مطالعه پنجره فرایند در کشش عمیق هیدرومکانیکی فنجانی مربعی با ورق دولایه آلومینیوم- فولاد

در فرایند کشش عمیق هیدرومکانیکی محفظه ای از سیال جایگزین ماتریس شده است و شکل نهایی قطعه براساس شکل سنبه ی صلب تعیین می گردد. جهت جلوگیری از بروز پارگی و چین خوردگی در قطعه لازم است فشار سیال در حین فرایند در محدوده ی کاری مجاز تغییر نماید. منحنی ناحیه کاری نشان دهنده محدوده حداکثر نسبت کشش قابل دستیابی بدون ایجاد پارگی در ورق، تحت بیشترین فشار محفظه ای می باشد. در این مقاله کشش عمیق هیدرومکانیکی فنجانی های با مقطع مربعی از جنس ورق دولایه آلومینیوم-فولاد به دلیل بالا بردن نسبت کشش آلومینیوم به صورت ورق دولایه ترکیبی با فولاد، با استفاده از آزمایش های تجربی و شبیه سازی های اجزای محدود بررسی شده است. به منظور تشخیص شروع پارگی در شبیه سازی از نمودار حد شکل دهی که به روش تجربی برای ورق دولایه آلومینیوم/ فولاد بدست آمد، استفاده شد. از آزمایش-های تجربی به منظور مقایسه و تایید صحت مدل اجزای محدود استفاده گردید. تاثیر پارامترهای فرایند مانند ضخامت لایه های مختلف ورق، فشار پیش بالج، فشار محفظه ای و ضریب اصطکاک بر روی ناحیه ی کاری و پنجره فرایند بررسی گردیده است. نتایج عددی نشان می دهد که برای هر فشار پیش بالج یک مقدار بهینه برای نسبت کشش مشخص وجود دارد. همچنین با افزایش فشار محفظه ای، چروکیدگی در ناحیه فلانج کاهش می یابد. با افزایش اصطکاک بین ورق و قالب یا ورق و ورق گیر ناحیه کاری کوچکتر شده، در حالی که با افزایش اصطکاک بین ورق و سنبه ناحیه کاری بزرگتر می شود. برای ارزیابی نتایج عددی برای نسبت کشش های متفاوت آزمایش های تجربی انجام شد که تطابق خوبی بین نتایج تجربی و عددی مشاهده گردید.