مدلسازی فرآیند شکل دهی یک فنجان استوانه ای با استفاده از الگوریتم ale

در این پژوهش فرآیند فروروی سنبه و فرآیند شکل دهی یک فنجان استوانه ای با استفاده از الگوریتم اویلر-لاگرانژ اختیاری (ale) شبیه سازی شده است. از نقطه نظر مکانیک محیط پیوسته دو فرمولاسیون کلاسیک بنام فرمولاسیون اویلری و فرمولاسیون لاگرانژی وجود دارد. در شبیه سازی تغییر شکل های بزرگ با استفاده از این دو فرمولاسیون مشکلاتی از قبیل اعوجاج شدید مش، نوسانات نیرو، توصیف نادرست از شرایط مرزی تماس در گوشه های نوک تیز، نیاز به مش بندی مجدد و یا عدم امکان مدل سازی توسعه ماده در مرزهای آزاد بوجود می آید. از آنجایی که نقطه قوت هر کدام از دیدگاه های اویلری و لاگرانژی، نقطه ضعف دیدگاه دیگر می باشد و هر دو دیدگاه مکمل یکدیگر هستند، در این پایان نامه فرآیندهایی با تغییر شکل های بزرگ با استفاده از روش ale که از مزیت های این دو دیدگاه استفاده می کند، شبیه سازی شده اند. در ابتدا فرمولاسیون اجزاء محدود ale غیر کوپل (روش اوپراتور دو بخشی) که نرم افزار abaqus از آن برای تحلیل مسائل استفاده می کند، بیان شده است. در ادامه برای صحه گذاری نتایج مدل اجزاء محدود ale در نرم افزار abaqus و اطمینان از درست بودن نحوه اعمال قیدها برای حرکت مش، مسئله گلویی شدن موضعی یک میله تحت کشش با استفاده از روش ale و با در نظر گرفتن یک الگوی حرکت مش ساده مدل شده و نتایج بدست آمده از نرم افزار abaqus با نتایج موجود در مقالات مقایسه شده است. در ادامه با توجه به ناتوانی روش لاگرانژی در شبیه سازی فرآیند فروروی سنبه، این فرآیند شکل دهی با استفاده از روش ale در نرم افزار abaqus و با در نظر گرفتن اثرات نرخ کرنش شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده از این شبیه سازی با نتایج موجود در مقالات مقایسه شده است. از آنجایی که شبیه سازی فرآیند فروروی سنبه با استفاده از روش ale قابلیت بالای این روش را در شبیه سازی مسائل با تغییر شکل های بزرگ نشان می دهد، آزمایش های تجربی بر روی نمونه های از جنس سرب انجام شده و نتایج این آزمایشات با نتایج بدست آمده از روش ale و همچنین نتایج بدست آمده از نرم افزار deform2 مقایسه شده اند، که نتایج بدست آمده از آزمایشات با نتایج بدست آمده از روش ale مطابقت خوبی با یکدیگر داشته اند. در پایان فرآیند کشش عمیق فنجان استوانه ای با استفاده از روش ale در نرم افزار abaqus شبیه سازی شده و نتایج با نتایج موجود در مقالات مقایسه شده و بیانگر تطابق خوبی می باشد.