تحلیل عددی فرایند کشش عمیق داغ ورق ضخیم فولادی بدون استفاده از ورقگیر با قالبهای تراتریکس و شبهتراتریکس | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 13، شماره 2، خرداد و تیر 1402، صفحه 69-87 اصل مقاله (1.68 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2023.12597.3685 | ||
| نویسندگان | ||
| محمدعلی رسولی* 1؛ سمانه رشیدی علویجه2؛ سعید کاظم نادی3 | ||
| 1استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهینشهر، ایران | ||
| 2دانشجوی دکتری، دانشکدهی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| 3دانشآموخته، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهینشهر، ایران | ||
| چکیده | ||
| فرایند کشش عمیق فرایندی است که معمولاً به صورت سرد انجام میشود، اما مواردی از کاربرد این فرایند در شرایط گرم به منظور کاهش نیروی شکلدهی نیز به چشم میخورد. استفاده از ورقگیر در فرایند شکلدهی منجر به افزایش نیروی شکلدهی شده و تغییرات ضخامت ورق را به ویژه در حالت گرم به دلیل افزایش اصطکاک به همراه دارد. از سوی دیگر، حذف ورقگیر نیز به دلیل بروز تنشهای محیطی میتواند موجب چینخوردگی ورق شده و با افزایش عمق کشش این مشکل تشدید میگردد. در این پژوهش، تحلیل المان محدود برای شکلدهی کلاهک نیمکروی از ورق فولادی استحکام بالا در فرایند کشش عمیق داغ بدون استفاده از ورقگیر مورد مطالعه قرار میگیرد. شبیهسازیها برای دو نوع قالب تراتریکس و تراتریکس تقریبی و ورق با ضخامتها و قطرهای متفاوت انجام گرفته و نتایج آن با یکدیگر مقایسه میگردد. نتایج تحلیلها نشان میدهد با افزایش ضخامت و قطر ورق، نیروی موردنیاز سنبه برای شکلدهی افزایش مییابد. به طور کلی، در قالب تراتریکس به نیروی شکلدهی کمتری نیاز است و در عینحال تغییرات ضخامت کمتری به همراه دارد. همچنین، شکلدهی نیمکرههای بدون دنبالهی استوانهای در ضخامتهای بالاتر از یک سانتیمتر سالم و عاری از چینخوردگی خواهد بود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تحلیل المان محدود؛ کلاهک نیمکروی؛ کشش عمیق داغ؛ قالب تراتریکس؛ قالب تراتریکس تقریبی | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Karima, M. M. N. (1980). A brief study of wrinkling in deep drawing. (PhD), McMaster Hamilton, Ontario, Canada.
[2] Al-Makky, M. M. (1980). The production of hollow-ware by deep-drawing and bluge forming (PhD), Sheffield West Yorkshire, England.
[3] Yu, T., & Stronge, W. (1985). Wrinkling of a circular elastic plate stamped by a spherical punch. Int J Solid Struct, 21(10): 995-1003.
[4] Hutchinson, J. W., & Neale, K. W. (1985). Wrinkling of curved thin sheet metal. Paper presented at the Plastic instability.
[5] Breuer, U., Neitzel, M., Ketzer, V., & Reinicke, R. (1996). Deep drawing of fabric reinforced thermoplastics: Wrinkle formation and their reduction. Polymer Compos, 17(4): 643-647.
[6] Manish, k. (2002). Drawing of non circular cups through tractrix die. (MS), Indian Institute of technology Dehli, India.
[7] Chu, E., & Xu, Y. (2001). An elastoplastic analysis of flange wrinkling in deep drawing process. Int J Mech Sci, 43(6): 1421-1440.
[8] Gharib, H., Wifi, A., Younan, M., & Nassef, A. (2006). An analytical incremental model for the analysis of the cup drawing. J. Achiev. Mater, 17(1-2): 245-248.
[9] Manji, J. (1994). Die Lubricants Forging Spring, 39-44.
[10] Dhaiban, A. A., Soliman, M.-E. S., & El-Sebaie, M. (2014). Finite element modeling and experimental results of brass elliptic cups using a new deep drawing process through conical dies. J Mater Process Tech, 214(4): 828-838.
[11] Narayanasamy, R., & Loganathan, C. (2008). Study on wrinkling limit of interstitial free steel sheets of different thickness when drawn through Conical and Tractrix dies. Mater Des, 29(7): 1401-1411.
[12] Agrawal, A., Reddy, N. V., & Dixit, P. (2007). Determination of optimum process parameters for wrinkle free products in deep drawing process. J Mater Process Tech, 191(1-3), 51-54.
]13[ صدیقی, م.، و راستی, م. (1388). مقایسه تغییرات نیرو و ضخامت درفرایند کشش عمیق ورقهای ضخیم درقالبهای تخت، مخروطی و تراکتریکس. نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر، 41(1): 65-59.
[14] Morovvati, M., Mollaei-Dariani, B., & Asadian-Ardakani, M. (2010). A theoretical, numerical, and experimental investigation of plastic wrinkling of circular two-layer sheet metal in the deep drawing. J Mater Process Tech, 210(13): 1738-1747.
[15] Saxena, R. K., & Dixit, P. (2010). Prediction of flange wrinkling in deep drawing process using bifurcation criterion. J Manuf Process, 12(1): 19-29.
[16] Agrawal, A., Reddy, N. V., & Dixit, P. (2011). Determination of Minimum Blankholding Pressure for Producing Wrinkle Free Products in Multistage Deep Drawing. International Manufacturing Science and Engineering Conf.
[17] Kadkhodayan, M., & Moayyedian, F. (2011). Analytical elastic–plastic study on flange wrinkling in deep drawing process. Scientia Iranica, 18(2): 250-260.
[18] Prakash, S., & Kumar, D. (2012). Investigation and analysis for the wrinkling behaviour of deep drawn die sheet metal component by using fast form. Proc. Natl. Conf. Trends Adv. Mech. Eng. m.
[19] Reddy, V., R., Reddy, J. T. A., & Reddy, G. C. M. (2013). Effect of Friction Factor on Wrinkling and Fracture Limits in Deep Drawing of Cylindrical Cup. Int J Eng Res Tech, 6(1): 75-86.
[20] Dhaiban, A. A., Soliman , M.-E. S., & El-Sebaie, M. G. (2014). A new elliptical cup deep drawing technique for better formability of commercial aluminum. ]nternational conference of The Industry-Academic Collaboration, ICA2014 Cario, Egypt.
[21] Hassan, M., Hassab-Allah, I., Hezam, L., Mardi, N., & Hamdi, M. (2015). Deep Drawing of Asymmetric Cups through Conical Die without Blank Holder. Proceedings of the World Congress on Engineering.
[22] Liewald, M., Han, F., & Radonjic, R. (2015). New criterion for prediction of the wrinkle formation in deep drawing process. Key Engineering Materials.
[23] Saleh, A. H., & Ali, A. K. (2015). Development technique for deep drawing without blank holder to produce circular cup of brass alloy. Int J Eng Tech, 4(1): 187-195.
[24] Magrinho, J., Silva, C., Silva, M., & Martins, P. A. (2018). Formability limits by wrinkling in sheet metal forming. Proc IME J Mater Des Appl, 232(8): 681-692.
[25] Saleh, A. H., Ameen, H. A., & abdel Radh, O. H. (2018). Development of reversed deep drawing without blank holder for producing brass elliptical cup. Int J Eng Tech,, 7(2): 578-583.
]26[ سیفی, ر.، و عباسی, ز. (1393). بررسی تجربی و عددی چینخوردگی فلنجی ورقها در کشش عمیق دو فلزی. نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک، 25(2): 81-65.
[27] Béres, G., Lukács, Z., & Tisza, M. (2019). Study on the wrinkling behavior of cylindrical deep-drawn cups. AIP conf.
[28] Weiping, D., Qichao, W., & Xiaoming, W. (2018). Stress analysis of cylindrical parts during deep drawing based on Dynaform. MS&E, 423(1): 012166.
[29] Ashtiani H. R. R & Arjenki M. G. (2020) Experimental and Numerical Investigation of Warm Deep Drawing Process of AA5052 Aluminum Alloy. IJMF.
[30] Abdel-Magied, R. K., Elmashad, A. M., Elmetwally, H. T., El-Sheikh, M. N., Abd-Eltwab, A. A., & Saied, E. K. (2020). An Investigation into Deep Drawing Process without Blank Holder. IJAST, 29(3): 2230-2243.
[31] Schey, J. A. (1984). Tribology in Metalworking: Friction, Lubrication, and Wear. Journal of Applied Metalworking, 3(2): 173-173.
]32[ وحدتی، م.، رسولی، م. ع.، و گردویی، م. (2020). تحلیل تئوری و عددی فرآیند کشش عمیق داغ کلاهک ضخیم نیمکروی. مکانیک سازه ها و شاره ها، 10(2): 59-78.
[33] Lange, K. (1985). Handbook of Metal Forming.
[34] Liang, R., & Khan, A. S. (1999). A critical review of experimental results and constitutive models for BCC and FCC metals over a wide range of strain rates and temperatures. Int J Plast, 15(9): 963-980.
[35] Holmquist, T. J. (1987). Strength and Fracture Characteristics of HY-80, HY-100 and HY-130 Steels Subjected to Various Strains, Strain Rates, Temperatures, and Pressures. Defense Technical Information Center.
[36] Johnson, G. R., & Cook, W. H. (1983). A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures. Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics.
[37] Jeswiet, J., Geiger, M., Engel, U., Kleiner, M., Schikorra, M., Duflou, J., Bruschi, S. (2008). Metal forming progress since 2000. CIRP-JMST, 1(1): 2-17.
[38] Shaaban, A., & Elakkad, A. S. (2021). Numerical and experimental analysis of single-acting stroke deep drawing of symmetric low-depth products without blank holder. Ain Shams Engineering Journal, 12(3): 2907-2919. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,243 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,168 |
||
