Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Farzin,Reza Gafari nadooshan
محمود فرزین (استاد راهنما) رضا جعفری ندوشن (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hossein Shafiezadeh
حسین شفیع زاده خولنجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigating effects of anisotropy on spring back and residual stresses in bending, deep drawing and stretching processes
Technology of metal forming is utilized expansively as an essential and effective process in most of industrial fields because of its high speed and simplicity in production lines.The succes of sheet metal forming processes depends on various factors such as, measuring and modeling of metal plasticity, tools of shaping, surface condition of sheet metal, lubricantion and speed of forming. The numerical analyses of sheet metal forming processes is nowadays an indispensable tool in the virtual product conception, particularly in automotive and aerospace industries. In addition to the above mentioned parameters, anisotropy, heterogenity of thickness and mechanical properties of sheet make accurate analyses of sheet metal forming processes difficult. One of the most important factors in sheet metal forming process is measurment of anisotropy of sheet. One of the important affecting parameters which is studied in this research, is measurment of anisotropy of the sheet metal. Another important parameter in the subject of sheet metal forming is spring back. Spring-back is a common phenomenon that occurs in sheet metal forming after unloading due to elastic recovery. Various efforts were made to analyse the spring-back phenomenon analytically, experimentally, and numerically for different shapes, and process and material parameters. Spring back can be explained as a change in the dimensiones of the piece part after unloading and when load is released in the part. The anisotropy parameters of the Hill’48 model are identified using either the yield stresses or r-values, obtained from the uniaxial tensile test at three different directions. On the other hand, the anisotropy parameters of the Yld’91 are determined taking into account both the yield stresses and r-values, minimizing an objective function. Anisotropy is usually described from two aspects: as plane anisotropy and as a normal one. The most frequently used anisotropy parameter is the normal anisotropy ratio or the r value, which represents strains ratio in sheet metal plane and along its thickness. It is determined experimentally, usually as mean value, without considering the possible variation in the dependence on realized plastic strain . The aim of this project is quantifing spring back geometricly, measurment of part dimentiones during forming stages in stretch forming, tube bending and deep drawing proceses. These proceses parameters are modeled by the Abacus software. It is worthed to be mentioned that criterion of anisotropy used in this reaserach is the Hill quadratic criterion. To obtain the coefficients of anisotropy in the directions of zero, 45 and 90 degrees, samples were prepared and tested by simple tensile test. Several photos were taken from the sample during the test by image processing technique and transverse strains were calculated using these photos.calculated r values were 1.16, 1.638 and 1.815 in 0, 45 and 90 direction with respect ro to the axial direction of the tube. Stretch forming of tubes with different diameters of 12.6, 12.8 and 13 mm were investigated. Results of analyses showed that the strain has increased for diameters less than 12.8 mm and for diameters greater than 12.8 spring back increases. In the deep drawing process and tube bending amount of plastic strains were compared for isotropic and anisotropic cases. These comparisons showed that deep drawing process the amount of plastic strains for anisotropic case are greater than isotropic case. This comparison shows that the amount of plastic strain in the tube bending process for isotropic material is less than anisotropic case. Keywords : anisotropy, spring back, stretch forming, bending tube, deep draw.
فناوری شکل دهی فلزات به دلیل سرعت‌بالا و سادگی آن در تولید محصول نسبت به سایر فرایندها مانند ماشین کاری و غیره، به‌عنوان فرایندی اساسی و مؤثر، به‌طور گسترده ای در اغلب رشته های صنعتی کاربرد دارد. ناهمسانگردی، ناهمگونی ضخامت و خواص مکانیکی ورق باعث می شوند تا تحلیل دقیق فرایندهای شکل دهی فلزات مشکل گردد. یکی از عوامل مهم در فرآیند شکل دهی ورق های فلزی که در این تحقیق مورد مطالعه قرار می گیرد میزان ناهمسانگردی ورق است. یکی دیگر از پارامترهای مهم در بحث شکل دهی ورق های فلزی بازگشت فنری است. برگشت فنری را می توان به‌عنوان تغییری در ابعاد قطعه موردنظر تعریف کرد، که در ضمن بار برداری و درنتیجه رها شدنبرگشت الاستیک محبوس شده در قطعه ایجاد می شود.در این پروژه هدف تعیین چگونگی هندسه برگشت فنری، تغییر ابعاد قطعه حین شکل دهی و بعد از شکل دهی در فرآیندهای کشش عمیق، اتساع و خم لوله است. بدین منظور این فرآیندها در نرم‌افزار آباکوس مدل می شوند. لازم به ذکر است معیار ناهمسانگردی مورداستفاده در این تحقیق معیار هیل درجه دوم است. برای به دست آوردن ناهمسانگردی نمونه مورد نظر، در جهت های صفر، 45 و 90 درجه نمونه هایی جهت انجام آزمون کشش ساده فراهم شد. همچنین به علت عرض بسیار کم نمونه جهت محاسبه کرنش در راستای عرض، از نمونه حین انجام آزمون عکس هایی گرفته شد و توسط این عکس ها مقدار تغیییر عرض و درنتیجه کرنش در راستای عرض به دست آمد. با داشتن کرنش در راستای طولی و عرضی و استفاده از قانون حجم ثابت مقدار کرنش در راستای ضخامت نمونه و درنتیجه مقادیر ناهمسانگردی به دست آمد.در فرایند اتساع، لوله با قطرهای 6/12، 8/12 و 13 میلی متر تحلیل گردید. نتایج نشان داد برای قطرهای کمتر از 8/12 میلی متر میزان کرنش افزایش یافته و برای قطرهای بالاتر از آن میزان برگشت پذیری افزایش می یابد. در فرایند کشش عمیق و خم کاری لوله مقدار تنش ماکزیمم و کرنش پلاستیک در حالت همسانگرد و ناهمسانگرد مقایسه گردید که نشان داد در فرایند کشش عمیق مقدار تنش ماکزیمم و کرنش پلاستیک در حالت ناهمسانگرد بیشتر از حالت همسانگرد است. این مقایسه در فرایند خم کاری لوله نشان داد مقدار تنش ماکزیمم در حالت همسانگرد کمتر از ناهمسانگرد و مقدار کرنش پلاستیک در حالت همسانگرد کمتر از ناهمسانگرد است. کلمات کلیدی: شکل دهی فلزات، ناهمسانگردی، بازگشت فنری، کشش عمیق، خم لوله

ارتقاء امنیت وب با وف بومی