تعیین تجربی و پیش‌بینی منحنی‌های حد شکل‌دهی گلویی و شکست ورق آلومینیوم 2024 با استفاده از معیار آسیب

Abstract

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 2024 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 %6 کرنش‌های حد شکل‌دهی گلویی و شکست ورق آلومینیومی 2024 را پیش‌بینی نماید.