تحلیل تئوری اثر دما و نرخ کرنش بر نمودار حد شکل‌دهی آلومینیوم AA3104

Abstract

نمودار حد شکل‌دهی یکی از پرکاربردترین روش‌ها در پیش‌بینی ناپایداری پلاستیک در فرآیند شکل‌دهی ورق‌های فلزی است که دما و نرخ کرنش از جمله عوامل تأثیرگذار بر این منحنی‌ها است. در این مقاله، اثر دما و نرخ کرنش در شرایط بارگذاری نیمه-استاتیکی، بر رفتار تنش-کرنش و نمودار حد شکل‌دهی آلیاژ آلومینیومی AA3104 بر اساس روش مارسینیاک-کوزینسکی و مدل کارسختی جانسون-کوک بررسی شده است. ابتدا صحت سنجی نتایج عددی پاسخ تنش-کرنش با استفاده از مدل لودویک با نتایج تجربی انجام شد که نتایج تئوری مطابقت خوبی را با نتایج تجربی نشان داد. سپس با توجه به منحنی‌های تنش-کرنش به دست آمده بر اساس معادله‌ی لودویک، ثابت‌های مدل جانسون-کوک برای ورق فلزی AA3104 محاسبه و برای دماهای مختلف 50℃، 300℃ و 400℃، و نرخ کرنش‌های متفاوت 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4) و 〖10〗^(-3) بر ثانیه، منحنی‌های تنش-کرنش و نمودار حد شکل‌دهی استخراج شد. سطح منحنی تنش-کرنش ورق با افزایش دما کاهش و با افزایش نرخ کرنش افزایش یافت. هم‌چنین سطح نمودار حد شکل‌دهی آلیاژ با افزایش دما افزایش و با افزایش نرخ کرنش کاهش پیدا کرد. نتایج بیانگر اثر مثبت دما بر کرنش‌های حدی به علت نرم شدن حرارتی و اثر منفی نرخ کرنش بر نمودار حد شکل‌دهی AA3104 به علت رفتار ساختاری ماده است.