تحليل تئوري و تجربي رفتار شكل‌پذيري ورق آلياژ آلومينيوم 5083 براي تعيين ضرايب معيارهاي تسليم ناهمسانگرد پيشرفته و پيش‌بيني نمودار حد شكل‌پذيري

Experimental and Theoretical Study of Formability Behavior of Aluminum Alloy 5083 Sheet for Determination of Advanced Anisotropic Yield Criteria Coefficient and Prediction of Forming Limit Diagram

نمودار‌هاي حد شكل‌پذيري در پيش‌بيني رفتار ورق از اهميت بالايي برخوردار است لذا، پيش‌بيني و ترسيم اين نمودار‌ها به روش تئوري و تجربي يكي از اصلي‌ترين اهداف مقاله حاضر بوده است. در اين مقاله رفتار شكل‌پذيري ورق آلومينيوم 5083، با درنظر گرفتن رفتار كرنش‌-سختي براي ورق مورد بررسي قرار گرفت. جهت به‌دست آوردن و كاليبره نمودن ضرايب معيار‌ تسليم پيشرفته‌ي BBC2008، آزمون كشش در 7 راستا با زواياي 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه نسبت به جهت نورد انجام شد. تنش‌هاي تسليم در حالت كرنش صفحه‌اي محاسبه و ضرايب ناهمسانگردي استخراج شده و تابع خطاي مناسب تعريف گرديد؛ سپس روابط مربوط به محاسبه تنش تسليم كرنش صفحه‌اي به تابع خطا افزوده شد. تابع خطا با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه‌سازي شد و با استفاده از ضرايب معيار تسليم به‌دست آمده، كرنش‌هاي حدي محاسبه گرديد. نتايج نشان دادند كه با افزايش 0/1 توان كرنش سختي، كرنش‌هاي حدي بين 30 تا 40 درصد افزايش مي‌يابند. همچنين نتايج نشان دادند كه ضريب ناهمگني اوليه (fo ) در تعيين نمودار حد شكل‌دهي تأثير زيادي دارد و با تغيير بسيار جزي، تأثير به سزايي در نمودار حد شكل‌دهي مي‌گذارد؛ به‌گونه‌اي كه با افزايش اين ضريب در حدود0/016 مقادير كرنش‌هاي حدي تقريباً دو برابر مي‌شوند. با استفاده از نتايج اين مقاله، مي‌توان با داشتن خواص ورق ازجمله استحكام‌هاي تسليم و ضرايب ناهمسانگردي و انتخاب مناسب معيار تسليم، منحني حد شكل‌پذيري ورق‌هاي مختلف را به‌صورت تئوري با دقت قابل قبولي تعيين كرد.

Forming limit diagrams (FLDs) are very important in predicting the behavior of the sheet. Therefore, predicting and drawing these diagrams by theoretical and experimental methods has been one of the main objectives of this paper. In this paper, the formability behavior of 5083 aluminum sheet was investigated by considering the strain hardening behavior. Tensile tests has performed in seven directions 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° and 90° from the rolling direction due to identify and calibrate coefficients of BBC2008 advanced yield criteria. The yield stresses was defined in the plane strain mode, also the anisotropy coefficients and the appropriate error function were extracted and then the relationships of the plane strain yield stress were added to the error function. The error function was optimized using Genetic Algorithm and limit strains were calculated using yield coefficients. The results showed that if the strain hardening exponent increases by 0.1, the limit strains increase by 30 to 40%. Also the results showed that the initial imperfection factor (𝑓0) has a great effect on determining the FLD and with a very small change, it has a great effect on the FLD; So that by increasing this factor to about 0.016, the values of the limit strains are almost doubled. Using the results of this paper and having sheet properties such as yield strengths and anisotropy coefficients and proper selection of yield criteria, the FLD of different sheets to be theoretically determined with acceptable accuracy.