تا 33 صفحه 1394 زمستان 2 شماره 47 دوره Vol. 47, No. 2, Winter 2015, pp (Mechanical Engineering) (ASJR-ME)

Transcript

1 42 تا 33 صفحه 394 زمستان 2 شماره 47 دوره Vol. 47, No. 2, Winter 20, pp مکانیک( )مهندسی امیرکبیر پژوهشی علمی نشریه AmirKabir Jounrnal of Science & Research (Mechanical Engineering) (ASJR-ME) انحنای شعاع و فنری بازگشت مقادیر پیشبینی برای روابطی آوردن بدست DP600 فازی دو فوالد جنس از ورقهایی شکل U خمکاری در دیواره 3 امیرآبادی حسین 2* ترابیان حسین علویجه شفیعی محمد بیرجند دانشگاه مکانیک دانشکده دکتری دانشجوی - مرکزی تهران واحد اسالمی آزاد دانشگاه مکانیک دانشکده استادیار 2- بیرجند دانشگاه مکانیک دانشکده دانشیار 3- چکیده 394/2/28( پذیرش: 39/ )دریافت: بازگشت به منجر که است باربرداری طول در کشسان بازیابی پدیده فلزی ورقهای مطلوب شکلدهی در محدودیت مهمترین دقیق محصوالت تولید برای جانبی دیواره انحنای و فنری بازگشت پیشبینی بنابراین میگردد. جانبی دیواره انحنای و فنری فنری بازگشت میزان بر ورق تسلیم استحکام و ورق ضخامت اصطکاک ضریب ورقگیر نیروی اثر تحقیق این در است. ضروری است. گرفته قرار بررسی مورد DP600 فازی دو فوالد جنس از ورقهایی شکل U خمکاری فرایند در جانبی دیواره انحنای و عملی آزمایشهای نتایج با نرمافزار این از حاصل نتایج و شده استفاده آباکوس محدود اجزای نرمافزار از عوامل این بررسی برای زا استفاده با پایان در میکنند. تصدیق را شبیهسازی از حاصل نتایج عملی آزمایشهای از آمده بدست نتایج است. شده مقایسه فنری بازگشت مقادیر پیشبینی برای معادالتی و شده تحلیل و تجزیه محدود اجزای شبیهسازی نتایج مینیتب آماری نرمافزار آورده بدست ورق تسلیم استحکام و ضخامت ورقگیر نیروی اصطکاک ضریب مقادیر از استفاده با جانبی دیواره انحنای شعاع و است. شده کلیدی: کلمات فازی دو فوالد جانبی دیواره انحنای شعاع فنری بازگشت شکل U شکلدهی h_torabian@iauctb.ac.ir مکاتبات: دار عهده و مسئول نویسنده *

2 شکل... U خمکاری در دیواره انحنای شعاع و فنری بازگشت مقادیر پیشبینی برای روابطی آوردن بدست - مقدمه بر مؤثر بسیار عوامل از یکی فلزی ورقهای شکلدهی فرایندهای در تغییر صورت به پدیده این است. فنری بازگشت پدیده کار قطعه کیفیت که موادی برای و میگردد نمایان ابزار برداشتن از بعد کار قطعه شکل در فوالدهای )مثل است باالتر آنها االستیسیته مدول به ماده مقاومت نسبت میباشد. محسوستر فازی( دو در دادهاند. قرار مطالعه مورد را فنری بازگشت پدیده بسیاری محققین از ناچار به تحلیلی روشهای از استفاده منظور به بررسیها این از برخی کرنش و تنش بین ساده رابطه وجود قبیل از بسیاری سادهکننده فرضیات اثر از چشمپوشی ماده ضخامت شدن کم گرفتن نادیده اصطکاک حذف شده استفاده ضخامت با مقایسه در خمش شعاع بودن بزرگ و بوشینگر است] 6 4 [. ورقهای شکلدهی فرایندهای در اخیر سالهای در که نوآوریهایی با وزن کمترین با قطعات طراحی بر که تأکیدی و است شده ایجاد فلزی خواص با کامپوزیتی نوارهای یا و باال استحکام با مواد به نیاز دارد وجود خمش شعاع برای را رابطهای یوئن راستا این در است. یافته افزایش متنوع است] 7 [. نموده تعیین الیه چند نوارهای برای فنری بازگشت از بعد خمش قابلیت و فنری بازگشت محاسبه برای را روشی لیو آن از پس شرایط در غیرایزوتروپ فلزی ورقههای پالستیک - االستیک حالت در نکته این به هو و زنگ داد] 6 [. ارائه خالص خمش و صفحهای کرنش بازگشت محاسبه روشهای و ماده سیکلی بارگذاری اثر که نمودند اشاره همین در است] 8 [. زیاد بسیار باقیمانده تنشهای و تنشها مقدار بر فنری و ایزوتروپ سختشوندگی مدل فرضیات اساس بر کینزل و گائو رابطه پیشبینی برای را جدیدی مدل Mroz چندگانه سطح مدل و سینماتیکی دادند] 2 [. ارائه پیچیده بارگذاری-های در فنری بازگشت میزان برای نیز آزمایشگاهی و عددی روشهای از تحلیلی روشهای بر عالوه کارگیری به حال این با است. شده استفاده فنری بازگشت میزان تعیین بازگشت میزان بر مؤثر عوامل کلیه بررسی برای آزمایشگاهی روشهای عددی روشهای کاربرد نتیجه در است. زمانبر و دشوار پرهزینه فنری است. توسعه حال در پیش از بیش فنری بازگشت پدیده بررسی برای میان در که دریافت میتوان خوبی به گرفته انجام تحقیقات بررسی با رد عمدهای نقش ) 2 FEM( محدود اجزای روشهای عددی روشهای ماده رفتار روشها این از استفاده با داشتهاند. شکلدهی مسائل مطالعه این از میشود. شبیهسازی قبولی قابل سطح تا شکل تغییر فرایند و را تولید هزینه شکلدهی ابزار طراحی زمان در آنها کارگیری به رو پیشرفتهای اخیر دهههای در میدهد. کاهش توجهی قابل مقدار به شکلدهی فرایندهای انواع عددی شبیهسازی زمینه در مالحظهای قابل برای زو تحقیق به میتوان جمله آن از است. شده انجام فلزی ورقهای در نمود] 9 [. اشاره EBG 3 نام به روشی ابداع و محاسبات زمان کاهش استفاده فنری بازگشت میزان محاسبه برای 4 غشایی المان از روش این مسائل بررسی در را فوق روش واگنر و سیریام آن از پس است. شده این کاربرد حال این با دادند] [. توسعه بعدی سه حالت در شکلدهی فنری بازگشت میزان محاسبه و صفحات خمشی مقاومت تعیین در روش فعالیتهای ادامه در نشد. داده تشخیص مناسب بعدی سه مسائل برای و غشایی المانهای با هیبریدی روش از همکارانش و پوربقراط شده یاد تحت شکلدهی فرایندهای در فنری بازگشت محاسبه برای 5 پوستهای نمودند] 0 [. استفاده محوری متقارن بار بسیار اتومبیلسازی جمله از و شکلدهی صنایع در که قطعاتی از یکی U قطعات در میباشند. شکل U قطعات میگیرند قرار استفاده مورد نیز 6 جانبی دیواره انحنای پدیده فنری بازگشت پدیده بر عالوه شکل تغییر نتیجه که است پدیدهای جانبی دیواره انحنای میگردد. مشاهده دیواره در و میباشد آنها رهاسازی و خمش کشش پیچیده شکل چگونگی مورد در بسیاری مطالعات میدهد. رخ یافته شکل تغییر قطعات عوامل و مذکور پدیده دو علل و شکلدهی فرایند نوع این مدلسازی روش از استفاده با چو و پوربقراط ابتدا است. شده انجام آنها بر مؤثر سال چند کنند] 2 [. شبیهسازی را فرایند این کردند سعی هیبریدی مدل اساس بر فنری بازگشت محاسبه برای را روشی همکارانش و لی بعد نتیجه در دادند] 7 [. ارائه دینامیکی حلکننده از استفاده با محدود اجزای بر طراحی عوامل برخی و فنری بازگشت بین رابطهای آنها تحقیق این فعالیتهای در کردند. تعیین تعامدی رگرسیون تحلیل آماری مدل اساس ماتریس شعاع سنبه شعاع اثر ساموئل جاری تحقیق موضوع به نزدیک جانبی دیواره انحنای و فنری بازگشت میزان بر را ناهمسانگردی مقدار و انحنای کاهش جبران برای نیز همکارانش و لیو است] 4 [. نموده بررسی استفاده شکل U قطعات کششی خمش در فنری بازگشت و جانبی دیواره همکارانش و راگایی ]9 8[. نمودهاند پیشنهاد را متغیر نگهدارنده نیروی از ضد فوالد ورقههای فنری بازگشت میزان در را ناهمسانگردی مقدار اثر محدود اجزای روش به شبیهسازی و آزمایشگاهی صورت به 40 زنگ در ناگاتا نام به روشی از همکارانش و هاما دادهاند] 3 [. قرار بررسی مورد و قالب مدلسازی در دقت اثر و نمودند استفاده فلزات فرمدهی فرایند بررسی مورد باال استحکام با فوالد فنری بازگشت شبیهسازی در را پانچ دادند] 3 [. قرار وزن کمترین با قطعات تولید اتومبیلسازی بویژه مختلف صنایع در جمله از بسیاری مزایای اتومبیلها وزن کاهش است. مهم بسیار ممکن است نیاز قطعات اینگونه تولید برای دارد. پی در را سوخت مصرف کاهش صنایع در امروزه گردد. استفاده سبک وزن و باال استحکام با مواد از تا وزن سبک و باال استحکام با آلیاژهای از استفاده جای به اتومبیلسازی به استحکام نسبت دارای که فازی دو فوالدهای از منیزیم و آلمینیوم منیزیم و آلمینیوم آلیاژهای به نسبت همچنین و میباشند باال چگالی 4 Membrane Element 5 Shell Elements 6 Side Wall Curl Springback 2 Finite Element Method 3 Element Bending Group 394 زمستان 2 شماره 47 دوره مکانیک مهندسی - امیرکبیر پژوهشی علمی نشریه 34

3 امیرآبادی حسین ترابیان حسین علویجه شفیعی محمد نیز را مشکالتی فوالدها نوع این از استفاده میشود. استفاده ارزانترند بازگشت مقدار بودن بزرگ مشکالت این از یکی که دارد همراه به میباشد. فوالدها نوع این شکلدهی در جانبی دیواره زیاد انحنای و فنری فازی دو فوالد جنس از ورقهایی شکل U خمکاری در مقاله این در عوامل اثر و جانبی دیواره انحنای و فنری بازگشت پدیدههای DP600 بر ورق ضخامت و تسلیم استحکام اصطکاک ضریب ورقگیر نیروی این مقادیر پیشبینی برای روابطی پایان در و شده بررسی پدیدهها این استحکام اصطکاک ضریب ورقگیر نیروی مقادیر از استفاده با پدیدهها است. شده آورده بدست ورق ضخامت و ورق تسلیم استفاده مورد تجهیزات و 2-2 مواد با هیدرولیکی پرسی که INSTRON 850 پرس از تحقیق این در ورقگیر و ماتریس سنبه است. شده استفاده میباشد تن 0 ظرفیت جنس از ورقها و شده ساخته 55 HRc سختی با ابزاری فوالد از همگی ورقها این از یک هر طول شدهاند. انتخاب DP600 فازی دو فوالد شده استفاده ورقهای ضخامت است. 35 mm آنها عرض و 300 mm - تنش منحنی است. میلیمتر و /2 ترتیب به تحقیق این در نورد جهت در که تحقیق این در شده استفاده ورقهای مومسان کرنش ASTM استاندارد طبق محوری تک کشش آزمون از استفاده با ورق شده داده نشان شکل در آمده بدست 0/0 S - کرنش نرخ در و E8 این در است. شده آورده جدول در ورقها این مکانیکی خصوصیات و 45 0 جهت-های در r مقادیر نشاندهنده ترتیب به r 90 و r ا 45 r 0 جدول میباشند. ورق نورد جهت به نسبت درجه 90 و 3-3 آزمایشها انجام کارگاه محیط ثابت دمای در آزمایشها تمامی تحقیق این در هر و ورقگیر سنبه ماتریس سطوح آزمایش هر انجام از قبل شدهاند. روانکارهای بوسیله سطوح این سپس شده تمیز خوبی به ورق طرف دو ساعت کمک به ابتدا آزمایش هر انجام برای شدهاند. روغنکاری مناسب سپس شده داده قرار قالب روی خود دقیق موقعیت در ورق اندازهگیری باالیی صفحه ورقگیر نیروی اعمال از پس میشود. آورده پایین ورقگیر سمت به mm/s ثابت سرعت با سنبه و کرده آمدن پایین به شروع پرس نفوذ مقدار و سنبه جابهجایی دقیق کنترل برای میشود. داده حرکت پایین یک از است 70 mm با برابر تحقیق این در که ماتریس داخل به آن 70 mm اندازه به سنبه آنکه از پس است. شده استفاده اندازهگیری ساعت سپس مییابد پایان ورق شکلدهی عملیات کرد نفوذ ماتریس داخل در انتها در و شده برداشته ورق روی از ورقگیر برگشته باال سمت به سنبه میشود. خارج قالب درون از کامل بطور ورق چهار ورق هر در و شده انجام ورق دو روی بر آزمایش هر تحقیق این در فنری بازگشت عوامل از کدام هر برای ورق گوشه چهار روی اندازهگیری انحنای شعاع و β( 2 ( فلنج زاویه فنری بازگشت β( ( دیواره شدن باز زاویه ورق مکانیکی لودججدجخواص خاصیت )GPa( االستیسیته مدول مقدار برای اندازهگیری هشت این میانگین است. شده انجام )ρ( جانبی دیواره شده گرفته نظر در عامل آن مقدار عنوان به ρ و β ا 2 β عوامل از کدام هر ورق پیچش از ناشی خطای مانند خطاهایی کاهش سبب کار این است. یابد. می افزایش حاصل نتایج درستی نتیجه در شده محدود اجزای 4-4 شبیهسازی به و محدود اجزای روش از استفاده با ورق شکل U خمکاری فرایند شماتیک 2 شکل در است. شده شبیهسازی 7 آباکوس نرمافزار کمک مسئله تقارن علت به است. شده داده نشان ورق شکل U خمکاری مسئله است. شده استفاده مدل راست سمت نیمه از فقط میانی صفحه به نسبت میشود. تحلیل زمان کاهش و سرعت افزایش سبب کار این است. شده تعریف 8 مرحله پنج شبیهسازی این انجام برای میگردد] 5 [. شبیهسازی از حاصل نتایج درستی افزایش سبب کار این 7 ABAQUS 8 Step 205/35 0/79 /03 r 0 r 45 r 90 ورق مومسان کرنش - تنش لکششکشمنحنی پواسون نسبت /0 0/ )kg/m 3 ( چگالی )MPa( تسلیم استحکام زمستان 2 شماره 47 دوره مکانیک مهندسی - امیرکبیر پژوهشی علمی نشریه

4 شکل... U خمکاری در دیواره انحنای شعاع و فنری بازگشت مقادیر پیشبینی برای روابطی آوردن بدست از: عبارتند مراحل این است شده داده نشان 3 شکل در که همانطور میشود. اعمال ورقگیر نیروی مرحله اولین در - قالب حفره درون به ثابت سرعت با سنبه مرحله دومین در 2- عمق به اینکه تا میگردد ورق شکل تغییر سبب و کرده نفوذ )ماتریس( برسد. ماتریس میلیمتری 70 میگردد. باز باال سمت به سنبه مرحله سومین در 3- میشود. برداشته ورق روی از ورقگیر مرحله چهارمین در 4- شده داده شکل قطعه است نهایی مرحله که مرحله پنجمین در 5- حذف شده تعریف تماسهای تمامی و شده خارج قالب از کامل بطور میشوند. از کدام هر برای و شده استفاده پوستهای و 9 توپر المان نوع دو از و 0 صریح حل روش دو از فنری بازگشت و شکلدهی شبیهسازیهای است. شده استفاده ضمنی حل فرایند شبیهسازی برای مختلف لودججدجروشهای فنری بازگشت شبیهسازی صریح حل صریح حل ضمنی حل شکلدهی شبیهسازی ضمنی حل صریح حل ضمنی حل المان نوع توپر توپر توپر حالت ضمنی حل صریح حل توپر 5 صریح حل ضمنی حل پوستهای 6 ضمنی حل صریح حل پوستهای 7 ضمنی حل ضمنی حل پوستهای 8 صریح حل صریح حل پوستهای قالب هندسه شماتیک لکششکشنمایش مطابق شبیهسازی انجام برای مناسب روش انتخاب برای مقاله این در همانطور است. گرفته قرار بررسی مورد مختلف حالت هشت 2 جدول ورق مدلسازی برای مقاله این در میگردد مشاهده جدول این از که فنری بازگشت عوامل مقادیر ترتیب به 6 و 5 4 شکلهای در انحنای شعاع و فلنج زاویه فنری بازگشت دیواره شدن باز زاویه آمده بدست مقادیر با آمدهاند بدست آزمایش از که جانبی دیواره مقایسه 2( )جدول محدود اجزای شبیهسازی مختلف حالتهای از حالتهای در محاسبات انجام برای الزم زمان 7 شکل در شدهاند. شدهاند. مقایسه هم با 2( )جدول محدود اجزای شبیهسازی مختلف ضمنی حل روش از استفاده که میشود گرفته نتیجه شکلها این از درستی مالحظه قابل افزایش سبب فنری بازگشت شبیهسازی برای فنری بازگشت دیواره شدن باز زاویه فنری بازگشت مقادیر پیشبینی از استفاده چند هر میگردد. جانبی دیواره انحنای شعاع و فلنج زاویه مالحظهای قابل تأثیر شکلدهی شبیهسازی برای صریح حل روش ار محاسبات انجام زمان ولی نمیگذارد پیشبینیها این درستی بر نوع المان جای به پوستهای نوع المان از استفاده میدهد. کاهش درستی افزایش سبب محاسبات انجام زمان کاهش بر عالوه توپر فنری بازگشت دیواره شدن باز زاویه فنری بازگشت مقادیر پیشبینی بهترین بنابراین میگردد. نیز جانبی دیواره انحنای شعاع و فلنج زاویه از باال دقت داشتن بر عالوه که شبیهسازی این انجام برای حالت از آن در که است شش حالت میباشد برخوردار نیز باالیی سرعت از همچنین شده استفاده ورق مدلسازی برای پوستهای نوع المان ضمنی حل روش از و شکلدهی شبیهسازی برای صریح حل روش است. شده استفاده فنری بازگشت شبیهسازی برای 9 Solid Element 0 Explicit Implicit فرایند شبیهسازی مختلف لکششکشمراحل 394 زمستان 2 شماره 47 دوره مکانیک مهندسی - امیرکبیر پژوهشی علمی نشریه 36

5 امیرآبادی حسین ترابیان حسین علویجه شفیعی محمد در دیواره شدن باز زاویه فنری بازگشت لکششکشمقادیر mmا ورق ضخامت وقتی شبیهسازی مختلف حاالت استحکام و /0 اصطکاک ضریب knا ورقگیر نیروی است MPaا ورق تسلیم حاالت در فلنج زاویه فنری بازگشت لکششکشمقادیر نیروی mmا ورق ضخامت وقتی شبیهسازی مختلف تسلیم استحکام و /0 اصطکاک ضریب knا ورقگیر است MPaا ورق مختلف حاالت در محاسبات انجام برای الزم لکششکشزمان شبیهسازی دیواره شدن باز زاویه فنری بازگشت مقادیر اندازهگیری برای الزم نقاط نشان 8 شکل در جانبی دیواره انحنای شعاع و فلنج زاویه فنری بازگشت A نقاط مختصات ابتدا عوامل این مقادیر اندازهگیری برای شدهاند. داده و A نقاط مختصات و فنری بازگشت پدیده وقوع از پس E و D C B اندازهگیری )B 0 و A 0 )مختصات فنری بازگشت پدیده وقوع از قبل B بازگشت مقادیر )8( تا )( روابط و مختصات این از استفاده با سپس شده انحنای شعاع و فلنج زاویه فنری بازگشت دیواره شدن باز زاویه فنری میشود. آورده بدست جانبی دیواره β β 0 = θ θ 0 2 = θ θ 2 2 حاالت در جانبی دیواره انحنای شعاع لکششکشمقادیر نیروی mmا ورق ضخامت وقتی شبیهسازی مختلف تسلیم استحکام و /0 اصطکاک ضریب knا ورقگیر است MPaا ورق بحث و 5-5 نتایج ضخامت با ورقهایی برای آزمایشها از حاصل نتایج 3 جدول در از حاصل نتایج 5 و 4 جداول در و MPa تسلیم استحکام و mm است. شده بیان آباکوس نرمافزار بوسیله محدود اجزای شبیهسازی زمستان 2 شماره 47 دوره مکانیک مهندسی - امیرکبیر پژوهشی علمی نشریه

6 mm بدست آوردن روابطی برای پیشبینی مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره در خمکاری U شکل... جانبی با استفاده از نرمافزار مینیتب 2 به تحلیل رگرسیونی مقادیر این عوامل که از شبیهسازی اجزای محدود بدست آمدهاند پرداخته شده است. در این تحلیل متغیرهای ضریب اصطکاک نیروی ورقگیر استحکام تسلیم و ضخامت ورق به عنوان متغیرهای پیشبینیکننده و متغیرهای بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بازگشت فنری زاویه فلنج و شعاع انحنای دیواره جانبی به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدهاند. با استفاده از نرمافزار مینیتب روابط )9( )0( و )( به ترتیب برای عوامل بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بازگشت فنری زاویه فلنج و شعاع انحنای دیواره جانبی بدست آورده شده است. با مقایسه نتایج آزمایشها که در جدول 3 بیان شده و نتایج شبیهسازیهای اجزای محدود که در جداول 4 و 5 بیان شده است مشاهده میشود که برای بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بازگشت فنری زاویه فلنج و شعاع انحنای دیواره جانبی بیشترین خطای بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج شبیهسازیهای اجزای محدود به ترتیب 9/2 8/3 و 3/4 درصد و میانگین خطای بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج شبیه-سازیهای اجزای محدود برای بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بازگشت فنری زاویه فلنج و شعاع انحنای دیواره جانبی به ترتیب 6/9 7/2 و 9/4 درصد میباشد. بنابراین مشاهده میشود که اختالف زیادی بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج شبیهسازیهای اجزای محدود وجود ندارد. برای بدست آوردن روابطی برای پیشبینی مقادیر عوامل بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بازگشت فنری زاویه فلنج و شعاع انحنای دیواره X 2 برابر X برابر با نیروی ورقگیر بر حسب کیلو نیوتن در روابط فوق X 3 برابر با ضخامت ورق با استحکام تسلیم ورق بر حسب مگاپاسکال X 4 برابر با ضریب اصطکاک بین ورق و تجهیزات بر حسب میلیمتر β 2 β بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره بر حسب درجه شکلدهی بازگشت فنری زاویه فلنج برحسب درجه و ρ شعاع انحنای دیواره جانبی بر حسب میلیمتر میباشند. از بررسی روابط )9( )0( و )( نتیجه گرفته میشود که: - با افزایش نیروی ورقگیر در ابتدا میزان بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج افزایش و شعاع انحنای دیواره جانبی کاهش مییابد ولی با عبور نیروی ورقگیر از مقادیر معینی بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج شروع به کاهش و شعاع انحنای دیواره جانبی شروع به افزایش میکند. علت پدیده فوق این است که در ابتدا با افزایش نیروی ورقگیر نیروهای غشایی - کششی ایجاد شده در ورق سبب محدودتر شدن منطقه مومسان حاصل بر روی ورق میگردند که علت این امر خمش ورق و تنشهای فشاری ایجاد شده است. با افزایش نیروی ورقگیر تنشهای غشایی - کششی حاصل از نیروی ورقگیر توسعه یافته و با گسترش منطقه مومسان کاهش میزان بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج و افزایش شعاع انحنای دیواره جانبی اتفاق خواهد افتاد. 2- با افزایش استحکام تسلیم ورق بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج افزایش و شعاع انحنای دیواره جانبی کاهش مییابد. 3- با افزایش ضخامت ورق بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج کاهش و شعاع انحنای دیواره جانبی افزایش مییابد. 2 MINITAB ρ و β 2 β لکششکشنقاط الزم برای اندازهگیری مقادیر لودججدجنتایج آزمایشهای عملی برای ورقهایی با ضخامت ا و استحکام تسلیم MPa ا β β 2 ρ (mm) ضریب اصطکاک نیروی ورقگیر 0/ 0/ 0/ 3/6 6/2 7/ 4/9 7/5 8/5 /9 8/6 9/5 8/7 9/7 0/3 8/6 0/3 9/ 0/8 / نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر - مهندسی مکانیک دوره 47 شماره 2 زمستان

7 محمد شفیعی علویجه حسین ترابیان حسین امیرآبادی لودججدجنتایج حاصل از نرمافزار آباکوس استحکام تسلیم ضریب اصطکاک ضخامت ورق نیروی ورقگیر β β 2 ρ (mm) 0/5478 6/ / / /322 4/ /937 /7765 7/474 77/898 3/65 9/ /8092 /7029 0/842 48/7698 0/ 2/776 7/5054 7/6334 0/ 4/6542 9/38 45/726 0/ 7/ /030 9/9040 6/ /8895 /0858 7/ /847 2/0729 9/20 99/3683 0/8943 6/836 95/ /468 84/753 4/247 0/ /2973 0/ /4438 6/ /83 0/ 3/469 8/ /68 0/ /9 0/7834 7/7029 7/8036 5/0008 0/ / /6842 /7723 8/ /87 9/34 5/ /399 /624 7/ /338 3/052 9/675 90/8989 0/ 0/2467 5/ /4823 0/ /7428 7/543 93/4607 0/ 3/79 9/ /7024 2/8987 8/ /8976 4/9432 0/ /249 6/73 2/64 70/5526 4/3548 9/ /827 6/294 / /074 2/996 45/6582 0/ /87 9/498 4/946 0/ 7/2826 /3282 4/029 نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر - مهندسی مکانیک دوره 47 شماره 2 زمستان

8 بدست آوردن روابطی برای پیشبینی مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره در خمکاری U شکل... لودججدجنتایج حاصل از نرمافزار آباکوس )ادامه( 0/ 9/567 3/98 38/269 /8330 7/962 22/999 3/547 9/ /2958 /503 /8 94/7345 3/007 8/774 9/690 /246 0/ /789 / /4533 لودججدجنتایج حاصل از نرمافزار آباکوس استحکام تسلیم ضریب اصطکاک ضخامت ورق نیروی ورقگیر β β 2 ρ (mm) /2 0/ 4/2869 8/837 73/8049 /2 0/ 6/48 0/928 64/5947 /2 0/ 8/5976 2/603 4/046 0/3487 6/ /486 2/6482 8/ /8470 4/7093 0/4539 2/2963 /96 7/ /4389 3/8087 9/ /869 /996 0/ /087 0/ 2/9894 7/ /380 0/ 4/4964 9/ /698 0/ 6/489 / /9389 3/8098 9/ /002 /997 /987 83/3 7/8934 2/ /5534 / /4063 7/229 /97 9/894 9/0879 3/ /4793 0/ /9873 0/2263 4/8948 0/ 8/3429 2/3773 4/803 0/ 20/904 3/ /94 /2 2/40 8/ /2 4/683 9/ /4972 /2 6/2803 /904 94/297 /2 4/0496 9/36 9/0005 /2 /7890 0/952 79/0229 نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر - مهندسی مکانیک دوره 47 شماره 2 زمستان

9 محمد شفیعی علویجه حسین ترابیان حسین امیرآبادی لودججدجنتایج حاصل از نرمافزار آباکوس )ادامه( /2 7/ /4274 /2 0/ /042 9/600 72/936 /2 0/ 7/487 /768 62/6822 /2 0/ 9/584 3/7849 3/6946 /4874 7/ /072 3/5874 9/34 220/7984 /5670 0/9893 2/ / /530 4/6484 9/ /8028 6/ /908 0/ 4/0324 8/ /280 0/ /5994 0/403 87/489 0/ 7/4850 2/038 73/ با افزایش ضریب اصطکاک در ابتدا بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج افزایش و شعاع انحنای دیواره جانبی کاهش مییابد ولی با عبور ضریب اصطکاک از مقادیر معینی بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج شروع به کاهش و شعاع انحنای دیواره جانبی شروع به افزایش میکند علت این پدیده این است که در ابتدا با افزایش ضریب اصطکاک نیروهای غشایی - کششی ایجاد شده در ورق سبب محدودتر شدن منطقه مومسان حاصل بر روی ورق میگردند که علت این امر خمش ورق و تنشهای فشاری ایجاد شده است با افزایش ضریب اصطکاک تنشهای غشایی - کششی حاصل از اصطکاک توسعه یافته و با گسترش منطقه مومسان کاهش بازگشت فنری زاویه باز شدن دیواره و بازگشت فنری زاویه فلنج و افزایش شعاع انحنای دیواره جانبی اتفاق خواهد افتاد. بنابراین به منظور کاهش پدیدههای ناخواسته بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی در مواردی که کاهش ضریب اصطکاک به مقادیر خیلی کوچک امکانپذیر نباشد با افزایش ضریب اصطکاک میتوان این پدیده ها را تا حدودی کاهش داد. 6-6 نتيجهگیری در این مقاله پدیدههای ناخواسته بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی و عوامل مؤثر بر آنها با استفاده از روش آزمایشگاهی و روش شبیهسازی اجزای محدود مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتهاند. مقایسه نتایج حاصل از شبیهسازی اجزای محدود به کمک نرمافزار آباکوس با نتایج آزمایشهای عملی نشان میدهد که مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره جانبی در هر دو حالت همخوانی مناسبی با یکدیگر دارند. بنابراین نتیجه گرفته میشود که نرمافزار آباکوس ابزاری قابل اعتماد برای پیشبینی مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره جانبی است. در پایان به کمک نرمافزار مینیتب با استفاده از مقادیر بدست آمده بوسیله β β و ρ روابطی برای پیشبینی مقادیر β 2 نرمافزار آباکوس برای β 2 و ρ بدست آورده شده است. از این روابط نتیجه گرفته میشود که اوال افزایش استحکام تسلیم ورق سبب افزایش بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی میگردد ثانیا افزایش ضخامت ورق سبب کاهش بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی میگردد و ثالثا افزایش نیروی ورقگیر و همچنین افزایش ضریب اصطکاک تا مقادیر معینی سبب افزایش بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی میگردند ولی پس از آن مقدار بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی را کاهش میدهند. 7-7 مراجع [] Gardiner, F.J., The springback of metals, Trans. ASME, Vol. 79 No.: pp. - 9, 957. [2] Gau, J.T. and Kinzel, G.L., An experimental investigation of the influence of the Bauschinger effect on springback prediction, Journal of Materials Processing Technology, Vol 08, No. 3: pp , 200. [3] Hama, T., Nagata, T., Teodosiu, C., Makinouchi, A. and Takuda, H., Finite element simulation of springback in sheet metal forming using local interpolation for tool surfaces, International Journal of Mechanical Sciences, Vol 50, No.2: pp , [4] Johnson, W. and Yu, T.X., On springback after the pure bending of beams and plates of elastic work hardening materials, International Journal of Mechanical نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر - مهندسی مکانیک دوره 47 شماره 2 زمستان 394 4

10 بدست آوردن روابطی برای پیشبینی مقادیر بازگشت فنری و شعاع انحنای دیواره در خمکاری U شکل... [2] Pourboghrat, F. and Chu, E., Prediction of springback and side-wall curl in 2-D draw bending, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 50: pp , 995. [3] Ragai, I., Lazim, D. and Nemes, J.A., Anisotropy and springback in draw-bending of stainless steel 40: experimental and numerical study, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 66: pp. 6-27, [4] Samuel, M., Experimental and numerical prediction of springback and side wall curl in U-bending of anisotropic sheet metals, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 05, No. 3: pp , [] Siriam, S. and Wagoner, R.H., Adding bending stiffness to 3-D membrane FEM programs, International Journal of Mechanical Sciences, Vol 42, No. 9: pp , [6] Yu, T.X. and Johnson, W., Influence of axial force on the elastic-plastic bending and springback of a beam, Journal of Mechanical Working Technology, Vol. 6: pp. 5-2, 982. [7] Yuen, W.Y.D., A generalised solution for the prediction of springback in laminated strip, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 6, No. 3: pp , 996. [8] Zhang, Z.T. and Hu, S.J., Stress and residual stress distributions in plane strain bending, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 40, No. 6: pp , 998. [9] Zhou, D., Bending and springback analysis using membrane elements, Engineering Systems Design and Analysis, Vol. 3: pp , 996. Sciences, Vol. 23,No.: pp , 98. [5] Kim, H.S. and Koç, M., Numerical investigations on springback characteristics of aluminum sheet metal alloys in warm forming conditions, Journal of Materials Processing Technology, Vol 204: pp , [6] Leu, D.K., A simplified approach for evaluating bendability and springback in plastic bending of anisotropic sheet metals, Journal of Materials Processing Technology, Vol 66: pp. 9-7, 997. [7] Li, G.Y., Tan, M.J. and Liew, K.M., Springback analysis for sheet forming processes by explicit finite element method in conjunction with the orthogonal regression analysis, International Journal of Solids and Structures, Vol. 36, No.30: pp , 999. [8] Liu, G., Lin, Z., Xu, W. and Bao, Y., Variable blankholder force in U-shaped part forming for eliminating springback error, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 20: pp , [9] Liu, G., Lin, Z. and Bao, Y., Improving dimensional accuracy of a U-shaped part through an orthogonal design experiment, Finite Elements in Analysis and Design, Vol 39, No. 2: pp. 07-8, [0] Pourboghrat, F., Karabin, M.E., Becker, R.C. and Chung, K., A hybrid membrane/shell method for calculating springback of anisotropic sheet metals undergoing axisymmetric loading, International Journal of Plasticity, Vol 6, No. 6: pp , [] Pourboghrat, F. and Chu, E., Springback in plane strain stretch/draw sheet forming, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 36, No. 3: pp , 995. نشریه علمی پژوهشی امیرکبیر - مهندسی مکانیک دوره 47 شماره 2 زمستان