پيش بيني نمودار حد شكل‌دهي لوله منيزيمي با استفاده از مدلسازي فرآيند هيدروفرمينگ

Prediction of forming limit diagram for pure magnesium tube using hydroforming process modeling

هدف از انجام اين مطالعه، مدل‌سازي تست هيدروفرمينگ لوله منيزيمي و استخراج نمودار حد شكل‌دهي (FLD) به كمك روش المان محدود مي‌باشد. در گام اول، ﻣﺪل سازي ﺳﻪ ﺑﻌﺪى المان محدود فرآيند هيدروفرمينگ لوله آلومينيوم 7020-T6 به منظور رسم نمودار FLD انجام شد. به منظور شناسايي معيار مناسب شروع گلويي شدن، چهار معيار حداكثر مقدار مشتق دوم كرنش كوچك، كرنش بزرگ، كرنش ضخامتي و كرنش پلاستيك معادل لحاظ گرديد. مقايسه نتايج شبيه‌سازي و تجربي نشان مي‌دهد كه سه معيار حداكثر مقدار ﻣﺸﺘﻖ دوم ﻛﺮﻧﺶ ﺑﺰرگ، ﻛﺮﻧﺶ ﻛﻮﭼﻚ و ﻛﺮﻧﺶ ﭘﻼﺳﺘﻴﻚ ﻣﻌﺎدل معيار مناسب براي شبيه‌سازي هستند. پس از صحت‌سنجي مدلسازي فرآيند هيدروفرمينگ با نتايج تجربي براي لوله آلومينيوم 7020-T6، نمودار FLD لوله منيزيمي استخراج گرديد. نتايج نشان مي‌دهد كه در بارگذاري‌ها با تغذيه محوري‌هاي متفاوت، زمان گلويي شدن و مقدار تنش و كرنش در لوله تغيير مي‌كند و سبب مي‌گردد در هر بارگذاري، كرنش‌هاي حدي مختلفي بدست ‌آيد. همچنين مطابق با نمودار FLD، ﻫﺮ ﭼﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻣﺤﻮرى ﺑﻪ ﻓﺸﺎر داﺧﻠﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺷﻮد، ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه روى ﻧﻤﻮدار FLD ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻛﺮﻧﺶ ﻛﻮﭼﻚ ﻣﻨﻔﻲﺗﺮ ﻛﺸﻴﺪه ﻣﻲﺷﻮد.

The main objective in this study is to model the hydroforming process for Mg tube and obtain the forming limit diagram (FLD) using finite element method. In the first step, three -dimensional finite element modeling of hydroforming process of AL-7020-T6 tube was performed to plot FLD. In order to identify the appropriate criterion for the onset of necking, the hydroforming process modeling was performed by considering the four criteria including of the second derivative of minimum principal strain, maximum principal strain, thickness strain and equivalent plastic strain. Comparison between simulation and experimental results indicated that the second derivative of minimum principal strain, max principal strain and equivalent plastic strain were appropriate criteria for simulation. After validation of the hydroforming process modeling with experimental result, the FLD of the Mg tube was extracted. The results show that in the loading with different axial feeding, the necking time and the amount of stress and strain change. Therefore, various limit strains are obtained by changing the loading conditions. Also, according to the FLD, the higher ratio of axial feed to internal pressure causes the limit strain shifts to the left in FLD plane.