تعیین خودکار نیروی ورق‌گیر غیریک نواخت در قالب‌های شکل‌دهی قطعات ورقی

نیروی ورق‌گیر ازجمله پارامترهای مهم و تاثیرگذار در عملیات شکل‌دهی قطعات ورقی است. اندازه این نیرو در اطراف قطعه می‌تواند در رفع عیوب پارگی و چین‌خوردگی در نقاط مختلف قطعه بسیار موثر باشد. در قطعات متقارن‌محوری نیروی ورق‌گیر یک نواخت مناسب می‌تواند از بروز هر دو عیب مذکور جلوگیری کند ولی برای قطعات غیرمتقارن‌محوری رسیدن به نیروی ورق‌گیر یک نواخت مناسب معمولا دشوار است. در این حالت نیروی ورق‌گیر غیریک نواخت می‌تواند در بهبود کیفیت قطعات تولیدی تاثیر بسزایی داشته باشد. واضح است که شبیه‌سازی فرآیند شکل‌دهی در نرم‌افزارهای المان‌محدود و استفاده موثر از الگوریتم‌های بهینه‌سازی می‌تواند کمک شایانی به طراح در تعیین مقدار نیروی ورق‌گیر غیریک نواخت داشته باشد. در این پژوهش راه‌کاری جهت تعیین خودکار نیروی ورق‌گیر غیریک نواخت برای شکل‌دهی قطعات ورقی ارائه شده است. در این روش که به کمک نرم‌افزارهای کتیا، آباکوس و مدفرانتیر ایجاد شده است انجام شبیه‌سازی‌های مختلف و تغییر پارامترهای ورودی نیرو به صورت کاملا خودکار انجام می‌گیرد تا اینکه شرایط مناسب برای شکل‌دهی ورق مشخص شود. برای نمایش شیوه عملکرد این ساختار دو قطعه با هندسه‌های متنوع مورد بررسی قرار گرفت. در این دو هندسه رسیدن به قطعه بدون عیب پارگی و چین‌خوردگی با نیروی ورق‌گیر یک نواخت امکان‌پذیر نبود، ولی نتایج نشان داد با استفاده از روش بیان‌شده در این پژوهش می‌توان به صورت خودکار به چیدمان غیریک نواخت مناسبی از نیروهای ورق‌گیری دست یافت که قطعه‌ای بدون عیب پارگی و با پتانسیل کم چین‎خوردگی تولید می‌کند.

Automatic determination of non-uniform blank-holder force in sheet metal forming

The blankholder force is an important and influential parameter in the sheet metal forming process. The size of this force around the part can be very effective in eliminating the defects of fracture and wrinkling in different points of the part. In symmetrical axial parts, a suitable uniform blankholder force can prevent both defects, but for asymmetric axial parts, it is usually difficult to achieve a suitable uniform blankholder force. In this case, the nonuniform blankholder force can have a significant effect on improving the quality of parts. It is clear that simulation of the sheet metal forming process in finite element software and the effective use of optimization algorithms can be of great help in determining the amount of nonuniform blankholder force. In this research, a method for automatic determination of nonuniform blankholder force is presented. In this method, which has been created with the help of Catia, Abaqus, and Modefrontier software, various simulations and change of input parameters are performed completely automatically, until the appropriate conditions for sheet metal forming are determined. To show how this method works, two pieces with different geometries were examined. In these two geometries, it was not possible to achieve a piece without fracture and wrinkling with uniform blankholder force, but the results showed that using this method, a suitable nonuniform arrangement of blankholder force can be achieved automatically, which produces a flawless piece.