---

در فرآیند هیدروفرمینگ اعمال همزمان فشار هیدرولیکی به سطح داخلی لوله و نیروی محوری به دو انتهای لوله، باعث تبدیل یک لوله به شکل قالب مورد نظر می‌شود. استفاده از شبیه‌سازی اجزاء محدود برای پیش‌بینی ابعاد هندسی قطعات تولیدی و پیش‌گیری از عیوب احتمالی متداول است. برای شبیه‌سازی اجزاء محدود خواص مکانیکی دقیق ماده لوله مورد نیاز است. بدست آوردن خواص مکانیکی ماده لوله از آزمایش‌های مشابه با فرآیند هیدروفرمینگ مطلوب می‌باشد. در این تحقیق آزمون بالج هیدرولیکی با استفاده از قالب T شکل برای بدست آوردن منحنی تنش-کرنش ماده لوله معرفی گردیده است. برای این منظور با استفاده از یک سیستم هیدروفرمینگ، آزمایشاتی بر روی لوله‌های مشابه از جنس آلیاژ مس C۱۲۲۰۰ انجام شده است. مقادیر پارامترهای هندسی مورد نیاز برای استفاده در روابط تحلیلی استخراج شده‌اند و منحنی تنش-کرنش رسم گردیده است. نتایج روش ارائه شده با نتایج آزمایش کشش مقایسه شده است. همچنین اثر ناهمسانگردی بر روی منحنی‌های تنش-کرنش بدست آمده از هر دو آزمون مورد بررسی قرار گرفته است. منحنی تنش-کرنش بدست آمده برای رسم منحنی حد شکل‌دهی استفاده شده است. خواص مکانیکی بدست آمده از آزمون بالج و منحنی حد شکل‌دهی، برای شبیه‌سازی ترکیدگی لوله و پیش‌بینی ابعاد هندسی قطعه نهایی در فرآیند هیدروفرمینگ سه‌راهی Tشکل بکار رفته است و با نتایج قطعه آزمایش هیدروفرمینگ مقایسه گشته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که قطعه هیدروفرمینگ شبیه‌سازی شده به کمک منحنی تنش-کرنش بدست آمده از روش ارائه شده، با دقت مناسبی به قطعه هیدروفرمینگ واقعی منطبق بوده است.

---

در این مقاله، اثر معیار‌های تسلیم پیشرفته BBC۲۰۰۳، Yld۲۰۰۴ و BBC۲۰۰۸با قانون سخت‌شوندگی سوئیفت بر اساس مدل‌های مارسینیاک-کوزینسکی، گلویی پخشی سوئیفت و گلویی موضعی هیل در محاسبه‌ی کرنش‌های حدی بررسی شده‌است. این مدل‌ها برای ارزیابی قابلیت پیش‌بینی شکل‌پذیری در ورق‌های فلزی اورتوتروپیک AA۲۰۹۰-T۳ و AA۶۱۱۱-T۴ به‌کار برده شده. ‌علاوه بر این، اثر PLC بر شکل‌پذیری ورق آلومینیومی AA۵۱۸۲-O نیز بررسی شده‌است. حساسیت مدل مارسینیاک-کوزینسکی نسبت به ضریب ناهمگنی اولیه بررسی و تأثیر این پارامتر در پیش‌بینی نمودار حد شکل‌دهی نشان داده شده‌است. مطالعه اثر توان معیار‌های تسلیم فوق بر شکل‌پذیری، نشان می‌دهد توان‌های بالاتر که برای مواد با ساختار اتمی FCC پیشنهاد شده، حد شکل‌پذیری بالاتری را نسبت به توان‌های پایین‌تر که برای مواد BCC پیشنهاد شده‌است، دارند. همچنین تأثیر پارامترهای مؤثر ماده از قبیل توان کرنش‌سختی و ناهمسانگردی در ورق مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شده که افزایش توان کرنش‌سختی باعث بهبود شکل‌پذیری و اثر PLC و افزایش ضریب ناهمسانگردی، موجب کاهش شکل‌پذیری ورق می‌شوند. همچنین پیش‌بینی کرنش‌های حدی آلیاژ AA۶۱۱۱-T۴ توسط معیار تسلیم Yld۲۰۰۴در سمت راست منحنی با مدل مارسینیاک-کوزینسکی و در سمت چپ با مدل گلویی موضعی هیل، تطابق بهتری با نتایج تجربی را نشان می‌دهد.

---

منحنی حد شکل‌دهی، نموداری است که مقادیر کرنش‌های اصلی بزرگتر ۱ را درمقابل مقادیر کرنش‌های اصلی کوچکتر ۲ در لحظه وقوع گلویی موضعی ترسیم می‌نماید. تعیین تجربی منحنی حد شکل‌دهی معمولا فرآیند بسیار وقت‌گیر و پر هزینه‌ای است و نیاز به تجهیزات خاص دارد. از این رو، مدل‌های تحلیلی و عددی زیادی برای تعیین آن توسعه یافته اند. مدل گارسون- تورگارد- نیدلمن (GTN) یک مدل میکرومکانیکی برای پیش بینی و تشریح رفتار شکست نرم می‌باشد. این مدل رفتار رشد و تکامل حفره در ریز ساختار را توسط معادلات فیزیکی تشریح می‌نماید. در این پژوهش روابط و معادلات ساختاری حاکم بر تغییر شکل پلاستیک با استفاده از تابع پتانسیل پلاستیک گارسون و معیار رشد و تکامل حفره GTN جهت پیش بینی پارگی و شکست ورق‌های فلزی استخراج شده است. این روابط به صورت تحلیلی مورد حل قرار گرفتند. منحنی‌های حد شکل‌دهی مربوط به آلیاژهای مورد مطالعه سایر پژوهشگران به صورت تحلیلی با بکارگیری نرم افزار متلب پیش بینی و تعیین گردید. نتایج حاصل از روش تحلیلی با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگران مقایسه گردیده و مطابقت خوبی را با یکدیگر نشان دادند. در ادامه اثر پارامترهای مدل GTN شامل مقادیر 〖، f〗_۰ 〖,f〗_C 〖,f〗_N,f_f و همچنین ضریب ناهمسانگردی و نمای کرنش سختی بر روی منحنی حد شکل‌دهی و روند رشد کسر حجمی حفره به روش تحلیلی مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

---

هیدروفرمینگ لوله فرآیندی است که در سال‌های اخیر برای تولید قطعه‌های یکپارچه و بدون درز جوش مورد توجه قرار گرفته است. پیش‌بینی عددی پارگی در این فرآیند به منظور طراحی مناسب ابزارآلات امری مهم می‌باشد. در این پژوهش، شکل‌پذیری لوله فولادی زنگ نزن۳۰۴ توسط آزمون بالج آزاد بصورت تجربی و عددی به منظور تعیین منحنی حد شکل‌دهی مورد بررسی قرار گرفت. مدل گارسون- تیورگارد- نیدلمن(GTN) یک مدل میکرومکانیکی برای پیش‌بینی شکست نرم فلزات می‌باشد. به منظور تعیین پارامترهای تعریف کننده مدل آسیب GTN، ابتدا تست کشش تجربی از نمونه استاندارد و نیز شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شد. با بکارگیری این معیار در نرم‌افزار آباکوس و مقایسه نمودار نیرو – جابجایی تست کشش تجربی و حاصل از شبیه‌سازی اجزا محدود، پارامترهای مدل GTN توسط روش معکوس بدست آورده شد. سپس با استفاده از معیار شکست نرم GTN، پارامتر‌های هندسی قالب در هیدروفرمینگ بالج آزاد بررسی گردید و نمودار حد شکل‌دهی لوله فولادی ۳۰۴ بصورت عددی بدست آمد. برای صحت سنجی نتایج شبیه‌سازی‌ اجزا محدود، آزمایش‌های تجربی نیز انجام شد که تطابق قابل قبولی را نشان می‌دهد. در نهایت بکارگیری مدل مذکور در هیدروفرمینگ قطعه T شکل بصورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفت.

---

منحنی‌های حد شکل‌دهی ورق از ابزارهای مفید در بررسی شکل‌پذیری ورق به‌منظور طراحی محصولات صنعتی به شمار می‌رود. برای تعیین این منحنی‌ها روش‌ها و دستورالعمل‌هایی در قالب آزمایش‌های تجربی تدوین و ارائه شده است. هزینه‌بر و زمان‌بر بودن انجام این آزمایش‌های تجربی باعث شده است تا پژوهش‌های متعددی در استفاده از روش‌های تحلیلی و نرم‌افزارهای المان محدود در تعیین این منحنی‌ها صورت بگیرد. در تحقیق حاضر، منحنی‌های حد شکل‌دهی گلویی و حد شکست ورق‌های آلومینیوم آلیاژی ۲۰۲۴ با استفاده از روش اتساع نیم کروی به صورت تجربی و عددی به دست آمده است. برای این منظور هندسه‌های متفاوتی از ورق فلزی برای ایجاد مسیر کرنش‌های مختلف به کار گرفته شده است. برای شبیه‌سازی آزمایش‌های تجربی، از حل گر صریح نرم‌افزار تحلیلی آباکوس استفاده گردید. با استفاده از روابط تئوری و آزمایش‌های تجربی، خواص شکست ورق آلومینیومی برحسب کرنش شکست، تنش سه محوری و پارامتر زاویه لود تعیین و به نرم‌افزار معرفی شد. با استفاده از مدل آسیب نرم، کرنش‌های حد شکل‌دهی شکست توسط مدل عددی صحه‌گذاری شده، استخراج گردید. برای تعیین کرنش‌های حد شکل‌دهی گلویی از روشی بر اساس تغییرات کرنش بیشینه در ناحیه گلویی شدن، بهره گرفته شد. مقایسه نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که مدل عددی به کار گرفته شده، می‌تواند با بیشترین خطایی حدود %۶ کرنش‌های حد شکل‌دهی گلویی و شکست ورق آلومینیومی ۲۰۲۴ را پیش‌بینی نماید.

---

---