تعيين محدوده تاثيرگذاري تنش برشي ضخامتي بر نمودار حد شكل دهي با استفاده از مدل بهبود يافته مارشينياك-كوزينسكي

Investigation on the effective range of the through thickness shear stress on forming limit diagram using a modified Marciniak–Kuczynski model

استفاده از نمودارهاي حد شكل ‌دهي در طراحي فرآيند توليد قطعات، يكي از روش‌هاي مرسوم شكلدهي ورقهاي فلزي است. از اين ‌رو تاكنون كارهاي متعددي در زمينه بررسي منحني‌هاي حد شكل ‌دهي انجام‌ يافته است. روش‌هاي مختلف به دست آوردن اين منحني‌ها و همچنين عوامل مختلف موثر بر آن‌ها، مورد بررسي قرار گرفته‌اند. اشكالي كه به اكثر كارهاي انجام‌ شده قبلي وارد است، حالت تنشي است كه در تعيين اين نمودارها فرض شده است. در اكثر اين فرآيندها مانند شكل دهي تدريجي، تنش برشي ضخامتي، در ورق ايجاد ميشود. در اين نوع فرآيندهاي شكل دهي، نمودار حد شكل دهي بدست آمده با رفتاري متفاوت از نموداري هاي معمول ظاهر ميشود كه حاكي از بهبود شكل پذيري است. حال آن كه تاثير وجود تنش برشي ضخامتي و محدوده اثر گذاري آن بررسي نشده است. در اين مقاله تنش برشي ضخامتي به صورت تحليلي در مدل مارشينياك - كوزينسكي اعمال شده و موررد بررسي قرار گرفته است. از روش نيوتن – رافسون جهت حل معادلات استفاده شده است. محدوده اثر گذاري اين تنش شناسايي و آزمون ناكازيما به عنوان مطالعه موردي بررسي شد. نتايج حاكي از اين است كه تنش برشي ضخامتي كمتر از 10 درصد تنش تسليم، تاثير قابل توجهي بر نمودار حد شكلپذيري ندارد.

Use of Forming limit diagrams (FLD) in process design of metal forming is a conventional method. Therefore many experimental and theoretical efforts have been carried out in order to investigate the FLDs. Many ways to obtain this FLDs and their effective parameters have been studied. But the stress state at these studies is planar which lead to an untrue model for several metal forming process such as incremental sheet forming. With this technique, the forming limit curve (FLC) appears in a different pattern, revealing an enhanced formability, compared to conventional forming techniques. Therefore, in this study, the effect of through thickness shear stress has been examined on the prediction of the forming limit diagrams (FLDs). Determination of the FLD is based on the Marciniak and Kuczynski (M–K) model with some modifications on the stress states for consideration of the through thickness shear stress effects. Also, the effective range of this stress has been investigated. The results showed that if the through thickness shear stress has a 10 per cent of yield stress value, this stress component has no effect on the FLD.