مطالعه عددی-تطبیقی کاهش بازگشت فنری در خم‌کاری ورق‌های فلزی: ارتعاش کم فرکانس در مقابل تاثیر ارتعاش فراصوت

پدیده بازگشت فنری به عنوان یک چالش اصلی در فرآیند خم‌کاری ورق‌های فلزی، دقت ابعادی قطعه کار را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در این پژوهش، به منظور مقایسه سامانمند کارایی دو تکنیک نوین کاهش بازگشت فنری، فرآیند خمش ورق تحت تاثیر ارتعاشات کم فرکانس و فراصوت به کمک روش اجزای محدود شبیه‌سازی شد. مدل حاضر برای سه آلیاژck65، aa6061  و aa3105 توسعه و با داده‌های تجربی اعتبارسنجی گردید. نتایج نشان داد که هر دو تکنیک در مقایسه با حالت پایه بدون ارتعاش، بازگشت فنری را کاهش می‌دهند، به‌طوری‌که ارتعاش کم فرکانس به تنهایی منجر به کاهش کمّی قابل‌توجه 15 تا 35 درصدی در این پدیده شد. با این حال، ارتعاش فراصوت با مکانیسم نرم‌شدگی آکوستیکی، عملکردی برتر داشته و میزان کاهش بازگشت فنری را به طور میانگین بین 54 تا 117 درصد بیش از روش روش کم فرکانس نشان داد. این برتری در تمامی مواد و بازه‌های زمانی مختلف پایدار بود و با افزایش استحکام تسلیم ماده، شکاف کارایی بین دو روش بیشتر شد. این مطالعه معیارهای کمی برای انتخاب بهینه‌ترین تکنیک ارتعاشی بر اساس نوع ماده، دقت موردنیاز و سطح کارایی مطلوب فراهم می‌آورد..

a numerical-comparative study on springback reduction in sheet metal bending: low-frequency vs. ultrasonic vibration assistance

the springback phenomenon poses a significant challenge in the sheet metal bending process، adversely affecting the dimensional accuracy of the workpiece. this study presents a systematic comparison of the effectiveness of two modern techniques for springback reduction: low-frequency and ultrasonic vibration assistance، using the finite element method. the model was developed and validated against experimental data for three alloys: ck65، aa6061، and aa3105. the results demonstrated that both techniques effectively reduce springback compared to the conventional non-vibration base case. quantitatively، low-frequency vibration alone achieved a significant 15% to 35% reduction in springback. however، ultrasonic vibration assistance، leveraging the acoustic softening mechanism، consistently outperformed low-frequency vibration، enhancing the springback reduction by an average of 54% to 117% compared to the low-frequency method. the performance gap between the two techniques widened for materials with higher yield strength. this research provides quantitative criteria for selecting the optimal vibration-assisted technique based on material type، required precision، and desired efficacy level