بررسی تجربی و عددی چین‌خوردگی فلنجی ورق‌ها در کشش عمیق دوفلزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رحمن سیفی
• زهرا عباسی

دانشگاه بوعلی سینا

10.22067/fum-mech.v25i2.22423

چکیده

در این مقاله، ایجاد چین‌خوردگی در فرآیند کشش عمیق دوفلزی با روش تحلیلی و استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود شبیه‌سازی شده و نتایج آن با نمونه‌های تجربی مقایسه شده است. تأثیر پارامترهای پهنای فلنج، شعاع لبه‌ی ماتریس، شعاع لبه‌ی سنبه، اندازه لقی ورقگیر، شرایط تماس و ضخامت نسبی ورق‌ها بر تعداد و ارتفاع چین‌خوردگی‌ها و تغییرات نیروی سنبه در طول کورس مورد بررسی قرار گرفته است. دو پارامتر میزان لقی ورقگیر و شرایط تماس ورق‌ها بیش‌ترین تأثیر را بر تعداد چینخوردگی‌ها دارند و تنها پارامتر تأثیرگذار بر ارتفاع چینها، اندازه‌ی لقی ورقگیر است. با افزایش اندازه‌ی شعاع لبه‌ی سنبه و ضخامت نسبی فلز سخت‌تر، نیروی شکل‌دهی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. تغییرات میزان لقی ورقگیر و شعاع لبه‌ی ماتریس تأثیر کمی در تغییر نیروی سنبه دارند.

کلیدواژه‌ها

• کشش عمیق دو فلزک
• اصطکاک
• چین خوردگی
• روش اجزاء محدود

---

عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical Analysis of Flange Wrinkling of Bimetal Sheets in Deep Drawing Process

نویسندگان [English]

• Rahman Seifi
• Zahra Abbasi

چکیده [English]

In this paper, formation of wrinkling in bimetal deep drawing process has been investigated by the analytical, numerical and experimental methods. The effects of width of flange, fillet radii of matrix and punch, clearance of blank holder, contact conditions and relative thickness of two sheets on the number and height of wrinkle waves are studied. Clearance and contact conditions have the greatest impact on the number of waves while only clearance has significant effects on the height of waves. Increasing of the mandrel edge radius and relative thickness of tougher metal increase significantly the forming force. Variation of holder’s clearance and matrix edge radius have a little effects on the punching force.

کلیدواژه‌ها [English]

• bimetal deep drawing
• friction
• wrinkling
• Finite Element Method

مراجع

1. Hosford, W.F. and Caddell, R.M., "Metal Forming: Mechanics and Metallurgy", 4th Edition, Cambridge University Press, United Kingdom, (2011).

2. Marciniak, Z., Duncan, J.L. and Hu, S.J., "Mechanics of sheet metal forming", Butterworth-Heinemann, USA, (2002).

3. Yamamoto, H., Nishimura, H. and Miyazaki A., "Formability of superplastic aluminum alloy composites reinforced with Sic particles", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 101, pp. 198-208, (2000).

4. Cherouat, A. and Billoet J.L., "Mechanical and numerical modeling of composite manufacturing processes deep-drawing and laying-up of thin pre-impregnated woven fabrics", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 118, pp. 460-471, (2001).

5. Lim, T.C., Ramakrishna, S. and Shang, H.M., "Optimization of the formability of Knitted fabric composite sheet by means of combined deep drawing and stretch forming", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 89-90, pp. 99-103, (1999).

6. Gow-Yi, T. and Ming-Nan, H., "Analytical modified model of the cold bound rolling of unbounded double-layers sheet considering hybrid friction", Journal of Materials Processing Technology,

Vol. 140, pp. 622-627, (2003).

7. صیدی، جمال و حبیبی، نبرد، "مطالعه تجربی اجزای دوفلزی فرآیند کشش عمیق"، دهمین کنگره سالانه انجمن مهندسین متالورژی ایران، شیراز، (25 تا 26 آبان 1385).

8. فرشته صنیعی، فرامرز و عطریانی، امیر، "بررسی تجربی و عددی اثر نیروی ورقگیر و اصطکاک در فرآیند کشش عمیق ورق‌های دوفلزی"، پانزدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک، تهران، (25 تا 27 اردیبهشت 1386).

9. رجبی، علی و کدخدایان، مهران، "بررسی ورق‌های فلز-کامپوزیتی در فرآیند کشش عمیق و مقایسه آن با نتایج تجربی"، یازدهمین کنفرانس ساخت و تولید ایران، تبریز، (27 تا 29 مهر 1389).

10. Seior, B.W., "Flange wrinkling in deep-drawing operations", Journal of the mechanics and physics of solids, Vol. 4, pp. 235-246, (1956).

11. Chu, E. and Xu, Y., "An elastoplastic analysis of flange wrinkling in deep drawing process", International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 43, pp. 1421-1440, (2001).

12. Saxena, R.K. and Dixit P.M., "Prediction of flange wrinkling in deep drawing process using bifurcation criterion", Journal of Manufacturing Processes, Vol. 12, pp. 19-29, (2010).

13. Hutchinson, J.W. and Neale K.W., "Wrinkling of curved thin sheet metal", International Symposium on plastic Instability, Paris, pp. 71-78, 9-13 September, (1985).

14. Kadkhodayan, M. and Moayyedian, F., "Analytical elastic–plastic study on flange wrinkling in deep drawing process", Scientia Iranica B, Vol. 18(2), pp. 250–260, (2011).

15. Cheng, H.S., Cao, J., Yao, H., Liu, S.D. and Kinsey, B., "Wrinkling behavior of laminated steel sheets", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 151, pp. 133–140, (2004).

16. Morovvati, M.R., Mollaei-Dariani, B. and Asadian-Ardakani, M.H., "A theoretical, numerical, and experimental investigation of plastic wrinkling of circular two-layer sheet metal in the deep drawing", Journal of Materials Processing Technology, Vol. 210, pp. 1738–1747, (2010).

17. Morovvati, M.R., Fatemi, A. and Sadighi, M., "Experimental and finite element investigation on wrinkling of circular single layer and two-layer sheet metals in deep drawing process", International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 54, pp. 113-121, (2011).

18. Li, H., Chen, J. and Yang, J., "Experiment and numerical simulation on delamination during the laminated steel sheet forming processes", International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 68, pp. 641-649, (2013).

19. عطریان افیانی، امیر، "مطالعه ی عددی و آزمایشگاهی فرآیند کشش عمیق ورق‌های دو فلزی"، پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، (1386).