بررسی چروکیدگی چندلایه های فلز – کامپوزیتی گرمانرم در فرآیند کشش عمیق

چند لایه های فلز- کامپوزیتی ( fiber-metal laminate) از لایه های فلز و مواد کامپوزیتی شامل فیبر های تقویت کننده تشکیل شده اند. کاربردهای زیاد کشش عمیق ورق های چندلایه ای، از جمله ساخت قطعاتی که نیاز به متفاوت بودن شرایط محیطی داخل و خارج دارند، صنایع هوافضا، و مخازن تحت فشار چندلایه ای، اهمیت تحقیق روی کشش عمیق این مواد را نشان می دهد. در این پژوهش ابتدا نحوه تولید دو نوع از چند لایه های فلز-کامپوزیتی گرمانرم، با پایه پلی پروپیلن خود تقویت شده و تقویت شده با الیاف شیشه، آمده است. تولید این چند لایه ها مستلزم ساخت یک قالب گرم تحت فشار برای تهیه فلز-کامپوزیت ها و لایه کامپوزیتی هسته آنها می باشد. در ادامه برای انجام فرآیند کشش عمیق روی این مواد نیاز به داشتن یک پرس هیدرولیکی با امکان اندازه گیری نیرو و جابه جایی فرآیند وجود داشته که با نصب سنسورهای اندازه گیری نیرو و جابجایی و اتصال آنها توسط کارت جمع آوری اطلاعات به یک کامپیوتر، پرس هیدرولیکی عملا به یک ماشین (sheet tester) تبدیل شده است. پارامترهای زیادی در کشش عمیق ورق های فلز-کامپوزیتی موثر می باشند که برای بررسی هدفمند این پارامترها و کاهش تعداد آزمایش ها از روش طراحی آزمایش های تاگوچی استفاده شده است. به منظور مقایسه نتایج، آزمایش ها علاوه بر دو نوع فلز-کامپوزیت ساخته شده، روی نمونه های آلومینیومی نیز انجام شده اند. نتایج آزمایش های انجام شده روی چند لایه های فلز-کامپوزیتی و نمونه های آلومینیومی شامل تعداد و ارتفاع چروک های ایجاد شده و ماکزیمم نیروی شکل دهی که از نمودار نیرو-جابجایی بدست آمده است، توسط نرم افزار minitab تحلیل و در ادامه آمده است. شبیه سازی فرآیند کشش عمیق فلز-کامپوزیت ها بخش دیگر پایان نامه بوده است که برای انجام آن ابتدا خواص و ثابت های مهندسی فلز و کامپوزیت مورد استفاده توسط آزمون های استاندارد کشش و خمش سه نقطه ای تعیین شده و در ادامه نمودار نیرو-جابجایی کشش عمیق این مواد توسط دو روش standard و explicit در نرم افزار abaqus بدست آمده و با نمودار نیرو-جابجایی بدست آمده از سیستم اندازه گیری نصب شده روی پرس مقایسه شده است. رفتار فلز-کامپوزیت ها در فرآیند کشش عمیق نشان داد که اثر اکثر پارامترهای فرآیند از جمله نیروی ورق گیر روی میزان چروکیدگی و نیروی شکل دهی تا حد زیادی مشابه رفتار فلزات می باشد. دما تنها پارامتری بود که اثر آن تفاوت قابل ملاحظه ای با فلزات داشت، زیرا با توجه به نتایج آزمایش ها، فلز-کامپوزیت ها حساسیت بیشتری نسبت به دما در مقایسه با فلزات از خود نشان دادند.