بررسی تجربی و عددی رفتار مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 5083 در فرآیندهای ماشینکاری

با توجه به کاربرد گسترده فرآیند ماشینکاری در تولید قطعات صنعتی، بهینه سازی این فرآیند یکی از موضوعاتی است که توجه محققان را به خود جلب کرده است. در این بین استفاده از شبیه سازی المان محدود به دلیل مزایایی مانند پیش بینی نیروهای برشی، توزیع تنش و دما، تخمین سایش ابزار و تنش باقیمانده، بهینه سازی هندسه ابزار و شرایط برش و غیره بیشتر مورد توجه واقع شده است. اما میزان دقت و قابلیت اعتماد نتایج پیش بینی شده عمدتاً به انتخاب معادله بنیادی که تنش سیلان ماده را تحت شرایط برش (کرنش، نرخ کرنش و دما) بیان نماید، وابسته می باشد. معادلات بنیادی مختلف و مدل های متفاوتی برای مدل سازی تنش سیلان مواد تحت شرایط حاکم بر ماشینکاری ارائه شده است. یکی از دقیق ترین و کاربردی ترین معادلات ارائه شده، معادله بنیادی جانسون – کوک می باشد که در این پایان نامه از این معادله برای مدل سازی تنش سیلان آلیاژ آلومینیوم 5083 استفاده شده است. برای محاسبه ضرایب این معادله برای آلیاژ انتخابی 5083، از ترکیب اطلاعات تنش سیلان تست های فشردن در نرخ های کرنش پایین و تست های ماشینکاری متعامد که نرخ کرنش بالایی دارند استفاده شده است. برای محاسبه پارامترهای تغییر شکل در ماشینکاری از تئوری تحلیلی اکسلی استفاده شده است. از آزمایش های ماشینکاری دیسک تراشی با ابزار برش مناسب برای برقراری شرایط برش متعامد و ایجاد حالت کرنش صفحه ای استفاده شده است. پس از بدست آوردن ضرایب معادله، صحت معادله برقرار شده، هم در تست های فشردن و هم در تست های ماشینکاری از طریق انجام شبیه سازی با استفاده از کد تجاری abaqus و مقایسه با تست های عملی بررسی شده است. بررسی میزان و علل خطاهای بدست آمده نشان دهنده صحت معادله بدست آمده برای آلیاژ مورد نظر در شبیه سازی فرآیندهای مختلف تولیدی از جمله ماشینکاری و شکل دهی می باشد.