پیش‌ بینی بروز آسیب در فرایند شکل ‌دهی تدریجی تک ‌نقطه‌ای با استفاده از نمودار حدشکل ‌دهی تکامل ‌یافته

با توجه به نیاز روزافزون به تولید قطعاتی جدید با بیشترین بازدهی، وجود فرایندهایی که ساخت نمونه اولیه را سهولت بخشند و صرف هزینه و زمان را به حداقل برسانند، بسیار مهم می‌باشد. فرایند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای (spif) که در آن برای شکل‌دهی قطعه موردنظر نیازی به تولید قالب نیست تا حد زیادی این هدف را محقق کرده است. از مزایای این روش می‌توان به افزایش شکل‌پذیری، انعطاف بیشتر در تولید اشکال پیچیده و کاهش نیروهای شکل‌دهی اشاره کرد. هدف از انجام این مقاله، دستیابی به روشی جدید جهت پیش‌بینی بروز آسیب در فرایند شکل‌دهی تدریجی تک‌نقطه‌ای به‌صورت عددی می‌باشد تا بتوان پیش از انجام فرایند به‌صورت تجربی، بروز آسیب در قطعه را پیش‌بینی کرد. ازآنجایی ‌که در فرایند شکل‌دهی تدریجی علاوه بر تنش‌ها و کرنش‌ها صفحه‌ای، تنش ‌های نرمال و کرنش‌های برشی ضخامتی قابل‌توجهی بر ورق وارد می‌شود، استفاده از نمودار حدشکل‌دهی مرسوم که در آن شرایط تنشی و کرنشی به‌صورت درون صفحه در نظر گرفته‌شده است، منجر به نتایج نه‌چندان درست و غیرقابل اتکا می‌گردد. ازاین‌رو در این مقاله از نمودار حدشکل‌دهی تکامل‌یافته به‌منظور پیش‌بینی بروز آسیب استفاده‌شده است. در این مقاله، زاویه دیواره قطعه به‌عنوان یک پارامتر جهت بررسی میزان شکل‌دهی موردمطالعه قرارگرفته است. جهت صحت‌سنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی، فرایند شکل‌دهی به‌صورت تجربی نیز برای زوایای دیواره ذکرشده انجام گرفت که نتایج آن تطابق قابل قبولی با نتایج شبیه‌سازی دارد. در هر دو حالت عددی و تجربی زاویه دیواره 67 درجه به‌عنوان حد نهایی شکل ‌دهی گزارش ‌شده است.

determination of failure in single point incremental forming using generalized forming limit diagram

regarding to the uprising need for production of new components with high efficiency, application of methods that could facilitate the prototyping and minimize the financial and time costs are of high importance. single point incremental forming, which is a process with no need for die manufacturing, was successful in minimizing the costs and the prototyping period required for design validations. accordingly, studying this process from different perspectives and obtaining an accurate method for determination of failure in this procedure is important. some of the benefits of this process are an increase in formability, high flexibility in production of complex shapes and reduction of forming forces. in all available processes that are used for forming of metallic sheets there is a certain limit for formality beyond which typical failures including wrinkle, necking or rupture will occur. today different experimental and numerical methods are developed for determination of forming limit. in this study in order to obtain the forming limits and to anticipate the failure in single-point-incremental-forming process, generalized forming limit diagrams are utilized. initially the single point incremental forming process is simulated using abaqus software and then resulting strain path of critical elements of the part are compared against the forming limits obtained by generalized forming limit diagrams to study the existence of failure in both simulations and experimental tests.