دانشگاه شیراز

دانشکده ی مهندسی مکانیک

 

پایان نامه کارشناسی ارشد دررشته مهندسی مکانیک (گرایش طراحی کاربردی)

 

بررسی زوال ورق های غیرایزوتروپیک TWB تحت فرآیند هیدروفرمینگ

 

استاد راهنما:

دکترعلی نایبی

 

بهمن ماه 1390

 

چکیده

دراین تحقیق شکل پذیری وزوال TWB ها دردوگروه همجنس وغیرهمجنس بررسی شده است. درطی تحقیق ازچهارفلزمختلف آلیاژهای آلومینیوم 6111-T4، 5083-H18، 5083-O وفولاد دوفازی DP590 وازدو تست کشش کروی وتست کشش ساده تک محوره استفاده شده است. سپس روش نوین شکل دهی به نام هیدروفرمینگ را برروی TWB های غیرهمجنس بررسی نموده ایم. درتمامی مدل سازی های انجام شده ازنرم افزار المان محدود آباکوس و ازنمودارحدشکل دهی درپیش بینی زوال درورق ها کمک گرفته شده است و رفتار ورق های پایه نیز به صورت غیرایزوتروپیک فرض شده است. از آنجا که بررسی شکل دهی TWBهای غیرهمجنس درمقایسه با TWBهای همجنس بسیارپیچیده ترمی باشد وتغییرشکل وزوال ورق های پایه نیزدرآنها کمترقابل پیش بینی است، لذا دراین تحقیق بیشتر بر روی TWBهای غیرهمجنس تمرکز شده وانتظارمی رود نتایج حاصله بسیارقابل توجه باشد.

 

 

 

فهرست مطالب

عناوین………………………………………………………………………………………..صفحه

 

1- مقدمه. 1

2- مروری برتحقیقات گذشته. 6

2-1- خواص مکانیکی TWBها. 11

2-1-1- تست کشش. 11

2-1-2- خواص کششی. 13

2-1-3- سختی. 14

2-2- شکل پذیری. 16

2-2-1- روش های تست شکل پذیری. 16

2-2-2- شکل پذیری TWB ها. 23

2-2-3- جریان ماده. 25

2-3- آنالیزهای زوال. 28

2-3-1- شکل های زوال. 28

2-3-2- معیارهای زوال. 29

2-4- مدل سازی المان محدود TWBها. 32

 

2-4-1- مدل سازی ناحیه جوش. 32

2-4-2- مدل های سختی وتسلیم ماده. 35

2-4-3- مدل سازی فرآیند شکل دهی. 37

2-5- شکل دهی به کمک فشارسیال(هیدروفرمینگ). 38

3-  تئوری. 41

3-1-  تغییرشکل الاستیک- پلاستیک . 41

3-1-1- تعریف مدل ماده. 42

3-1-2- استحکام ماده. 48

3-2-  مدل های سختی. 50

3-2-1-  مدل پلاستیک کامل. 50

3-2-2-  مدل سختی ایزوتروپیک. 51

3-3- نسبت های تنش تسلیم وخزش. 54

3-4- سطح تسلیم. 55

3-4-1- سطح تسلیم وان- مایسز. 55

3-4-2- سطح تسلیم هیل. 55

3-4-3- تابع تسلیم ایزوتروپیک. 56

3-4-4- تابع تسلیم غیرایزوتروپیک. 57

3-5- قانون جریان. 59

3-6- تعریف رفتارتسلیم غیرایزوتروپیک براساس نسبت های کرنش لنکفورد   61

 

3-6-1- غیرایزوتروپی عرضی. 62

3-6-2- غیرایزوتروپی صفحه ای. 63

3-6-3- غیر ایزوتروپی کلی. 63

3-7- چشم اندازکلی برای مدل سازی زوال وآسیب. 65

3-7-1- آسیب وزوال در مواد چکش خوار. 66

3-7-2- سیر پیشرفت آسیب. 67

3-7-3- معیارشروع آسیب برای شکست درفلزات. 68

3-7-4- معیارشروع آسیب برای ناپایداری تسلیم درورق ها  70

3-8-  تماس. 81

3-8-1- سطوح تماس. 81

3-8-2- تعریف جفت تماس. 84

3-8-3- تعریف تماس کلی. 85

3-8-4-  تعریف شبیه سازی تماس براساس سطح. 85

3-8-5- میرایی درتماس ها. 86

4- خواص مکانیکی ومتالورژیکی. 87

4-1- مواد وجوشکاری. 87

4-2-  خواص مکانیکی فلزات پایه وناحیه جوش. 90

4-3- رفتار غیرایزوتروپیک پلاستیک. 97

4-3-1-  سطح تسلیم Yld2000-2d. 98

 

4-3-2- سطح تسلیم Hill’48. 99

4-4- نمودارحد شکل دهی. 101

4-5- شبیه سازی تست کشش کروی. 104

5- TWB های هم جنس. 110

5-1- مدل سازی خط جوش ودرنظرگیری رفتارایزوتروپی/ غیرایزوتروپی برای ورق های پایه. 113

5-2-  مکان والگوی اولین زوال. 115

5-3- پیشرفت آسیب. 121

6- TWB های غیرهمجنس. 122

6-1- مکان والگوی اولین زوال. 124

6-2- پیشرفت آسیب. 128

7- تست هیدروفرمینگ. 130

7-1- مکان والگوی اولین زوال. 133

7-2- پیشرفت آسیب. 137

7-3- مقایسه دو روش شکل دهی مکانیکی وهیدروفرمینگ. 139

7-4- حرکت خط جوش. 143

8- تست کشش ساده تک محوره. 147

8-1- مکان والگوی اولین زوال. 152

8-2- پیشرفت آسیب. 157

9- نتیجه گیری وپیشنهادات. 160

9-1- جمع بندی ونتیجه گیری. 160

9-2- پیشنهادات. 162

مراجع. 164

 

فهرست جدول ها

عنوان……………………………………………………………………………………………صفحه

 

جدول (4-1): ترکیبات شیمیایی فلزات پایه برحسب درصدوزنی   88

جدول (4-2): ضخامت فلزات پایه وترکیبات ضخامت برای نمونه های جوش داده شده درTWB های هم جنس . 89

جدول (4-3): ضخامت فلزات پایه وترکیبات حاصله برای نمونه های جوش داده شده درTWB های غیرهم جنس.. 89

جدول (4-4): خواص الاستیک نمونه های مورد استفاده درTWB های هم جنس   95

جدول (4-5): پارامترهای سختی ایزوتروپیک درفلزات پایه ونمونه های مورد استفاده درTWB های هم جنس . 96

جدول (4-6): ضرایب معادله تسلیم غیرایزوتروپیک Yld2000-2d برای فلزات پایه . 100

جدول (4-7): ضرایب معادله تسلیم غیرایزوتروپیک Hill’48 برای فلزات پایه.  100

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان: