تحلیل مکانیزم شکست در فرایند شکل‌دهی تدریجی تک نقطه‌ای ورق آلومینیومی AA5052 با معیار آسیب بائو-ویرزبیکی

• Published in: نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک Vol. 35; no. 4; pp. 63 - 76
• Main Author: علی زاهدی دیزج یکان
• Format: Journal Article
• Language: Persian
• Published: Ferdowsi University of Mashhad 01-12-2023
• Subjects: المان محدود; تحلیل تنش; شکل‌دهی تدریجی ورق; معیار آسیب
• ISSN: 2008-918X; 2423-6519
• DOI: 10.22067/jacsm.2023.81834.1180

شکل‌دهی تدریجی ورق فلزی یکی از روش‌های مورد توجه شکل‌دهی ورق است که اعمال موضعی نیروهای شکل‌دهی و عدم حضور قالب مادگی در آن، باعث افزایش حد شکل‌پذیری ورق و افزایش انعطاف‌پذیری این فرایند در تولید هندسه‌های پیچیده می‌شود. در پژوهش حاضر، از دیدگاه مکانیک آسیب، یکی از ویژگی‌های بارز این فرایند یعنی حدود شکل‌پذیری بر روی ورق آلومینیومی AA5052 مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا مدل آسیب بائو- ویرزبیکی در قالب زیر برنامه VUMAT به نرم‌افزار آباکوس معرفی شد. ثابت‌های مدل آسیب، مدل سخت‌شوندگی و مدل تسلیم هیل48 با استفاده از آزمایش‌های کشش تک‌محوری در سه راستای نورد، °45 با راستای نورد و عمود بر راستای نورد برای ورق آلومینیومی کالیبره شد. به منظور بررسی شکل‌پذیری ورق، از هندسه‌های مخروط ناقص و هرم ناقص با زاویه دیواره‌های متغیرِ افزایشی استفاده شد و آزمایش‌های تجربی و شبیه‌سازی فرایند در نرم‌افزار آباکوس انجام گردید. با استفاده از توزیع کرنش و تنش، پدیده شکست و نحوه شروع آن تشریح گردید. نتایج نشان می‌دهد که ورق فلزی قبل از اینکه به ارتفاع نهایی طراحی شده برای دو هندسه برسد، دچار شکست می‌شود به‌طوری‌که برای هندسه هرم ناقص و مخروط ناقص ارتفاع شکست به ترتیب برابر mm9/19 و mm9/16 می‌باشد. با توجه استخراج خواص ناهمسانگردی ورق و استفاده از آن در شبیه‌سازی فرایند، ارتفاع شکست نمونه‌ها با دقت میانگین 9% پیش‌بینی گردید و نتایج نشان داد بدون در نظر گرفتن ناهمسانگردی ورق‌ها، دقت پیش‌بینی ارتفاع شکست ورق افت می‌کند. همچنین انطباق قابل قبولی در پیش‌بینی محل شروع شکست به دست آمد.