تحلیل عددی و تجربی عیب برگشت فنری در فرایند شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر با استفاده از معیارهای تسلیم ناهمسان‌گرد

فرایند شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر با قابلیت تولید قطعاتی با عرض و عمق متغیر، با هدف به‌کارگیری در صنایعی همچون خودروسازی، ساختمان‌سازی و صنایع مشابه ایجاد شد. یکی از عیوب این فرایند، عیب برگشت فنری است. این عیب باعث عدم دستیابی به پروفیل مطلوب می‌گردد. در این مقاله به تحلیل تجربی و عددی پدیده برگشت فنری با استفاده از معیارهای تسلیم هیل و بارلات و فون میسز پرداخته شده است. همچنین تاثیر پارامترهای زاویه خم، جنس و ضخامت ورق بر روی این عیب بررسی شده است. به‌وسیله زیرروال vumat نرم‌افزار آباکوس، فرایند برای سه جنس آلومینیوم 1050، فولاد کم‌کربن، فولاد زنگ‌نزن 430 شبیه سازی شد. در این شبیه سازی‌ها برای هر ماده، سه ضخامت 0.4، 0.7 و 1 میلی‌متر با زوایای خم 25 و 45 درجه در نظر گرفته شد. آزمایش‌های تجربی با استفاده از دستگاه شکل‌دهی غلتکی انعطاف‌پذیر، انجام گرفت. صحت‌سنجی نتایج شبیه‌سازی عددی با مقایسه نتایج تجربی انجام گرفت. نتایج نشان داد معیار بارلات نسبت به دو معیار دیگر، پیش‌بینی دقیق‌تری از برگشت فنری دارد. همچنین نتایج نشان دادند که نسبت برگشت فنری ورق‌های دارای ضخامت 0.4 میلیمتر نسبت به ضخامت 1 میلیمتر برای جنس‌های فولاد کم‌کربن، آلومینیوم و فولاد ضدزنگ، به ترتیب 1.5 ، 2.5 و 3.2 برابر می‌باشد.

Numerical and Experimental Analysis of Spring-back Defect in Flexible Roll Forming Process using Anisotropic Yield Criteria

The Flexible Roll Forming (FRF) process with the ability to produce parts with variable width and depth was formed to be used in industries such as automotive, construction, and similar industries. One of the disadvantages of this process is the springback defect, which prevents the desired profile from being achieved. In this paper, experimental and numerical analysis of the springback phenomenon using Hill, Barlat, and Von Mises yield criteria. Also, the effect of bending angle, material, and sheet thickness parameters on this defect was investigated. The process for the three types of 1050 aluminum, low carbon steel, and 430 stainless steel was simulated using the VUMAT subroutine of Abaqus software. In these simulations, for each material, three thicknesses of 0.4, 0.7 and 1 mm with bending angles of 25 and 45 degrees were considered. Experimental experiments were performed using the FRF machine. Validation of numerical simulation results was performed by comparing experimental results. The results showed that the Barlat criterion has a more accurate prediction of springback than the other two criteria. The results also showed that the springback ratio of sheets with a thickness of 0.4 mm compared to 1 mm for low carbon, aluminum, and stainless steel are 1.5, 2.5, and 3.2, respectively.