بررسی نظری، تجربی و عددی عیب برگشت فنری و پیش بینی بروز پارگی در فرآیند شکل دهی غلتکی سرد پروفیل های u شکل متقارن

در این رساله، پیش بینی برگشت فنری، با لحاظ کردن مدل های سخت شوندگی برای دستیابی به معادلات نظری برای فرآیند شکل دهی غلتکی سرد مقاطع u شکل متقارن و نیز پیش بینی بروز پارگی با معیار شکست نرم آیادا انجام شده است. تغییرات زاویه شکل دهی، خواص ورق فلزی، هندسه غلتک و ضخامت ورق، پارامترهایی هستند که اثر آن ها بصورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus انجام گرفته است. برای بررسی اثر این پارامترها، از سه جنس فولاد ضدزنگ 304، ck75 و aisi 1015 با سه ضخامت 8/0 ، 2/1 و 8/1 در سه زاویه شکل دهی 30، 60 و 90 درجه و نیز برای بررسی اثر هندسه غلتک، دو هندسه استوانه ای و ذوزنقه ای در نظر گرفته شد. همچنین اثر مدل های سخت شوندگی بر روی میزان برگشت فنری در شبیه سازیهای اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور مطالعه تجربی، یک دستگاه آزمایشگاهی شکل دهی غلتکی سرد طراحی و ساخته شد که برای نیروی محرکه از ایده جدیدی بر پایه استفاده از دستگاه فرز استفاده شد. دقت بالای این دستگاه سبب بالاتر رفتن دقت آزمایش های تجربی گردید. با طراحی آزمایش به روش عاملی کامل تعداد 108 شبیه سازی اجزای محدود و 54 آزمایش تجربی انجام پذیرفت. نتایج بدست آمده از مدل نظری نشان داد که هرچقدر بر میزان ضخامت ورق افزوده می شود زوایای بدست آمده تطابق بهتری با مقادیر تجربی دارد. تطابق نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نشان دهنده صحت شبیه سازیهای انجام گرفته می باشد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی دقیق تر بودن مدل سخت شوندگی سینماتیک را نشان داد. با توجه به زوایای مورد بررسی، مقادیر خطا برای نمونه های با زاویه پروفیل 30 درجه تقریباً 2 تا 3 برابر بیشتر از سایر نمونه هاست. همچنین در اثر تغییر هندسه غلتک از حالت استوانه ای به ذوزنقه ای، میزان برگشت فنری نمونه ها برای هندسه غلتک بالاییِ ذوزنقه ای 2 برابر کمتر از برگشت فنریِ همان نمونه ها برای هندسه غلتک بالایی استوانه ای می باشد. همچنین نتایج بدست آمده از زاویه و محل پارگی در ناحیه خم ورق و مقایسه آن با نتایج تجربی، نشان داد که شکست نرم آیادا معیاری مناسب برای پیش بینی پارگی می باشد.