مدل‌سازی منحنی حد شکل‌دهی ورق‌های فولادی بر اساس پارامترهای مدل GTN و متغیرهای معادله کارسختی سوئیفت

مهندسی متالورژی و مواد

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 10 آذر 1403   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jmme.2024.87801.1147

نویسندگان

مهدی چلوویان¹؛ عبدالواحد کمی^{* 2}

¹دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

²روبروی پارک سوکان - پردیس شماره یک دانشگاه سمنان- دانشکده مهندسی مکانیک

چکیده

پیش‌بینی دقیق منحنی‌های حد شکل‌دهی (FLCs) برای بهبود شکل‌پذیری ورق‌های فولادی حیاتی بوده و به‌طور قابل‌توجهی بر صنایعی مانند خودروسازی و هوافضا تأثیر می‌گذارد. علیرغم اهمیت آن، روش‌های فعلی تعیین FLC پیچیده بوده و توسعه مدل‌های پیش‌بینی قابل اعتمادتر و ساده‌تر ضروری است. هدف این مقاله ارائه روابط تئوری ساده برای پیش‌بینی دقیق کرنش‌های حدی و رسم FLC ورق‌های فولادی است. چهار نقطه خاص روی FLC انتخاب شد و کرنش‌های حدی حداکثر و حداقل در این نقاط با استفاده از مدل‌های تحلیلی بر پایه شبیه‌سازی المان محدود مدل M-K تعیین شدند. دو دسته متفاوت از پارامترها در نظر گرفته شد: پارامترهای مدل GTN (پارامترهای مقیاس میکرو) و متغیرهای معادله سوئیفت (پارامترهای مقیاس ماکرو). کسر حجمی اولیه، پارامتر تنظیم (q2)، کسر حجمی بحرانی حفره، کسر حجمی جوانه‌زنی، ضریب استحکام، کرنش اولیه و توان کرنش‌سختی هفت پارامتری هستند که به عنوان ورودی‌های طرح آزمایش از نوع مرکب مرکزی تعریف شدند. هر آزمایش در چهار مسیر شکل‌دهی مختلف شبیه‌سازی شد و از این طریق مختصات چهار نقطه روی FLC بدست آمد. درون‌یابی داده‌های شبیه‌سازی به تشکیل توابع تحلیلی کاربردی برای پیش‌بینی FLC ورق‌های فولادی شد. صحت این توابع با محاسبه FLCهای مختلف برای مقادیر تصادفی پارامترها و مقایسه آنها با FLCهای حاصل از شبیه‌سازی مدل M-K نشان داده شد. نتایج نشان داد که روابط بدست آمده FLC ورق‌های فولادی را با دقت خوبی پیش‌بینی می‌کند. کرنش حدی پیش‌بینی‌شده در ناحیه کرنش صفحه‌ای AISI304 برابر با 3647/0 بود که خطای 44/0 درصد را نسبت به مقدار تجربی 370/0 نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

مدل GTN؛ منحنی حد شکل‌دهی؛ مدل M-K؛ ورق فولادی؛ AISI304

مراجع