تحليل تئوري اثر دما و نرخ كرنش بر نمودار حد شكل‌دهي آلومينيوم AA3104

نمودار حد شكل‌دهي يكي از پركاربردترين روش‌ها در پيش‌بيني ناپايداري پلاستيك در فرآيند شكل‌دهي ورق‌هاي فلزي است كه دما و نرخ كرنش از جمله عوامل تأثيرگذار بر اين منحني‌ها است. در اين مقاله، اثر دما و نرخ كرنش در شرايط بارگذاري نيمه‌استاتيكي، بر رفتار تنش-كرنش و نمودار حد شكل‌دهي آلياژ آلومينيومي3104 AA بر اساس روش مارسينياك-كوزينسكي و مدل كارسختي جانسون-كوك بررسي شده است. ابتدا  صحت‌سنجي نتايج عددي پاسخ تنش-كرنش با استفاده از به مدل كارسختي لودويك  با نتايج تجربي انجام شد كه نتايج تئوري مطابقت خوبي را با نتايج تجربي نشان داد. سپس با توجه به منحني‌هاي تنش-كرنش به دست آمده بر اساس معادله لودويك، ثابت‌هاي مدل جانسون-كوك براي ورق فلزي 3104 AA محاسبه و براي دماهاي مختلف 50، 300 و 400 درجه سانتي‌گراد و نرخ كرنش‌هاي متفاوت 5- 10، 4- 10 و 3- 10 بر ثانيه ،منحني‌هاي تنش-كرنش و نمودار حد شكل‌دهي استخراج شد. سطح منحني تنش-كرنش ورق با افزايش دما به علت كاهش استحكام، حداكثر تا حدود يك دهم كاهش و با افزايش نرخ كرنش به سبب افزايش استحكام، حداقل تا حدود ده درصد افزايش يافت. همچنين سطح نمودار حد شكل‌دهي آلياژ با افزايش دما افزايش و با افزايش نرخ كرنش كاهش پيدا كرد. به طوريكه مقدار كرنش حدي در حالت كرنش صفحه‌اي در بالاترين دما و پايين‌ترين سرعت شكل‌دهي بيش از سه برابر مقدار اوليه شد . نتايج بيانگر اثر مثبت دما بر كرنش‌هاي حدي به علت نرم شدن حرارتي و كاهش استحكام ماده و اثر منفي نرخ كرنش بر نمودار حد شكل‌دهي 3104 AA به علت افزايش استحكام آلياژ است.