حجم حباب شكست واماندگي نهائي است.
پارامترهاي خسارت انعقاد حباب مي‌باشند.
ايجاد و رشد حباب:
نرخ حجم حباب شامل رشد حبابهاي ريز موجود و ايجاد حبابهاي جديد مي‌باشد.
كه نقطه روي حروف نشان دهنده مشتق جزئي نسبت به زمان مي‌باشد. براي ترم ايجاد فرض مي‌شود كه ايجاد حباب بوسيله كرنش پلاستيك كنترل مي‌شود.
(Chu & Needleman 1980 ,Hohe & Baaser 1996 )
و تابع به صورت زير انتخاب مي‌شود.
نشان دهندة نرخ كرنش پلاستيك معادل ماتريس و و و پارامترهاي خسارت كه رشد حباب را توصيف مي‌كنند. و با فرض اينكه نرخ كرنش در قدم اول ثابت باشد و افزايش ايجاد حباب تا زماني كه تنش اصلي ماكروسكوپي مثبت باشد محاسبه مي‌شود. براي ترم رشد تابع به صورت زير انتخاب مي شود.
نرخ كرنش حجمي ماكروسكوپي مي‌باشد.
روش تحليل:
مش‌بندي توافقي:
در طول برش، تغيير شكل در ناحيه باريكي حول لبه ابزار متمركز است. در اين نقطه امكان ندارد تحليل ادامه يابد تا زماني كه المان در اين منطقه متلاشي شود. به عبارت ديگر براي اجتناب از اين مشكل و محاسبه توزيع تتنش، كرنش، مش‌بندي و ترتيب صحيح چگالي جديد مش نياز است.
زمان مش‌بندي مجدد المانهاي كوچك حول لبه ابزار براي توصيف لبه ابزار به كار مي رود. براي ذخيره حافظه سيستم كامپيوتر و زمان محاسبه المانهاي بزرگي در نواحي با تغيير شكل كم قرار مي‌گيرند. اندازه مش‌ با تقسيم‌بندي شكل ( 50 ) مشخص مي‌شود هر زير مجموعه در مورد خط خارجي شكل و اندازه مش اطلاع مي‌دهد و مش بوسيله توليد و اتصال نقاط يا كره‌ها مطابق اطلاعات شكل ( a 51 ) ساخته مي‌شود. توزيع كرنش و تنش كه وابسته به شرايط ابزار است بدون استفاده از نقطه واحد محاسبه مي‌شود. شكل ( b51 ).
شرايط مدلسازي برش:
در اينجا مدلسازي برش ورق فولادي با %6/0 كربن با ورق گير انجام شده است. شكل
( 52 ) مرحله شروع و جدول ( 53 ) شرايط مدلسازي را نشان مي‌دهد. شكاف كشش ميله‌گرد در اينجا بسته به پارامترهاي مواد رخ مي‌دهد. قطعه ورق 45 ميليمتر قطعه ماتريس 25 ميليمتر و ضخامت ورق 5/1 ميليمتر و لقي بين سنبه و ماتريس 10% ضخامت ورق يعني 15/0 ميليمتر مي‌باشد. شكل لبه ابزار با استفاده از يك قوس و سختي آن به وسيله شعاع اين قوس توصيف شده است.
نتايج مدل‌سازي:
ايجاد و رشد ترك:
شكل ( 54 ) نشان‌دهنده ايجاد و رشد ترك حول لبه سنبه در مورد لقي 15/0 ميليمتر و ضخامت ورق 5/1 ميليمتر است. پيشرفت فرايند در نرخي براي ضخامت ورق در مقدار ابزرا نشان داده شده است. در مرحله نخست فرايند ترك از لبه سنبه شروع شده و در برخي جهات رشد مي‌كند.
در آزمايش ايجاد ترك در نفوذ %20 از ضخامت ورق مي‌شود. مشكل ترك در زمان يكسان با نتايج آزمايش و تحليل كردن مقايسه مي‌شود. شكل ( 55 ) مقدار پارامتر ff حدود 0/06 از نتايج شكاف ميله‌گرد مي‌باشد. هر دو جهتهاي پيشرفت، شكل و اندازه ترك با نتايج آزمايش يكسان است. اين نتايج برخي از فاكتورهاي تعادل لبه برش را همانند عمق برش و طول سطح پرداخت شده شكست را نشان مي‌دهد و زاويه برآمدگي و برش را مي‌توان بدينوسيله پيش‌بيني كرد.
و در نهايت نتايج مدل سازي به صورت توزيع كرنش، و همچنين تنش برروي قطعه در شكل (56 ) نشان داده شده است.
مدلسازي فرايند شكل دهي ورق:
در اينجا چهار المان ايزوتروپيك مختلف 6 گره‌اي منشوري و 8 گره‌اي و 20 گره‌اي و 27 گره‌اي شش وجهي استفاده شده و سه روش انتگرال‌گيري مختلف گوس. انتگرال‌گيري كامل، كاهش يكنواخت انتگرال‌گيري وكاهش گزينه‌اي انتگرال‌گيري در كد المان محدود الاستوپلاستيك به كار مي‌رود كه پايه آن پيرو فرموليشن لاگرانژ و انتگرال زمان و كرنش و چرخش الاستوپلاستيك بزرگ و اورتوتروپيك با معيار تسليم ايزوتروپيك و سينماتيك هاردنينگ مي‌باشد و قانون كلمب مدل رفتار اصطكاك مسئله همراه افزايش لاگرانژ مي‌باشد. رفتار، دقت و اثر اين المانها با مدلسازي كشش عميق يك ظرف چهار گوش نشان داده مي‌شود.
فرايند شكل‌دهي به صورت گسترده در تمام صنايع كاربرد دارد. با هدف بهبود اين فرايند چندين نرم افزار گسترش يافته است. برخي در طراحي و افزايش تأثير فرايند شكل دهي به كار مي‌روند. اين كدهاي كامپيوتري به چند فضاي مجزا همچون، فينيت‌المنت فينيت ديفرنس ـ حجم محدود ـ باندري‌المنت يا مدل بدون مش تقسيم مي‌شوند. كه بهترين روش از روي رفتار، دقت، كارائي و يا قابليت اعتماد انتخاب مي‌شود.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

در فينيت المنت ( المان محدود ) انتخاب هر دو المان محدود و برنامه انتگرال‌گيري از مسائل مدل‌كردن فرايند شكل دهي ورق مي‌باشد. همچنين در مسائل پلاستيك آنيزوتروپيك با كرنش و چرخش بزرگ حتي با انتخاب المان دقيق جواب صحيح نمي‌دهد. اينجا مقايسه در كشش عميق با المان خطي و چند ضلعي درباره رفتار، دقت و كارئي صورت مي‌گيرد.
كد المان محدودDD 3IMP :
اين برنامه همچنان در حال پيشرفت براي مدل‌كردن فرايند صنعتي كشش عميق است.
(Menezes & Teodosiv 2000 )
مدل مكانيكي:
تحول فرايند تغيير شكل به وسيله برنامه لاگرانژ توصيف مي‌شود. كه در پايان افزايش ، پيكربندي ورق و قالب به صورت متغير مي‌باشد و تغيير شكل انجام شده به عنوان مبنا براي افزايش زمان بعدي مي‌شود. فرض مي‌شود كه كرنش الاستيك خيلي كوچك است و رفتار الاستيك ايزوتروپيك در نظر گرفته مي‌شود.
معادله تعادل و شرايط مرزي:
اجازه دهيم و از ورق در زمان t ناحيه و مرز را اشغال كرده باشند و مرز را به دو بخش تقسيم مي‌كنيم. كه روي آن نرخ بردار تنش جزئي معين شده و كه روي آن بردار سرعت مشخص شده به اين ترتيب با اين شرايط مي‌توان نوشت.

كه S اولين تنسور تنش پيالا ـ كريشهف با در نظر گرفتن شكل در زمان t و مختصات كارتزين نقطه ورق در زمانt است و n نرمال عمود واحد و زمان t و v بردار سرعت همچنين S* و V* توابع معلوم مكان و زمان هستند. و نقطه روي حروف نشان دهنده مشتق زماني است و از جمع قراردادي استفاده شده است.
اصل سرعت مجازي:
اين مدل در پيكر‌بندي مبنا با فرمول زير داده مي‌شود ( مِنِزس 1995 )
كه رشته سرعت مجازي ( با روي ) تكميل مي‌كند. معادله تانسور تنش كل را نگه مي دارد. شكل خطي اين قانون به كمك كوشي فرموله مي‌شود.
( رايس 1975 ).
كه:
نرخ تغييرات مطابق تنشور تنش كوشي است و L گراديان بردار سرعت، D تنسور نرخ كرنش( قسمت مقارن L )، W تنسور چرخش كل ( قسمت ضد متقارن L ) كه بوسيله رابطه زير محاسبه مي شود.
كه R تنسور چرخش الاستيك قائم است.
قانون تركيب كننده ( Constitutive laws ) :
براي كرنش‌هاي كوچك الاستيك ( اما چرخش دلخواه بزرگ ) قانون هوك ايزوتروپيك مي‌شود.
كه ‌E مدول يانگ و نسبت پويسان است و قسمت الاستيك نرخ تنسور كرنش D است. (قسمت پلاستيك نرخ تنسور كرنش D ) تنسور ديوياتوريك است كه بوسيله قانون سيال لزج زير داده مي شود.
كه ضريب پلاستيك است كه بعد از شرط f=0 حاصل مي‌شود كه f پتانسيل پلاستيك كه تابع اسكالري است كه با سطح حد الاستيك مشخص شده و بوسيله شرايط تسليم چهار ضلعي به صورت زير توصيف مي‌شود.
Y جريان تنش در تركشن شده است كه بوسيله كار سختي ايزوتروپيك ارزيابي شده و با فرمول زير مدل مي‌شود.
كه C و و N پارامترهاي مواد هستند. كشش تعادل كرنش پلاستيك ( )
بوسيله رابطه زير بيان مي‌شود.
تنش معادل كششي كه بوسيله معادله مربعي زير بيان مي‌شود
M تانسور متقارن ايزوتروپيك درجه چهارم است. X تانسور درجه دوم متقارن و ديوياتور است كه به آن تانسور پشت تنش مي‌گوئيم كه مربوط به كار سختي سينماتيك است كه با قانون پراگر داده مي‌شود.
اينجا k پارامتر ماده و جامن ديوياتور x است.
باافزايش تجزيه تنسور نرخ كرنش D در قسمت الاستيك و پلاستيك، قانون جريان نرخ ( فرمول ) همراه با ( فرمول f ) با شرايط سازكاري براي فرايند پلاستيك است، مي‌تواند نشان داد كه روابط بالا بعد از برخي محاسبات واسطه به روابط تشكيل دهنده الاستوپلاستيك مي‌رسد كه وابسته به جامن ديوياتور تنسور تنش كوشي و تانسور نرخ كرنش D است.
كه مدول برشي و مدول كار سختي است كه حالت پلاستيك و بارگذاري است و حالت الاستيك و باربرداري است.
به طور كلي، ما مي‌توانيم تحول M را در طول تغيير شكل نگهداري كنيم. ابتدا فرض كنيم كه مواد ارتوتروپيك است و در طول تغيير شكل به همين شكل مي‌باشد. و همچنين مصورهاي اوتوتروپيك ابتدا به محورهاي كارتزين منطبق هستند و وابسته به زمان چرخشي R هستند. تنسور اوليه آنيزوتروپيك طبق شرايط هيلز مي شود:
اينجا F و G و H و L و M و N ثابت‌هاي مواد و M بصورت زير است.
وقتي كه تحول R بوسيله معادله ديفرانسيل زير است:
كه تنسور چرخش پلاستيك است . كه مي‌توان فرض كرد. در طول ضخامت برش كوچك است پس مي‌شود از چرخش پلاستيك صرف نظر كرد.
تماس و سايش:
در مدلسازي عددي فرايند كشش عميق مشكل تماس با سايش يابد به حساب آيد. در كد DD3 IMP بين ابزار و سطح قطعه اتفاق مي‌افتد. يك پيش‌بيني تغيير شكل با شرايط تماس بين ابزار شكل دهي و سطح قطعه نياز است. روش لاكرانژ بويژه براي تماس بين قطعه و مانع صلب در ‌DD3 IMP به صورت موفقتي آميز به كار مي‌رود. خروجي اين روش در تركيب سيستم جائي كه مجهولات نهايي مسئله سينماتيكي.
( جابه‌جائي ) يا استاتيكي ( نيروي تماسي ) و متغيرات سه مولف جابه‌جائي ( U ) و سه نيروي تماسي ( ) براي هر نقطه قطعه است. كه نقش فرموله كردن مركب در
( و U ) را تصديق مي‌كند.
كار با ANSYS :
10 مرحله زير در مسائل پلاستيسيته به كار مي‌روند.
1-ساخت مدل.
2- تعريف خواص E و و و ضريب اصطكاك ( ).
3- تعريف خواص پلاستيك.
4- تعريف نوع حل.
در مسائل الاستيه بايد گذرا ( Transiant ) باشد.
5- تعريف تغيير طولهاي زياد ( Large deformetion ).
6- تعريف ( Substep ).
7- تعريف ضبط نتايج همه ( Substeps ).
8- فعال نمودن كنترل تماس ـ اگر جسم با جائي در تماس باشد.
9- حل مسأله.
10- مشاهده نتايج.
انواع المانها:
Shell ـ نازكم و قابل انعطاف
Plane ـ نازك و صلب.
Visco Solids – قابليت پلاستيك شدن.
Contact Target صلب براي ديواره قالب.
Deformable براي ديواره جسم.
Contact 171 For 2D Surface To Surface contaet
Contact 173 For 3D Surface To Surface contaet
نتيجه‌گيري:
1- همان طور كه برسي‌ها نشان مي‌دهد در برش نياز نيست كه حتماً لبه سنبه و ماتريس تميز باشد مي‌تواند با لبه سنبه يا ماتريس با قوس كوچك نيز برش انجام داد كه اين خود تحولي اساسي در قالبسازي و بهره‌وري مي‌باشد.
2- با محاسبات دقيق نرم‌افزارهاي مي‌توان كرنش‌ها را در كشش يافته و ورقهاي داراي سوراخ، شيار و … و حتي طوري‌هاي سيمي را بدون تغيير شكل در اين قسمت فرم‌داد. ( مانند روكش فلزي روي باندهاي ضبط صوت )

3- در عمل هنگام كشش عميق ورقهاي ضخيم گرماي شديدي توصيه مي‌شود كه براي اقتصادي شدن توليد بايد مواد تركيبي فولاد و سراميك يا ديگر مواد در اين صنعت استفاده شوند.
منابع:
books:
1)Die Design Fundamentale
Second Edition Ts 253 P3 1987.
2)Die Design Hand Book
Second Edition Ts 253 A45 1955.
3)Die Design Hand Book
Ts 253 k45 1982.
4)Die Design Hand Book
Ts 253 P75 1994.
5)Hand Book of Metal Forming
Ts 253 L5313 1985.
Papers :
6)Application of tri – linear and tri – quadratic
3-D Solid finite elements in Sheet metal formihg
process Simnlations. By. J.L.Alves & L. F. Menezes.
7) Deformation analysis of shearing Process Considering the fracture by. Y.Yoshida , N.Yukawa & .T. Ishikawa.
8) A ductile damage model for deep drawing P rocess by . J.P. Fan , C.Y. Tang & T.C. Lee.
9) Finite element Simulation of Redrawing
Process of Cup without blank holder by. T. Murao.
10) Namerical and experimental analysis
of Fine edge blanking operations
by . L.Filice & F. Micari.
11)Three – dimersional finite- element
Simnlation of Fine blanking
By. M. Murakawa , M. J: h & 5.Thipprakmas.
12) Recert Numerical Issues in Finite element


دیدگاهتان را بنویسید