بررسی اثر سرعت شکل‌دهی بر روی منحنی حدشکل‌دهی برای ورق‌های آلومینیوم 6061

Abstract

نمودارهای حدشکل‌دهی در حقیقت محدوده‌ی ترکیب کرنش‌هایی است که شروع گلویی موضعی را مشخص می‌کنند. پارامترهای مختلفی مانند ضخامت ورق، عیوب ساختاری، دما، مسیر بارگذاری، سرعت شکل‌دهی و غیره روی این نمودارها تأثیرگذار هستند که یکی از تأثیرگذارترین آن‌ها سرعت شکل‌دهی است که در شکل‌دهی ورق-ها، ارتباط مستقیمی با سرعت پرس دارد. در این تحقیق نمودار حدشکل‌دهی برای ورق‌های آلومینیوم 6061 با ضخامت ‌‌3mm در سرعت‌های 20، 100 و 200mm/min به‌صورت تجربی و 20، 100، 200، 500 و 800mm/min به‌صورت عددی محاسبه شده است. تست‌های تجربی به صورت تست بالج توسط پرس هیدرولیک و قالب فولادی روی ورق‌هایی که در شش اندازه مختلف مطابق استاندارد آماده شده‌اند، انجام گرفت. همچنین مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس و معیار بیشینه شتاب کرنش بزرگ با وارد کردن داده‌های مدل جانسون‌کوک انجام شد. صحت نتایج تجربی و مدل‌سازی توسط بررسی محل پارگی و میزان هم‌خوانی نمودارهای حد شکل‌د‌هی رسم شده از دو روش، بررسی شد و نتایج نشان داد که داده‌های تجربی و عددی با خطای قابل قبول با هم هم‌خوانی دارند. همچنین مشاهده شد با افزایش سرعت پرس نمودار حد شکل‌دهی افزایش می‌یابد به گونه‌ای که با افزایش سرعت پرس از 20mm/min به 200mm/min، نمودار 30% بهبود یافته است. این تغییرات می‌تواند دلایل مختلفی مثل اثر اصطکاک و شرایط تماسی بین قالب و ورق داشته باشد، زیرا در سرعت پایین (نرخ کرنش کمتر از 100میلی‌متر بر ثانیه) و دمای محیط اثر نرخ کرنش و اینرسی جرم بر شکل‌پذیری بسیار اندک است.