کششی-دورانی است. امروزه خمکاری لولههای جدارنازک
با شعاع انحنای کم یک فرآیند تولیدی پرکاربرد در صنایع خودروسازی، نظامی و هوافضا به شمار میرود که برای خمکاری قطعات با استحکام بالا، استفاده میشود. در این مقاله ابتدا مدل‌های لازم برای انجام شبیهسازی فرایند خم لوله، ایجاد شد و در ادامه خصوصیات مکانیکی لازم برای فولاد ۳۰۴ و الاستومرها تعیین گردید. در ادامه به بررسی تجربی و عددی نیروی شکلدهی و تغییرات ضخامت دیوارهی لوله پرداخته شد. شبیهسازی فرآیند با استفاده از مندرلهای الاستومری پلییورتان و نیتریل با استفاده از نرمافزار المان محدود آباکوس بر روی فولاد ۳۰۴ انجام گرفت که با مقایسهی بین نتایج شبیهسازی و تجربی، انطباق خوبی بین نتایج مشاهده شد. همچنین اثرات پارامترهای فرآیند شامل جنس مندرل، قطر لوله و شعاع خم بر حداکثر نیروی شکلدهی توسط آنالیز فاکتوریال مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر نیروی شکلدهی برای هر دو نوع جنس مندرل برای لولههایی با قطر کم و شعاع انحنای بالا حاصل میگردد. همچنین، با افزایش ۳۰ درصدی شعاع خم برای لولههای با قطر کمتر، نیروهای خمکاری ۵ برابر میشوند. ضمناً، در قطر و شعاع خم برابر، نیروهای خمکاری در حالت استفاده از مندرل پلییورتان ۲۵ درصد بیشتر از مندرل نیتریل میباشد.
مرتضی شکیباسرشت، محمود ذبیح پور،
دوره ۲۲، شماره ۶ - ( ۳-۱۴۰۱ )
چکیده
پرس در کانال‌های هم مقطع زاویه دار (ECAP)
[۱] یکی از روشهای پالایش و ریزدانه نمودن مواد فلزی میباشد. در این تحقیق عملیات ایکپ به‌روی نمونه‌هایی از آلیاژ ۵۱۸۲، در ۱ تا ۴ پاس در دمای محیط انجام شده است. بعد از ایکپ، نمونهها برای بدست آوردن خواص مکانیکی مانند سختی سنجی، تست کشش و متالوگرافی آماده شده اند. نتایج حاصل از این آزمایشات نشان داد که خواص مکانیکی مواد ایکپ شده نسبت به حالت معمولی بهبود یافته است. با استفاده از میکروسکوپ روبشی[۲] مشاهده شد اندازه‌ی دانه به طور متوسط از ۱۳۱ میکرومتر در حالت اولیه به ۷۴۵ نانومتر بعد از فرآیند ایکپ بعد از پاس چهار کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از سختی سنجی نیز افزایش ۲۱۳ درصدی را نسبت به حالت معمولی نشان داد. افزایش تنش تسلیم نیز بعد از ۴ پاس در حدود ۳ برابر میباشد. در نهایت، رشد ترک این مواد تحت بارگذاری خستگی با ایجاد پیش ترک مناسب با حالت بدون ایکپ مقایسه شده‌است و مشاهده گردید که رشد ترک در مواد ایکپ شده سریع تر میباشد و سطح شکست در مقایسه با حالت معمولی هموارتر شده‌است. همچنین انحراف ترک از مسیر خود در مواد ریز ساختار نسبت به حالت معمولی کمتر میباشد. در انتها، با مقایسه نتایج آزمایشگاهی رشد ترک با نتایج حاصل از تحلیل عددی، صحت نتایج عددی اعتبارسنجی و تایید شده اند.
[۱] Equal Channel Angular Pressing
فاطمه تقی زاده رمی، مجید الیاسی،
دوره ۲۲، شماره ۶ - ( ۳-۱۴۰۱ )
چکیده
در این مقاله، خمکاری لولههای تیتانیومی با استفاده از ساچمههای فولادی در سایزهای mm۵/۰و mm۸۵/۰ و گرمکاری مقاومتی با روشهای تجربی و شبیهسازی بررسی شده است. برای انجام آزمایشها، لوله تیتانیوم گرید ۲ با قطر خارجی mm۴/۲۵ و ضخامت mm۵/۰ استفاده شده و برای جلوگیری از خروج ساچمه و اعمال فشار در دو انتهای لوله، درپوشهای مسدود کننده دو سر لوله، طراحی و استفاده شده است. جهت اعمال دما در خمکاری کششی دورانی لولهها، کابلهای جریان الکتریکی به دو طرف لوله متصل گردید و آزمایشهایی در دماهای محیط، ℃۱۰۰، ℃۲۰۰، ℃۳۰۰ و ℃۴۰۰ با نسبت خم ۸/۱ و زاویه خم °۹۰ انجام گردید. پس از انجام آزمایشها، اعوجاج سطح مقطع، چروک، پارگی و توزیع ضخامت لولههای خمکاری شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از این مقاله نشان داد که در صورت خمکاری در دمای محیط با ساچمه و بدون ساچمههای فلزی، لولهها قابل خمکاری نبودند. در فرآیند خمکاری با سرعت ثابت ۸/۰ رادیان بر ثانیه، با قرارگیری ساچمههای فلزی درون لوله و افزایش دما به دماهای ℃۱۰۰، ℃۲۰۰ و ℃۳۰۰ ضخیمشدگی در ناحیه داخلی خم ۸/۹% کاهش یافته و نازکشدگی در دیواره خارجی خم به میزان ۴/۸% افزایش مییابد. همچنین عیب پارگی در دمای ℃۴۰۰ با تغییر سرعت خمکاری از ۸/۰ به ۴/۰رادیان بر ثانیه برطرف شد. به دلیل افزایش فشار ناشی از ساچمههای فولادی در منطقه خم، اعوجاج سطح مقطع در لولهها به میزان ۴/۱۰% کاهش یافت. لولههایی که در دمای ℃۳۰۰ به همراه ساچمههای فولادی خم شدند دارای بهترین شرایط خم و کمترین میزان عیب بودند.
