پيش‌بيني منحني حد شكل‌دهي به كمك معيارهاي شكست نرم در فرآيند هيدروفرمينگ لوله‌هاي آلومينيومي

Prediction of Forming Limit Curve Using Ductile Fracture Criteria in Hydrofoming of Aluminum Tubes

منحني حد شكل‌دهي از ابزارهاي مهم در برآورد شكل‌پذيري ورق‌هاي فلزي تحت بارگذاري‌هاي مختلف مي‌باشد. در اين مقاله، بالج آزاد لوله‌هاي آلومينيومي با آلياژ AA6065 براي به‌دست آوردن منحني حد شكل‌دهي به‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. يك دستگاه بالج آزاد با طول بالج ثابت و قابليت اعمال تغذيه‌ي محوري نيز براي بررسي صحت نتايج عددي ساخته شده است. در اين مطالعه هفت معيار شكست نرم براي پيش‌بيني زمان و محل وقوع تركيدگي لوله در فرآيند هيدروفرمينگ استفاده شده است. ابتدا آزمايش كشش تك محوري در نرم‌افزار آباكوس شبيه‌سازي شد تا ثابت‌هاي معيارهاي شكست به‌دست آيند. براي به‌دست آوردن نقاط مختلف كرنشي منحني حد شكل‌دهي مسيرهاي بارگذاري تغيير فشار داخلي و تغذيه‌ي محوري متفاوتي بر روي لوله اعمال شده است. با به‌كارگيري مسيرهاي بارگذاري و معيارهاي شكست منحني حد شكل‌دهي به‌دست آمده و با نتايج تجربي مورد مقايسه قرار گرفته است. منحني به‌دست آمده به‌وسيله‌ي معيار شكست نرم آيادا به‌ترين تطابق را با نتايج تجربي نشان مي‌دهد. نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهد كه پيش‌بيني همه‌ي معيارهاي شكست در حالت كرنشي كه مشابه با آزمايش كشش تك‌محوري است، با همديگر برابر مي‌باشد. با توجه به نتايج، معيارهايي كه در آن‌ها تاثير تنش ميانگين در شكست در نظر گرفته شده‌اند، براي پيش‌بيني تركيدگي در هيدروفرمينگ مناسب‌تر مي‌باشند.

Forming limit curve (FLC) is an important tool for evaluation of formability of sheet metals subjected to different loading. Free bulge of aluminume tubes has been investigated numerically to obtain FLC. To verify the numerical results one experimental setup has been manufactured which has the ability of controlling the internal pressure and axial feed. In this study, time and zone of bursting in tube hydroforming is predicted using seven ductile fracture criteria. For calibration of these criteria, the uniaxial tension is simulated in Abaqus/Explicit. Different loading curves are applied on tube to obtain the different points of FLC. Predicted FLCs by ductile fracture criteria have been compared with experimental results. The FLC which is predicted by Ayadaʹ s criterion has best match to experimental one. Results show that Prediction of all criteria are the same in strain position which is similar to uniaxial tension. Based on the results, criteria which apply the effect of average stress in prediction of dutile fracture are more appropriate for tube hydroforming process.