تحليل عددي اثر معيارهاي تسليم پيشرفته بر پيش بيني كرنش ها و تنش هاي حدي در ورق هاي آلومينيومي ناهمسانگرد

Numerical analysis of the effect of advanced yield criterion on prediction of strains and stresses in anisotropic aluminum sheets

استفاده از منحني هاي شكل دهي در تخمين شكل پذيري ورق هاي فلزي بسيار پركاربرد بوده و يكي از پارامترهاي مهم در پيش بيني كرنش-هاي حدي، تاثير معيار تسليم به ويژه در مورد ورق هاي آلومينيومي ناهمسانگرد است. در اين مقاله، اثر معيارهاي تسليم پيشرفته ي پلانكت 2008، سوآر 2008، 2008 BBCو 2011 Yldدر محاسبه ي كرنش هاي حدي و در مرحله ي بعد در پيش بيني نمودار حد تنش شكل دهي بررسي‌شده است. مدل ناپايداري پلاستيك، بر اساس مدل مارسينياك-كوزينسكي مورد مطالعه قرارگرفته است و حل معادلات با استفاده از روش نيوتن - رافسون انجام‌شده است. اين معيارها براي ارزيابي قابليت پيش بيني شكل پذيري ورق آلومينيومي 3T-2090 AAبر اساس قانون سخت شوندگي سوييفت به‌كار برده شده است و با منحني حد شكل دهي پيش بيني شده توسط معيار تسليم كلاسيك هيل48 قياس سنجي و ملاحظه شد كه معيارهاي تسليم كلاسيك جهت تخمين شكل پذيري ورق هاي آلومينيومي ناهمسانگرد مناسب نمي باشد. نتايج عددي به دست آمده از نمودار حد شكل دهي آلياژ آلومينيومي 5754 AAتوسط معيار تسليم پلانكت 2008 و قانون سخت شوندگي سوييفت، اگرچه نتايج تجربي را در محدوده ي نزديك به حالت كرنش صفحه اي تاييد مي كند ولي تابع تسليم 2ex06CPB براي پيش بيني رفتار ورق هاي آلومينيومي با ناهمسانگردي شديد توصيه نمي شود. همچنين كرنش هاي حدي پيش بيني شده براي ورق آلومينيومي 19H-3104 AAتوسط معيار تسليم 2011 Yldو بر اساس كارسختي وس، تطابق بهتري را با نتايج تجربي نشان مي دهد.

Nowadays the forming limit curves are very useful in formation of metal sheets and the effect of yield criteria is one of the most important parameters in prediction of the limit strain, especially in anisotropic aluminum sheets. In this paper, first the effects of advanced BBC2008, Soare2008, Plunkett2008 and Yld2011 yield criteria on limit strain calculation and then on forming limit stress diagram will be investigated. Plastic instability model is studied based on Marciniak-Kuczynski model and the non-linear equations are solved by using Newton-Rophson method. These functions are used to evaluate the limit forming predictability of AA2090-T3 aluminum sheet based on the Swift hardening law and are compared with the forming limit curves predicted by Hill’s 1948 classic yield criterion. It was observed that the classic yield functions are not appropriate for anisotropic aluminum sheets forming estimation. Numerical results obtained from the forming limit diagram for AA5754 with Plunkett2008 yield function and Swift hardening law, although confirm the experimental results at close range to plane strain case, CPB06ex2 yield criterion predicts the behavior of anisotropic aluminum sheets. The limit strain prediction for AA3104-H19 using Yld2011 yield criterion and Voce hardening law show better conformity with experimental results.