مطالعه عددی و تجربی شکل دهی غلتکی ورق چندپارچه
چکیده
شکل دهی غلتکی سرد" فرایندی است که در آن نوار ورق در حالت سرد، با عبور پیوسته از بین مجموعه غلتکهای دوار و بدون تغییر محسوس در ضخامت، به یک پروفیل با مقطع دلخواه شکل داده می شود. صفحات چند پارچه جوشکاری شده (twbs) ورقه های خامی هستند که از جوش دادن ورقه هایی با مواد مختلف پیش از فرایند شکل دهی حاصل شده اند. اختلاف مواد در یک twb می تواند در ضخامت، گرید، جنس یا پوشش ماده باشد. در این پایان نامه امکان رول فورمینگ ورق های چند پارچه بررسی می شود. ورق های چند پارچه سابقه چندانی ندارند. با توجه به قابلیت ها و ویژگی های ورق های چند پارچه انتظار می رود پروفیل های تولیدی با این ورق ها بتواند جایگزین مناسبی برای برخی محصولات قدیمی تر باشد، از آن جا که تا کنون پژوهش منتشر شده ای بر روی شکل دهی غلتکی ورق های چند پارچه مشاهده نشده است، این پژوهش می تواند به عنوان گام نخست، چشم انداز مناسبی در این زمینه ارائه کند. هدف از انجام این پایان نامه بررسی اثر پارامترهای هندسی (زاویه خم و نسبت عرض بخش های مختلف ورق چندپارچه) بر نیرو و گشتاور شکل دهی می باشد. در صنعت بیشتر از مواد فولاد و آلومینیوم برای ساخت و تجهیز قطعات استفاده میشود. اما چون امکان اتصال این دو مواد با جوش لیزر و تجهیزات در دسترس امکان پذیر نبوده است، برای ساخت ورق چندپارچه از دو ورق st12 و st430 استفاده شده است. دلیل انتخاب این دو مواد اختلاف در تنش تسلیم آنها می باشد، که جنس یکی سخت و دیگری نرم می باشد. پژوهش انجام شده در این پایان نامه در دو مرحله، تئوری و عملی انجام شده است. تحلیل عددی به روش اجزای محدود با کمک نرم افزار آباکوس انجام شده است. ورق چند پارچه از دو جنس st12 و st430 با ضخامت یکسان استفاده شده است. در تحلیل عددی، شبیه سازی برای نسبت عرض های مختلف دو جنس مواد در ورق چندپارچه در دو یا سه زاویه خم انجام شده است و نیرو و گشتاور شکل دهی شکل دهی غلتکی بدست آمده است. برای تحلیل عددی، بررسی ها در سه زاویه خم برای حالتی که جنس st12 در ناحیه کف و جنس st430 در ناحیه بال قرار دارد انجام شده است، همچنین برای حالتی که جنس st430 در ناحیه کف و جنس st12 در ناحیه بال قرار دارد در دو زاویه خم بررسی انجام شده است. برای هر یک از زاویه خم ها درصد جنس مواد در ورق تغییر می کند. در انجام تست عملی برای اتصال دو جنس st12 و st430 و تشکیل ورق چندپارچه از جوش لیزر استفاده شده است. از تست کشش برای بدست آوردن خواص فیزیکی مواد انتخاب شده استفاده شده است. برای کار تجربی در دو زاویه خم، شکل دهی انجام شده و مقدار گشتاور شکل دهی آن بدست آمده و با نتایج عددی مقایسه شده است. نتایج عددی نشان می دهد که ماکزیمم کرنش طولی در ناحیه خم اتفاق می افتد، همچنین با افزایش جنس st12 از ناحیه کف به بال نیروی شکل دهی کاهش می باید و با افزایش جنس st430 از ناحیه کف به بال نیروی شکل دهی افزایش می یابد. نتایج بدست آمده از روش اجزای محدود نشان می دهد که برای زاویه خم های بررسی شده رفتار گشتاور شکل دهی مشابه و یکسان می باشد. نتایج بدست آمده از کار تجربی تطابق بسیار نزدیکی با نتایج عددی دارد.