تحلیل عددی پدیده ضربه قوچ در شکل دهی سریع ورق آلیاژ آلومینیومی 2024

شکل دهی محصولات ورقی همواره با محدودیتهایی مانند چین خوردگی، پارگی و برگشت فنری همراه است. یکی از روشهای نوین کنترل این عیوب استفاده از تکنیکهای شکلدهی به کمک مومنتوم سیال متحرک با سرعت بالا است. ضربه قوچ (Water Hammer) پدیدهای است که با کنترل دبی سیال متحرک، افزایش ناگهانی فشار سیال ایجاد و به صورت یک پالس ضربه با سرعت ثابت حرکت می کند. در این تحقیق انرژی ضربه قوچ آب در داخل قالب چکشی برای کشش متقارن محوری یک ورق آلومینیوم آلیاژی AA2024-T3 هدایت و بکارگرفته شده است. پالس فشار سیال به صورت تابعی از سرعت چکش، چگالی و ارتفاع سیال بصورت تحلیلی محاسبه و در مدل عددی مورد استفاده قرار گرفت. آب به عنوان سیال تراکم ناپذیر و جداره قالب صلب فرض شد. رفتار ورق کشسان خطی، مومسان غیر خطی با مدل رفتاری جانسون-کوک و حساس به نرخ کرنش در نظر گرفته شد. برای مدلسازی پارگی ورق، از معیار آسیب پیشرونده نرم جانسون-کوک استفاده شد. با تکنیک حذف المان، پارگی در المانهای مرتبط مشخص شد. در این تحقیق اثر سرعت چکش بر هندسه نهایی محصول بدست آمد و نوآوری آن بدست آوردن سرعت بحرانی و عمق بیشینه قابل دستیابی در کشش با چکش آبی می باشد.

Keywords:

ضربه قوچ , قالب کشش ورق , چکش آبی , معیار آسیب , جانسون-کوک , شکل دهی با سیال