تحلیل تئوری و تجربی رفتار شکل‌پذیری ورق آلیاژ آلومینیوم 5083 برای تعیین ضرایب معیارهای تسلیم ناهمسانگرد پیشرفته و پیش‌بینی نمودار حد شکل‌پذیری

نمودار‌های حد شکل‌پذیری در پیش‌بینی رفتار ورق از اهمیت بالایی برخوردار است لذا، پیش‌بینی و ترسیم این نمودار‌ها به روش تئوری و تجربی یکی از اصلی‌ترین اهداف مقاله حاضر بوده است. در این مقاله رفتار شکل‌پذیری ورق آلومینیوم 5083، با درنظر گرفتن رفتار کرنش‌سختی برای ورق مورد بررسی قرار گرفت. جهت به‌دست آوردن و کالیبره نمودن ضرایب معیار‌ تسلیم پیشرفته‌ی bbc2008، آزمون کشش در 7 راستا با زوایای 0، 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه نسبت به جهت نورد انجام شد. تنش‌های تسلیم در حالت کرنش صفحه‌ای محاسبه و ضرایب ناهمسانگردی استخراج شده و تابع خطای مناسب تعریف گردید؛ سپس روابط مربوط به محاسبه تنش تسلیم کرنش صفحه‌ای به تابع خطا افزوده شد. تابع خطا با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه‌سازی شد و با استفاده از ضرایب معیار تسلیم به‌دست آمده، کرنش‌های حدی محاسبه گردید. نتایج نشان دادند که با افزایش 0.1 توان کرنش سختی، کرنش‌های حدی بین 30 تا 40 درصد افزایش می‌یابند. همچنین نتایج نشان دادند که ضریب ناهمگنی اولیه ( ) در تعیین نمودار حد شکل‌دهی تاثیر زیادی دارد و با تغییر بسیار جزی، تاثیر به سزایی در نمودار حد شکل‌دهی می‌گذارد؛ به‌گونه‌ای که با افزایش این ضریب در حدود 0.016 مقادیر کرنش‌های حدی تقریباً دو برابر می‌شوند. با استفاده از نتایج این مقاله، می‌توان با داشتن خواص ورق ازجمله استحکام‌های تسلیم و ضرایب ناهمسانگردی و انتخاب مناسب معیار تسلیم، منحنی حد شکل‌پذیری ورق‌های مختلف را به‌صورت تئوری با دقت قابل قبولی تعیین کرد.

Experimental and theoretical study of formability behavior of Aluminum alloy 5083 sheet for determination of advanced anisotropic yield criteria coefficient and prediction of forming limit diagram

Forming limit diagrams (FLDs) are very important in predicting the behavior of the sheet. Therefore, predicting and drawing these diagrams by theoretical and experimental methods has been one of the main objectives of this paper. In this paper, the formability behavior of 5083 aluminum sheet was investigated by considering the strain hardening behavior. Tensile tests has performed in seven directions 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° and 90 ° from the rolling direction due to identify and calibrate coefficients of BBC2008 advanced yield criteria. The yield stresses was defined in the plane strain mode, also the anisotropy coefficients and the appropriate error function were extracted; Then the relationships of the plane strain yield stress were added to the error function. The error function was optimized using Genetic Algorithm and limit strains were calculated using yield coefficients. The results showed that if the strain hardening exponent increases by 0.1, the limit strains increase by 30 to 40%. Also the results showed that the initial imperfection factor ( ) has a great effect on determining the FLD and with a very small change, it has a great effect on the FLD; So that by increasing this factor to about 0.016, the values of the limit strains are almost doubled. Using the results of this paper and having sheet properties such as yield strengths and anisotropy coefficients and proper selection of yield criteria, the FLD of different sheets to be theoretically determined with acceptable accuracy.