بررسی تحلیلی و تجربی اتساع ورق فولادی ناهمسانگرد dc04

اتساع ورق‌های فلزی به علت اعمال تنش کششی بالا در حین شکل‌دهی و حذف برگشت فنری منجر به تولید قطعات پر استحکام با دقت ابعادی بالا می‌شود. در این پژوهش به بررسی تحلیلی-تجربی فرایند اتساع ورق فولادی dc04 به عنوان یکی از ورق‌های پرکاربرد در صنعت خودروسازی پرداخته شده است. در بخش تجربی با اجرای آزمون کشش تک‌محوری در زاویه‌های °0، °45 و °90 نسبت به راستای نورد ورق، ضرایب ناهمسانگردی پلاستیک، ثوابت سخت‌شوندگی مدل توانی و دیگر مولفه‌های مکانیکی جنس ماده به دست آمد. در ادامه مولفه‌های کرنش در نواحی مختلف قطعه با تحلیل روابط معیار تسلیم ناهمسانگرد هیل-48 مبتنی بر قانون جریان مرتبط محاسبه گردید. با نوشتن معادلات تعادل در سطوح تماسی ورق با اجزای قالب، اثر نیروهای اصطکاکی بر توزیع تنش-کرنش تعیین گردید. پس از طراحی و ساخت قالب و اجرای آزمون‌های تجربی اتساع، با سه جابجایی سنبه 10.5، 15.75 و 21 میلی‌متر بر روی نمونه‌های مش‌بندی شده، مقادیر کرنش، تنش و ضخامت اندازه‌گیری شد. در انتها خطای روش تحلیلی در مقایسه با نتایج آزمون تجربی برای این سه جابجایی به ترتیب برابر %15.8، %4.7 و %0.07 به‌دست آمد.

analytical and experimental investigation on stretch forming of an anisotropic dc04 steel sheet

stretching of sheet metals due to the high applied tensile stress and elimination of springback leads to the production of high-strength parts with high dimensional accuracy. in this research, an analytical-experimental study of stretching of the dc04 steel sheet as one of the most widely used sheets in the automotive industry has been considered. in the experimental stage, by performing uniaxial tensile test at angles of 0 °, 45 °, and 90 ° with respect to the rolling direction of the sheet, the plastic anisotropy coefficients, the constants of the power-law hardening model, and the other mechanical factors of the material were obtained. then the strain components in different areas of the specimens were calculated by using the hill-48 anisotropic yield criteria based on the associated flow law. using equilibrium equations at the contact surfaces of the sheet with the tooling components, the effect of frictional forces on the stress-strain distribution was determined. after designing and fabricating the apparatus and performing experimental tests, the values of strain, stress and thickness were measured with three displacements of punch stroke at 10.5, 15.75, and 21 mm on the specimens. finally, comparing the results of analytical method with experimental observation, the magnitude of the errors for three mentioned punch strokes were obtained 15.8%, 4.7%, and 0.07%, respectively.