تحلیل تجربی تنش و کرنش در فرآیند اتساع آزاد ورق آلومینیومی ۱۰۵۰ با به کارگیری بالشتک لاستیکی

شکل دهی ورق های فلزی با بالشتک لاستیکی از روش های جدید ساخت قطعات پیچیده است که در صنایع مختلف مورد توجه است. در این مقاله تحلیلی تجربی فرآیند اتساع آزاد ورق دایره ای آلومینیوم ۱۰۵۰ توسط بالشتک لاستیکی سیلیکونی مورد توجه قرار می گیرد. نخست قالب های مربوطه طراحی و ساخته و سپس تست تجربی با استفاده از یک پرس هیدرولیک ۳۰ تن صورت می پذیرد. در این روش به منظور بررسی تجربی توزیع کرنش محیطی و شعاعی، از مش بندی اولیه ورق به روش چاپی و اندازه گیری مش تغییر شکل یافته استفاده و کرنش ضخامتی نیز بر اساس فرض حجم ثابت محاسبه و به تبع آن ضخامت در هر نقطه از ورق بدست خواهد آمد. توزیع مولفه های تنش و مقادیر کرنش و تنش موثر در ورق به ترتیب بر اساس قانون جریان پلاستیک معیار وون- میسز و استفاده از قانون هولمن (قانون توانی) محاسبه خواهد شد. علاوه بر این منحنی توزیع کرنش فرآیند با داشتن مولفه های کرنش، در صفحه ی کرنش های اصلی ترسیم می گردد. اثر شرایط اصطکاکی بر نحوه توزیع کرنش و تنش، در دو حالت اصطکاک خشک و با روانکار بررسی و نتایج مقایسه خواهد شد. همچنین جهت بررسی اثر سرعت، تست اتساع با دو سرعت ۰/۱ و ۰/۳ میلی متر بر ثانیه صورت خواهد گرفت. نتایج نشان می دهد که در فرآیند اتساع آزاد ورق به کمک بالشتک لاستیکی با افزایش سرعت شکل دهی و همچنین استفاده از روانکار می توان به سطح بالاتری از کرنش در محصول دست پیدا کرد. دستیابی به بالاترین سطح کرنش در قطب ظرف (مرکز ورق) از ویژگی های مهم این فرآیند این است که منجر به افزایش عمق ظرف و بهبود شکل پذیری نسبت به فرآیندهای متداول شکل دهی با سنبه فلزی می گردد.

Keywords:

اتساع آزاد , بالشتک لاستیکی , شکل دهی ورق , منحنی توزیع کرنش (مسیر کرنش) , تحلیل تجربی