شبيه سازي فرآيند كلينچينگ ورق هاي فولادي به روش اجزاي محدود و بررسي تاثير ناهمسانگردي بر رفتار مكانيكي اتّصال

Finite element simulation of the clinching process of steel sheets and study on influence of anisotropy on the mechanical behavior of joint

اين مقاله، به مطالعه ي عددي فرآيند كلينچينگ نوع تاكس روي نوعي ورق فولادي مي پردازد و تاثير ناهمسانگردي ماده را بر رفتار هندسي و مكانيكي اتّصال با ارزيابي پارامترهاي اتّصال همچون آندركات، ضخامت ناحيه ي گردن و منحني نيروي سنبه نسبت به جابجايي آن بررسي مي كند. روش اجزاي محدود به كمك نرم افزار آباكوس به منظور شبيه سازي دو بعدي و سه بعدي فرآيند كلينچينگ در راستاي اهداف نامبرده به كار گرفته خواهد شد. اين مقاله به طور اساسي به بيان مقايسه مابين نتايج آزمايشگاهي و نتايج بدست آمده از شبيه سازي پرداخته كه موجب اعتباربخشي به نتايج شبيه سازي مي شود. به منظور مطالعه ي تاثير ناهمسانگردي، شبيه سازي سه بعدي فرآيند كلينچينگ به كار گرفته شده است. نتايج حاكي از افزايش نيروي سنبه - جابجايي براي اتّصال ورق ناهمسانگرد نسبت به ورق همسانگرد است. علاوه بر اين، نتايج تحقيق نشان دهنده آن است كه ضخامت ناحيه گردن در فرآيند كلينچينگ در اثر ناهمسانگردي ورق افزايش و به عكس، پارامتر هندسي آندركات كاهش مي‌يابد.

This article describes a numerical study on the TOX-clinching process of the steel sheets. In addition, the influence of plastic anisotropy of the material on joining parameters is analyzed by evolution of the joint parameters such as undercut and neck thickness and punch force-displacement curve. Finite element analysis with ABAQUS/CAE-Explicit program is used to simulate two dimensional and three dimensional model of clinching process based on the above objectives. This work mainly represents the comparison between experimental and the simulation results with respect to process which gives the validation of the simulation results.Three-dimentional simulation of clinching process is used to study the effect of anisotropy. Results indicate that the clinching punch force-displacement curve for connection of anisotropic sheets is higher than that for isotropic sheets. In addition, results indicate that neck thickness increases with the effect of plastic anisotropy and the undercut decreases with it.