کاربرد مکانیک آسیب در پیش بینی بروز پارگی ورق در فرایند شکل دهی چرخشی با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود

چکیده فرایند شکل دهی چرخشی یک روش شکل دهی بدون براده برداری است که برای تولید جسم های توخالی متقارن محوری و بدون درز استفاده می شود. تغییرشکل در این فرایند، به واسطه ی اعمال نیروی نقطه ای و حرکت چرخشی قطعه کار انجام می پذیرد که طی آن قطعات تخت یا استوانه ای با حرکت محوری یا شعاعی به شکل قالب چرخان در می آیند. یکی از مشکلات مهم و متداول در شکل دهی چرخشی، پارگی ورق در حین فرایند است که تأثیر به سزایی در بالا رفتن هزینه و کاهش نرخ تولید دارد. از این رو، پرداختن به مبحث پارگی ورق و عوامل حاکم بر آن، از اهمیت خاصی برخوردار است. تا کنون فعالیت های تجربی بسیاری در این زمینه انجام شده است، که لازمه ی آن صرف وقت و هزینه ی بسیار بوده است. در این پایان نامه با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و بهره گیری از مکانیک آسیب به پیش بینی بروز پارگی در ورق پرداخته شده است. برای این کار ابتدا با استفاده از نرم افزار abaqus فرایند شکل دهی چرخشی شبیه سازی شده است. سپس با اضافه نمودن معیار آسیب نرم به مدل اجزای محدود، رشد پارامتر آسیب در اثر عوامل ایجاد کننده ی پارگی در ورق مورد بررسی قرار گرفته است. به کمک مقایسه ی نتایج تجربی و نظری با نتایج شبیه سازی، نتایج نرم افزار اجزای محدود abaqus، ارزیابی گردیدند. با در نظر گرفتن مدل آسیب نرم در شبیهسازی شد محل پارگی ورق پیش بینی گردید. در مرحله ی بعد به بررسی پارامتری شبیه سازی آسیب از جمله بررسی ضخامت بر نیروی شکل دهی، بررسی ضخامت بر کرنش شعاعی و بررسی اثر سرعت در محصول فرایند پرداخته شد. در نهایت توزیع آسیب در ضخامت های مختلف نشان داده شد. مقایسه ی نتایج تجربی با نتایج شبیه سازی نشان می دهد ناحیه ی آسیب بیشینه، همان ناحیه ای است که در آزمایش های تجربی پارگی ورق رخ داده است. در نتیجه مدل آسیب به کار گرفته شده، مدل مناسبی برای پیش بینی بروز پارگی ورق است. به علاوه رشد آسیب در ورق، عمدتاً زیر غلتک اتفاق می افتد. در فرایند شکل-دهی چرخشی برشی با توجه به کاهش ضخامت بیشتر نسبت به فرایند شکل دهی چرخشی معمولی، در شرایط یکسان، رشد آسیب سریع تر اتفاق می افتد. واژه های کلیدی: فرایند شکل دهی چرخشی، شبیه سازی اجزای محدود، مکانیک آسیب، پارگی ورق