ارزیابی فرم‌پذیری ورق فلزی در فرآیند فرم‌دهی تدریجی دونقطه‌ای با استفاده ازتحلیل المان محدود و آزمایش‌های تجربی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این مقاله، فرآیند نوینی با عنوان فرم‌دهی تدریجی ورق‌های فلزی معرفی می‌شود که در آن حرکت ابزار فرم‌دهنده کاملاً تدریجی و کنترل‌شده است. بنابراین، می‌توان براساس حرکت کنترل شده‌ی ابزار، تغییر شکل‌های پیچیده را در ورق‌های فلزی ایجاد کرد. به منظور پیش‌بینی رفتار ورق فلزی در حین فرآیند و بررسی امکان فرم‌پذیری آن، شبیه‌سازی دقیق فرآیند در نرم‌افزار و بررسی نقاط بحرانی عملیات شکل‌دهی تدریجی امری ضروری است. در این تحقیق، با استفاده از نرم‌افزار Abaqus شبیه‌سازی و تحلیل این فرآیند خاص انجام شده است. مهم‌ترین چالش در شبیه‌سازی این فرآیند، مدل‌سازی حرکت ابزار در نرم‌افزار است. اهمیت این موضوع، زمانی افزایش می‌یابد که لازم است مسیر حرکت ابزار به صورت کاملاً دقیق (مطابق با مسیر دریافت شده از کنترلر ابزار) در محیط نرم‌افزار شبیه‌سازی شود. در این صورت، تعریف چندین هزار نقطه در محیط نرم‌افزار (مربوط به مسیر ابزار) ضروری است که در این مقاله، با استفاده از روشی نوین، مسیر کنترل‌شده‌ی ابزار در نرم‌افزار مدل‌سازی شده است. علاوه براین، آزمایش‌های تجربی کاملی در زمینه نیروی فرآیند و نیز میزان فرم‌پذیری ورق فلزی، با هدف راستی‌آزمایی و مستندسازی نتایج تئوری انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


[1]

Pohlak, M., Majak, J., and Kuttner, R., “Manufacturability and Limitation in Incremental Sheet Forming”, Proc. Estonian Acad., University of Tech., Tallinn, Vol. 13, No. 2, pp. 129-139, (2007).

 

[2]

Hirt, G., Bambach, M., Chouvalova, I., and Junk, S., “Process Limits and Material Behavior in Incremental Sheet Forming with CNC Tools”, Material Science Forum, Vol. 426, pp. 3825-3830, Saarland, Germany, (2003).

 

[3]

Takano, H., Kitazawa, K., and Goto, T., “Incremental Forming of Nonuniform Sheet Metal: Possibility of Cold Recycling Process of Sheet Metal Waste”, International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol. 48, pp. 477–482, Shinishu, Japan, (2008).

 

[4]

Minutolo, F.C., Durante, M., Formisano, A., and Langella, A., “Evaluation of the Maximum Slope Angle of Simple Geometries Carried out by Incremental Forming Process”, Journal of Materials Processing Tech, Vol. 101, No. 194, pp. 145–150, Naples, Italy, (2007).

 

[5]

Emmens, W.C., and Boogaard, A.H., “An Overview of Stabilizing Deformation Mechanisms in Incremental Sheet Forming”, Journal of Materials Processing Technology., No. 209, pp. 3688–3695, Twente, Netherlands, (2009).

 

[6]

Iseki, H., Kato, K., and Sakamoto, S., “Forming Limit of Flexible and Incremental Sheet Metal Bulging with a Spherical Roller”, Proceedings of International Conference on Technology of Plasticity, pp. 125-132, Tokyo, Japan, (1993).

[7]

Shim, M.S., and Park, J.J., “The Formability of Aluminum Sheet in Incremental Forming”, Journal of Materials Processing Tech., No. 113, pp. 654-658, Seoul, South Korea, (2001).

 

[8] 

Filice, L., Fratini, L., and Micari, F., “Analysis of Material Formability in Incremental Forming”, CIRP Annals-manufac. Tech., No. 51, pp. 199-202, Palermo, Italy, (2002).

 

[9]

Ham, M., and Jeswiet, J., “Forming Limit Curves in Single Point Incremental Forming”, CIRP Annals-manufacturing Tech., No. 56, pp. 277-280, Kingston, Canada, (2007).

 

[10]

Matsubara, S., “Incremental Backward Bulge Forming of a Sheet Metal with a Hemispherical Head Tool”, Plastic Process, Vol. 35, pp. 1311–1321, (1994).

 

[11]

Jeswiet, J., and Young, D., “Wall Thickness Variations in Single Point Incremental Forming”, Journal of Engineering Manufacture, Vol. 218, No. 11, pp. 1453-1459, Ontario, Canada, (2004).