تحلیل اثر کارسختی بر نیروی لازم و ناحیه ی تغییرشکل در فرآیند کشش ورق

در این مقاله، فرآیند کشش ورق با قالب گوه ای شکل، با استفاده از تابع جریان و به روش کرانه بالایی تحلیل شده است. یک مدل تغییر شکل جدید ارائه شده که در آن مرزهای برشی ورودی و خروجی، انعطاف پذیر می باشد و اثر کارسختی ورق لحاظ و شکل هندسی بهینه ناحیه تغییر شکل، بسته به شرایط فرآیند تعیین می شود. بر اساس تابع جریان پیشنهادی، میدان سرعت، نرخ کرنش ها، توان ها و نیروی کشش لازم محاسبه شده اند. در پایان نتایج تحلیل با نتایج سایر محققان و نتایج اجزا محدود مقایسه شده اند. هم چنین اثر ضریب کار سختی بر ناحیه تغییر شکل، نیروی کشش و زاویه ی بهینه ی قالب بررسی شده است. نشان داده شد که با افزایش ضریب کار سختی، مرزهای ورودی و خروجی ناحیه ی تغییر شکل به سمت ناحیه ی ورودی قالب متمایل می شود و تنش کششی لازم برای انجام فرآیند کاهش می یابد. هم چنین با افزایش ضریب اصطکاک، مرزهای ورودی و خروجی به سمت ناحیه ی خروجی قالب متمایل می شوند و با افزایش درصد کاهش ضخامت، مرزها به سمت ناحیه ی ورودی قالب متمایل می شوند. نتایج نسبت به نتایج تحلیلی گذشته به میزان ده درصد بهبود یافته است.

Analysis of the work hardening effect on required force and deformation zone in sheet drawing process

In this paper, the drawing process of the sheet metal through the wedge shaped die has been analyzed by upper bound method using stream function. First, a new deformation model has been introduced in which inlet and outlet shear boundaries are considered flexible. Then, the optimized geometry of the deformation zone has been determined through the effect of work hardening of the sheet material depending on the process conditions. According to the suggested stream function, velocity field, strain rates and power terms have been calculated. The analytical results have been compared with the results of the published analytical data and the finite element simulation results. Furthermore, the effect of work hardening exponent has been investigated on the deformation zone, drawing force and optimum die angle. It has been shown that by increasing the work hardening exponent, inlet and outlet shear boundaries of deformation zone are being inclined to the inlet zone of the die and the required drawing stress is decreased. In addition, by increasing the friction factor, inlet and outlet shear boundaries are being inclined to outlet zone of the die, and by increasing reduction in thickness, inlet and outlet shear boundaries of deformation zone are being inclined to the inlet zone of the die. It is shown that the analytical results have been improved up to ten percent in comparison to the published data.