بررسي حد شكل‌دهي و جابه‌جايي خط جوش، در شكل‌دهي لوح‌هاي تركيبي با استفاده از روش‌هاي عددي و تجربي

Investigation of Forming Limit and Weld Line Movement in the Forming of Tailor Welded Blanks using Experiment and Numerical Method

نمودار حد شكل‌دهي، يك روش مفيد براي شناسايي شكل پذيري ورق‌هاي فلزي مي‌باشد. در اين تحقيق، مدل‌هاي عددي متفاوتي براي بررسي حد شكل‌دهي (FLD) لوح‌هاي تركيبي استفاده مي‌شود. لوح‌هاي تركيبي متشكل از ورق‌هاي پايه از جنس IF و با ضخامت متفاوت بودند كه با استفاده از جوش ليزر CO2 به هم جوش شدند. منحني حد شكل‌دهي استخراج شده با استفاده از مدل‌هاي عددي، با منحني حد شكل‌دهي حاصل از آزمايش‌هاي تجربي و مدل تجربي موسسه تحقيقاتي كشش عميق آمريكاي شمالي مقايسه مي‌شود. هدف اصلي اين تحقيق بررسي ميزان كارايي روش‌هاي عددي در پيش‌بيني حد شكل‌دهي و جابه‌جايي خط جوش مي‌باشد. اين مدل‌هاي عددي براي پيش‌بيني حد شكل‌دهي شامل: مشتق دوم نازك شدگي (SDT)، نرخ كرنش موثر (ESR)، نرخ كرنش بيشينه (MSR)، نرخ كرنش ضخامت (TSR) و گراديان ضخامت (TG) مي‌باشند. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه گلويي شدن، زماني اتفاق مي‌افتد كه مقادير مدل‌هاي ESR، MSR، TSR بيشينه باشند و براي معيار گراديان ضخامت، زماني گلويي شدن اتفاق مي‌افتد كه 78/0 TG? باشد. بر اساس معيار مشتق دوم نازك شدگي، گلويي شدن زماني است كه اولين پيك در نمودار SDT نسبت به زمان اتفاق مي‌افتد. جابه‌جايي خط جوش يكي از پارامترهايي است كه شكل‌دهي اين ورق‌ها را تحت تاثير مي‌گذارد. بيشترين مقدار جابه‌جايي خط جوش با استفاده از معيارهاي عددي پيش‌بيني و با نتايج تجربي مقايسه مي‌شود. نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه معيار SDT از دقت مناسبي براي پيش‌بيني حد شكل‌دهي و جابه‌جايي خط جوش در شكل‌دهي لوح هاي تركيبي برخوردار است.

The forming limit diagram (FLD) is a useful method for characterizing the formability of sheet metals. In this paper, different numerical models were used to investigate the FLD of Tailor Welded Blank (TWB). TWBs were Co2 laser-welded samples of interstitial-free (IF) steel sheets with different thicknesses. The results of the numerical models were compared with the experimental FLD as well as with the empirical model proposed by the North American Deep Drawing Research Group (NADDRG). The emphasis of this investigation is to determine the performance of these different approaches in predicting the FLD. These numerical models for FLD are: second derivation of thinning (SDT), effective strain rate (ESR), major strain rate (MSR), thickness strain rate (TSR) and thickness gradient (TG). Results of this research show necking will happen, when the value of MSR, TSR, ESR criteria is maximum, TG ? 0.78 and SDT criterion has the first peak in forming process time. Weld line movement is one of parameters which influence formability of TWBs. Maximum of weld line movement of TWB base on different numerical criteria was predicted and compared with experimental results. Results of this research show that SDT criterion has a good accuracy for prediction of forming limit diagram and also weld line movement in the forming of TWB.