بررسی پارامترهای موثر در چروکیدگی در فرآیند کشش عمیق هیدرومکانیکی به کمک شبیه سازی اجزاء محدود

فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی یکی از روش های مهم و پرکاربرد در تولید طیف وسیعی از قطعات نظیر لوازم ساده منزل تا قطعات پیچیده هواپیما می باشد. با استفاده ازاین فرایند راندامان اقتصادی بالاتر و انعطاف پذیری بیشتری نسبت به کشش عمیق سنتی به دست می آید. به دلیل وجود فشار سیال در پشت ورق که سبب فشرده شده ورق بر روی سطح سنبه می شود، کیفیت و توزیع ضخامت قطعه تولید شده توسط فرایند کشش عمیق هیدروفرمینگ نسبت به کشش عمیق سنتی بهتر می باشد. چروکیدگی یکی از مهمترین عیوب ورق های شکل گرفته توسط فرایند کشش عمیق سنتی می باشد؛ چروکیدگی یک نوع کمانش است که از شکل گیری ورق جلوگیری می نماید. مقدار نیروی ورق گیر یک فاکتور مهم در محدود کردن چروکیدگی است با این شرط که سبب پارگی در ورق نیز نگردد، اگر مقدار نیروی ورق گیر کم باشد چروکیدگی رخ می دهد و در صورتی که مقدار آن خیلی زیاد باشد پارگی در ورق رخ خواهد داد. همچنین در صورتی که از نیرو ورق گیر ثابت استفاده شود، مقدار این نیروبرای بدست آوردن عمق کشش مطلوب، بایستی در یک محدوده کاری معین تعریف گردد. با توجه با اینکه تعیین مدهای مختلف پارگی در ورق به جابجائی مختلف سنبه در حین عملیات شکل دهی وابسته است، لذا مقدار نیروی ورق گیر در تمامی مراحل شکل دهی نبایستی ثابت بماند. چروکیدگی به دلیل تنش های فشاری در ابتدای مرحله شکل دهی در ناحیه لبه قطعه رخ می دهد، بعلاوه با پیشرفت فرایند مقدار تنش های شعاعی در ناحیه دیواره فنجان رشد می کند و به دلیل بیش از حد کشیده شدن ورق احتمال رخ دادن پارگی در ناحیه دیواره فنجان وجود دارد، بنابراین نیروی ورق گیر بایستی به جای ثابت بودن در طی فرایند شکل دهی، متغیر باشد. در این پروژه در ابتدا تحلیل تئوری فرایند ارائه شده است و سپس تاثیر فشار هیدرواستاتیکی بر روی توزیع ضخامت و چروکیدگی در فرایند کشش عمیق هیدروفرمینگ کاپ های سرکروی بصورت عددی بررسی شده است؛ آغاز مرحله چروکیدگی و رشد چروک در ناحیه لبه مورد بررسی قرار گرفته است ودر شبیه سازی فرایند از تابع تسلیم هیل استفاده شده است. بعلاوه برای تعیین حد پارگی از دیاگرام حد شکل دهی ورق استفاده شده است . نتایج کشش عمیق سنتی و کشش عمیق هیدروفرمینگ با یکدیگر مقایسه شده و ارتفاع چروک در ناحیه لبه قطعه و توزیع کرنش کمینه به کرنش بیشینه برای هر دو فرایند کشش عمیق سنتی و کشش عمیق هیدروفرمینگ تعیین شده است. در قسمت بعد تاثیر متغیرهای مربوط به طراحی ابزار (نظیر لقی بین قالب و سنبه، ضریب اصطکاک و غیره ...) بر روی فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی کاپ های استوانه ای شکل بحث شده است. در قسمت آخرنیز بررسی عددی بر روی کنترل نیروی ورق گیر در فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی انجام شده و بعلاوه یک روش جدید برای محاسبه نیروی ورق گیر بر اساس نیروی سنبه پیشنهاد شده است. کد المان محدود می تواند در مشخص شدن رفتار ماده در حین عملیات شکل دهی مورد استفاده قرار گیرد، لذا از روش آباکوس/صریح برای شبیه سازی فرآیند ها استفاده شده است.