تأثير رفتار كارسختي فلز در تحليل تئوري و تجربي فرآيند فورج قالب باز ورق چند لايه

Work hardening effect in theoretical and experimental analyses of clad sheet forging process

در اين مقاله، ابتدا با استفاده از روش قاچي كه روشي مناسب براي حل تحليلي مسائل شكل‌دهي مي‌باشد، تأثير در نظر گرفتن اثرات كارسختي در مدل تحليلي فرآيند فورج قالب باز ورق سه‌لايه مورد بررسي قرار گرفته است. به عبارت ديگر، با فرض مدل اصطكاك كولمب و در دوحالت با در نظر گرفتن و بدون در نظر گرفتن اثرات كرنش‌سختي، فرآيند فورج قالب باز ورق سه‌لايه تحليل و بررسي شده است. سپس اين فرآيند در نرم‌افزار المان‌محدود آباكوس شبيه‌سازي و نتايج آن براي صحه‌گذاري نتايج تحليل قاچي انجام شده، استفاده مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه با در نظر گرفتن رفتار كارسختي فلز، ضمن بدست آوردن نتايج دقيق‌تر، مقدار تنش و نيروي بيشتري براي شكل‌دهي حاصل مي شود. علاوه بر مطالعات تحليلي، براي بررسي امكان ساخت ورق چندلايه با روش فورج، آزمايش فورج قالب باز ورق دولايه انجام و يك ورق دولايه از جنس آلومينيوم و مس ساخته شده است. نتايج آزمايش‌ها نشان‌دهنده كيفيت مناسب اتصال دو ورق آلومينيم و مس به يكديگر از طريق عمليات فورج مي‌باشد. لذا مي‌توان از اين روش براي توليد ورق‌هاي چند لايه در صنايع مختلف استفاده نمود.

The slab method can predict rapidly the rolling force and torque in metal forming processes and a large amount of CPU time can be saved. Up to now, the work hardening effect has not been considered in the slab analysis for forging process of doublelayer clad sheet. Evaluation of considering or eliminating the work hardening effect of material behavior in the slab analysis of three layer clad sheet forging process and investigating the subsequent effects on the process outputs are a novel subject considered in this paper. The pressure distribution as well as the forging force are investigated for both conditions. In addition, three layer clad sheet forging process is simulated entirely using ABAQUS/Explicit software. The results have showed that considering the work hardening will result into having larger stresses and forces in the process. Moreover, the results of considering the work hardening have better agreements with those from simulation. Finally, some experiments were performed on forging process of two layer Al/Cu clad sheet to evaluate the bonding quality of sheets. Therefore, forging process can be used for producing multilayer clad sheets in various industries.