جواد رضائی حیدری - دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان
بهزاد سلطانی - دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان

امروزه استفاده از شبیه سازی های عددی جهت پیش بینی فرآیند شکل دهی به دلیل هزینه پایین و دقت بالای آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از این رو در این تحقیق فرآیند شکل دهی نموی دو ورق آلومینیومی و پلی وینیل کلراید (PVC) به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است. در ابتدا هندسه ورق، نگه دارنده و ابزار در نرم افزار آباکوس طراحی شد. در این پژوهش از چهار قطر مختلف ابزار (۸، ۱۰، ۱۲ و ۱۵ میلیمتر) استفاده گردید. سپس خواص الاستیک و پلاستیک برای هر یک از ورق ها نسبت داده شد. جهت اعمال مسیر حرکت ابزار، از نرم افزار متلب بهره برده و نقاط مسیر حرکت ابزار جهت ایجاد هندسه هرم ناقص استخراج گردید. نقاط مورد نظر به نرم افزار آباکوس جهت حرکت ابزار داده شد. در این تحقیق به دلیل تغییر شکل زیاد ورق ها و همچنین دینامیکی بودن فرآیند، از روش حل صریح برای تحلیل اجزا محدود استفاده شد. نتایج نشان می داد که شکل دهی ورق ها به خوبی صورت گرفته و هندسه هرم ناقص شکل دهی شده، دارای تقارن مناسبی است. از طرفی تغییر قطر ابزار، تغییر معنی داری در تغییر شکل و توزیع تنش و کرنش درون ورق ایجاد نمی کند اما اندکی دهانه هرم را بزرگتر می کند. توزیع ضخامت درون ورق ها نشان داد بیشترین کاهش ضخامت در لبه های هرم صورت می گیرد. درواقع روند کاهش ضخامت از مسیر حرکت ابزار تا انتها، روند صعودی دارد. مقایسه بین ورق آلومینیومی و PVC مشخص کرد که ورق آلومینیومی به دلیل شکل پذیری بهتر و خواص مکانیکی بالاتر نسبت به PVC، روند کاهش ضخامت یکنواخت تری دارد. ازاین رو می توان با تغییر حرکت ابزار و سرعت فرآیند، شکل دهی ورق PVC را به گونه ای بهینه کرد که کاهش ضخامت یکنواخت باشد. این پژوهش نشان می دهد که با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیشینه کاهش ضخامت ایجاد شده در ورق را پیش بینی کرده و به منظور جلوگیری از آسیب و بهینه کردن فرآیند شکل دهی، مسیر حرکت ابزار یا سرعت شکل دهی را اصلاح کرد. همچنین می توان شکل دهی بر روی ورق ها با جنس های مختلف را شبیه سازی و بهینه کرد.

شکل دهی نموی، ورق آلومینیوم، PVC، شبیه سازی اجزا محدود، نرم افزار آباکوس