جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "شکل دهی تدریجی" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «شکل دهی تدریجی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
شکل دهی تدریجی ورق های فلزی یکی از روش های نوین شکل دهی است که اعمال تدریجی نیروهای شکل دهی و عدم حضور قالب مادگی در این روش، باعث افزایش حد شکل پذیری ورق و افزایش دامنه انعطاف پذیری فرایند در تولید هندسه های پیچیده می شود. در این پژوهش شکل دهی ورق های دولایه آلومینیوم-مس در فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای تا رسیدن به حد شکل دهی ورق در چند هندسه مختلف مطالعه خواهد شد. با توجه به مکانیزم ناپایداری ورق در این فرایند، در پیش بینی عددی رشد و شروع آسیب ورق های دولایه، از معیار آسیب ژو-ویرزبیکی (Xue-Wierzbicki) در قالب زیربرنامه VUMAT نرم افزار آباکوس استفاده شد. آزمایش های تجربی نشان داد که نوع هندسه، به دلیل اعمال شرایط متفاوت تنش و کرنش در ورق، بر روی حد ارتفاع شکل دهی موثر است. پیش بینی مدل عددی از حد ارتفاع شکل دهی به طور میانگین برای هندسه های مختلف با اختلاف %8 نسبت به آزمایش های تجربی انجام شده، همراه است که نشان دهنده ی اعتبار مدل عددی می باشد. به این ترتیب، با استفاده از مدل عددی اثر تغییرات کرنش پلاستیک معادل و تنش سه محوری به عنوان متغیرهای کلیدی بر توزیع کرنش های صفحه ای و آسیب در این فرایند تحلیل شد. همچنین نحوه بارگذاری سیکلی و غیرخطی در این فرایند با ترسیم مسیر کرنش برای هندسه های مختلف نشان داده شد.
کلید واژگان: ورق دولایه, شکل دهی تدریجی, معیار آسیب, مدل عددی, مسیر کرنشIncremental forming of metal sheets is one of the new methods of forming, in which the local exertion of forming forces and the absence of a matrix enhances the forming limit of the sheet and extends the flexibility of process in producing of complex geometries. In this research, the forming limit of aluminum/copper bilayer sheets in the single-point incremental forming of different geometries was studied. Considering the instability mechanism of the sheet, the Xue-Wierzbicki damage criterion was used in the form of the VUMAT subroutine of Abaqus in the numerical prediction of the growth and damage initiation of bilayer sheets. Experimental tests showed that the type of geometry has influences on the forming height limit due to the different induced stress and strain states on the sheet. The prediction of the numerical model of the forming height limit on average for different geometries with difference of 8% compared to the experimental tests, which indicates the validity of the numerical model. Accordingly, using the numerical model, the effect of changes in equivalent plastic strain and triaxial stress as crucial variables on the distribution of surface strains and damage was analyzed. Also, cyclic and nonlinear loading in this process was shown by plotting the strain path for different geometries.
Keywords: Bilayer Sheet, Incremental Forming, Damage Criterion, Numerical Model, Strain Path -
گسترش روش های نمونه سازی سریع در سال های اخیر بسیار چشمگیر بوده است. یکی از این روش ها، فرایند شکل دهی تدریجی است. در این پژوهش، فرایند شکل دهی تدریجی چند نقطه یی، توسط سه ماتریس استوانه یی با تک، دو و سه پله مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا، نرخ پیشروی و گام نفوذ ابزار برای شکل دهی نمونه های آلومینیومی در سه سطح بررسی شدند. در ادامه، تاثیر پارامترهای ورودی بر ارتفاع حدی نمونه های شکل گرفته، توزیع ضخامت، زبری سطحی و دقت هندسی نمونه های برش خورده طولی مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج حاصل، با بهره گیری از ماتریس های چند نقطه یی، علی رغم افزایش دقت هندسی نهایی، اصطکاک نسبت به ماتریس مخروطی یکپارچه تقلیل یافت. با به کارگیری ماتریس دو پله، با افزایش شکل پذیری ورق، قطعات عمیق تری شکل گرفت، به طوری که ارتفاع حدی میانگین را به میزان 12\٪ بهبود بخشید. از جنبه دقت هندسی نیز طرح ماتریس با سه پله، بالاترین دقت هندسی و کمترین انحراف را نسبت به مسیر برنامه ریزی شده ایجاد کرد.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ماتریس پشتیبان, انحراف هندسه, توزیع ضخامت, زبری سطحیThe development of rapid prototyping methods has been very drastic in recent years. One of these methods, with a nature similar to sheet-forming processes, is the incremental forming method. In the last two decades, this technique has attracted much attention in industrial applications. The incremental forming process has been able to play a major role in advancing industrial projects in the production of low-volume prototypes. This process is a suitable alternative to conventional forming processes in the single production of conical geometries because of the low cost of machinery, equipment, and tools. In this paper, the two-point incremental forming of conical parts by three multi-point matrix designs, including single, double, and three-step cylinders, were investigated. For this purpose, the feed rate (400-1000 mm/min) and the penetration step of the tool (0.5-1.1 mm) were investigated in three levels to form the aluminum sheets with a thickness of 0.5 mm. In the following, the effect of the input parameters on the limiting height of the formed specimens, thickness distribution, surface roughness, and geometric accuracy of longitudinal cut specimens was assessed. According to the results, using the multi-point matrixes, despite increasing the final geometric accuracy, friction was reduced compared to the conical matrix. Using a two-step matrix, deeper pieces were formed by increasing the formability of the sheet, in which the average height was improved by an average of 12%. However, no significant change was observed in the roughness of the samples formed by all three types of matrixes. Therefore, the design of the proposed matrix had almost no tangible effect on the final surface roughness output. From the view of geometric accuracy, the matrix design with three steps created the highest geometric accuracy, as well as the least deviation relative to the planned path.
Keywords: Incremental forming, Supporting die, Geometry deviation, Thickness distribution, surface roughness -
شکل دهی تدریجی تک نقطه ای، فرآیندی مقرون به صرفه با انعطاف پذیری بالا می باشد و در نتیجه انتخابی مناسب جهت تولید حجم پایین در مقایسه با روش های سنتی شکل دهی است. در تحقیق تجربی حاضر، شکل دهی تدریجی تک نقطه ای گرم با ابزار سرگرد بر روی ورق های ترکیبی آلومینیم که توسط فرایند جوش آرگون به یکدیگر متصل شده اند مورد بررسی قرار می گیرد. ورق های مورد استفاده از جنس الومینیوم گریدهای 6061 و 5083 با ضخامت یکسان 5/1 میلیمتر می باشند که این ورق ها به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده اند. در این تحقیق تاثیر چهار پارامتر دما، روانکار، مقدار نشست ابزار و سرعت تغذیه میز به عنوان متغیرهای فرآیند شکل دهی تدریجی بر روی میزان شکل پذیری و وضعیت ظاهری نمونه های ورق ترکیبی آلومینیم مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده دمایی مورد بررسی بین دمای محیط تا 290 درجه سانتی گراد می باشد و سه نوع روانکار نیز برای انجام آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفته است. برای طراحی آزمایش نیز از روش تاگوچی استفاده شد و نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد افزایش دما بعنوان تاثیرگذارترین پارامتر سبب افزایش میزان شکل دهی ورق به میزان 79 درصد شده است همچنین روانکار و نشست ابزار و سرعت تغذیه میز در رده های بعدی در شکل پذیری ورق ترکیبی آلومینیم موثر می باشند.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ورق ترکیبی آلومینیم, روانکار, شکل دهی دما بالا, عمق شکل دهی, جوشکاری TIGSingle point incremental forming (SPIF) is a cost-effective process with high flexibility and as a result, it is a suitable choice for low-batch production compared to traditional metal forming methods. In the present experimental research, the warm SPIF with ball nose tool was used in the forming of aluminum tailor welded blanks (TWB) that were joined together by the argon welding process. Aluminum sheets of 6061 and 5083 with an equal thickness of 1.5 mm were used as base metals and joined together using the butt welding method. In this research, the effect of four parameters of temperature, lubricant, step down, and feedrate were investigated on the formability and appearance of aluminum. The temperature range is between room temperature and 290 degrees Celsius, and three types of lubricants are used in the experimental tests. The Taguchi method was used for the design of the experiment. The results of the tests indicated that an increase in the temperature as the most effective parameter led to an increase in the formability of TWB by 79%. The lubrication, step down, and the feedrate was in the next ranks of effectiveness in the formability of aluminum TWB.
Keywords: Single point incremental forming (SPIF), Aluminum TWB, Lubricant, elevated temperatures, forming depth, TIG welding method -
شکل دهی تدریجی فرآیندی کاربردی جهت نمونه سازی سریع و ساخت قطعات ورقی در دسته های کوچک است. انجام فرایند در دماهای بالا، مطالعه بر روی توزیع ضخامت و بهبود حد شکل دهی نمونه هایی از پژوهش های انجام شده در این حیطه است. تلاشهایی نیز به منظور بهبود دقت هندسی قطعات تولید شده به روش شکل دهی تدریجی انجام شده است و شکل دهی دو نقطه ای و استفاده از فوم فلزی به عنوان تکیه گاه انعطاف پذیر پیشنهاد شده است. در تحقیق حاضر، استفاده از فوم پلیمری به عنوان تکیه گاه انعطاف پذیر برای بهبود شرایط شکل دهی تدریجی ورق های پلی اتیلن سنگین با ضخامت 2 میلی متر پیشنهاد شده است. عیوب چروکیدگی و پارگی بوجود آمده در شرایط مختلف انجام فرایند با سرعت های دورانی و سرعت های پیشروی متفاوت با انجام آزمایش های تجربی بررسی و با یکدیگر مقایسه شده اند. برای این کار از قطعاتی با زاویه دیواره متغیر استفاده شد. نتایج نشان دهنده بهبود شرایط شکل دهی با دستیابی به قطعات بدون عیب با زاویه دیواره بزرگتر است. دقت ابعادی قطعات تولید شده به کمک اسکنر سه بعدی بررسی شد. نتایج نشان دهنده بهبود دقت ابعادی قطعات تولید شده در شرایط استفاده از تکیه گاه انعطاف پذیر بود.کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, توزیع ضخامت, تکیه گاه انعطاف پذیرThe Incremental forming is an applied production method in rapid prototyping and manufacturing of sheet products in small batches. Usually this process is performed in environment temperature by a computer numerical control machine or a manipulator. Conducting the process in high temperatures, studying the thickness distribution and improving the forming limit of producing parts are the main research contributions in this field. Also, some efforts have been made to increase the accuracy of manufactured parts and two point incremental forming and using of metallic foams have been proposed. In this research, the usage of polymeric foam as a flexible support is proposed to improve the incremental forming of high density polyethylene sheet with the thickness of 2 mm. Wrinkling and tearing defects for both with and without flexible support processing conditions with different spindle speeds and feed rates were investigated. For this, parts with variable wall angle were used. The results showed, the usage of polymeric foam support improves the forming condition by achieving to the parts with higher wall angle. Also, some samples produced in different working condition were selected and the accuracy of them was investigated using a 3D scanner and the improvement of the accuracy in the condition of using the flexible die support was observed.Keywords: Polymeric Sheet, Incremental Forming, Thickness Distribution, Flexible Die Support
-
شکل دهی تدریجی تک نقطه ای یکی از فرآیندهای نوین در شکل دهی ورق های فلزی محسوب می شودکه توانسته با ایجاد تغییر شکل های پلاستیک موضعی در ورق، میزان بالایی از شکل دهی را در آن ها به وجود آورد. در این مقاله، ابزار جدیدی برای تولید فلنج های استوانه ای بر پایه اصول فرآیند شکل دهی تدریجی معرفی می شود. با استفاده از این ابزار برای شکل دهی فلنج، به جای استفاده از فرز مجهز به کنترل عددی کامپیوتری از ماشین فرز دستی استفاده می شود. شکل دهی دیواره فلنج با یک ابزار جدید که شامل دو سنبه شکل دهی است انجام می گیرد. دنباله ابزار بر روی اسپیندل دستگاه فرز بسته شده و مقدار خارج از مرکز بودن سنبه ها قطر نهایی فلنج را تعیین می کند. حرکت ابزار در حال دوران، ساده و با گام مشخص رو به پایین می باشد. نتایج نشان می دهد با استفاده از این روش می توان فلنج ها با قطرهای مشخص را با سرعت بالا روی ورق های آلومینیومی شکل داد. با افزایش قطر سوراخ اولیه ایجاد شده روی ورق، ارتفاع فلنج بیشتری قابل دستیابی بوده اما نازک شدگی هم افزایش می یابد. افزایش سرعت دورانی ابزار منجر به شکل دهی فلنج هایی با ارتفاع بیشتر شده اما با بیشتر شدن سرعت پیشروی عمودی ابزار ارتفاع کمتری شکل داده می شود.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, سنبه شکل دهی خارج از مرکز, سرعت دورانی, فلنجSingle point incremental forming is one of the novel processes in forming of metallic sheets that has created high forming levels in sheet by local plastic deformation. In this paper, new tool based on incremental forming principles is introduced for production of cylindrical flange. Using this tool for forming of the flange, the manual milling machine is used instead of milling machine equipped with computer numerical control (CNC). Forming of flange wall is accomplished by a new tool that includes two forming punches. Tool shank is fixed on milling machine spindle and the value of eccentricity determines the final diameter of flange. Movement of rotary tool is simple and downward with defined step. The results show that flanges with specified diameters can be formed by using this method very fast. Increasing the diameter of the primary hole created on the sheet increases the flange height but also increases the thinning. Increasing rotational speed results in forming flanges with higher height but increasing vertical feed rate of tool decreases the flange height.
Keywords: Incremental Forming, Eccentric forming punch, Rotational Speed, flange -
شکل دهی تدریجی ورق های فلزی یکی از روش های نوین شکل دهی با انعطاف پذیری بالا در تولید هندسه های پیچیده و در تیراژ متوسط است. با توجه به عدم حضور قالب مادگی در این فرآیند و اعمال تدریجی نیروهای شکل دهی، حد شکل پذیری ورق در این فرآیند نسبت به فرآیندهای شکل دهی سنتی افزایش می یابد. در این پژوهش شکل پذیری و شکل دهی و در نهایت شکست ورق های دولایه آلومینیوم/مس حاصل از روش جوشکاری انفجاری در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای ورق مطالعه شده است. در پیش بینی عددی رشد و شروع شکست ورق های دولایه در این فرآیند، از معیار آسیب ژو-ویرزبیکی در قالب زیربرنامه VUMAT نرم افزار آباکوس استفاده شد. با استفاده از مدل عددی تغییرات تنش سه محوری و کرنش پلاستیک معادل به عنوان متغیرهای موثر بر رشد آسیب در فرآیند شکل دهی تدریجی تحلیل و تبیین شد و نحوه بارگذاری سیکلی و غیرخطی در این فرآیند نشان داده شد. نتایج تجربی نشان دهنده متفاوت بودن ارتفاع شکست هندسه های مختلف به دلیل بروز شرایط بارگذاری متفاوت است. همچنین با استفاده از مدل عددی صحه گذاری شده، علاوه بر پیش بینی محل رشد ترک، ارتفاع شکست در هندسه های مختلف شکل دهی شده با اختلاف 4/06% نسبت به نتایج تجربی پیش بینی شد.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, معیار آسیب, ارتفاع شکست, ورق دو لایهIncremental forming of metal sheets is one of the new methods of metal forming with high flexibility in batch production of complex geometries. Due to the absence of a matrix and the gradual applying of forming forces, the forming limit in this process is increased compared to conventional ones. In this research, formability, forming, and finally fracture of aluminum/copper bilayer sheets produced by explosive welding method in the single point incremental forming process are studied. In the numerical prediction of growth and onset of fracture of sheets in this process, the Xue-Wierzbicki damage criterion was used as the VUMAT subroutine in Abaqus software. Using the numerical model, variations of the stress triaxiality and equivalent plastic strain as the variables affecting the damage growth in the incremental forming process were analyzed and explained, and the effect of cyclic and nonlinear loading in this process was shown. Experimental results show a different failure height of various geometries due to different loading conditions. Also, using the verified numerical model, in addition to predicting crack growth location, the fracture height in the formed geometries was predicted by 4.06% difference with respect to the experimental results.
Keywords: Incremental Forming, Damage Criterion, Fracture Height, Bilayer Sheet -
شکلدهی افزایشی ورق فلزی یکی از فرآیند های فرم دهی بدون قالب میباشد. در این فرآیند ابزار سر کروی مسیر از پیش تعیین شده را طی مینماید تا با اعمال فشار موضعی به ورق آن را به شکل مد نظر تبدیل نماید. یکی از معایب موجود در فرآیند شکل دهی افزایشی، پدیده برگشت فنری ورق میباشد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر برگشت پذیری فنری در ورق دو لایه مس- فولاد آستنیتی حاصل از شکل دهی افزایشی، پرداخته شده است. پارامترهای ورودی این فرآیند شامل قطر ابزار، گام عمودی، ضخامت ورق، عمق شکل دهی، سرعت پیشروی و ترتیب قرارگیری لایه های ورق دولایه میباشد. با استفاده از شبیه سازی المان محدود فرآیند به کمک نرم افزار آباکوس و روش طراحی آزمایش های تاگوچی به کمک نرم افزار مینی تب، تاثیر پارامترهای ورودی بر روی برگشت پذیری فنری و نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه سازی توسط آزمون تجربی اعتبار سنجی شده و مشخص شد که نتایج شبیه سازی المان محدود دارای هم پوشانی مناسبی در مقایسه با جواب های نهایی بدست آمده از آزمون عملی میباشند. در پایان میزان تاثیر هر یک از پارامترهای نام برده شده بر روی برگشت فنری و نیروی شکلدهی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و مشخص شد که پارامتر ضخامت ورق بیشترین تاثیر را هم در برگشت فنری و هم نیروی شکل دهی دارا می باشد.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ورق دو لایه, برگشت فنری, مس-فولاد آستنیتی, نیروی شکل دهیThe Incremental Sheet metal forming is one of the dieless forming processes. In this process, the ball nose tool runs the predetermined path to form the sheet by applying the local pressure on the sheet. One of the disadvantages of the incremental forming process is the springback phenomenon. In this paper, the effect of parameters on the springback in the two layear sheet Cu / Austenite St produced by the Single Point Incremental Sheet Forming has been investigated. The input parameters of this process include the tool diameter, vertical step, sheet thickness, depth of form, forward velocity, and arrangement of layers of the double layer sheet. Using the finite element simulation via Abaqus software and the Taguchi design of experiments method via Minitab software, the effect of input parameters on springback and forming force has been investigated. Also, the results of the simulation were validated by the empirical test and it was determined that the finite element has an appropriate overlap in extraction of the final results. At the end, the effect of each of the parameters mentioned on the springback and forming force was analyzed. It was determined that the thickness of the sheet had the greatest effect on both springback and forming force.
Keywords: Incremental Forming_Two layers sheet_Spring Back_Copper - Austenitic Stainless Steel_Forming force -
ورق های آلیاژی آلومینیم با توجه به دارا بودن ویژگی های خاص ، کاربرد چشمگیری در صنایع گوناگون یافته اند. از سوی دیگر، به دلیل قابلیت شکل پذیری کم، شکل دهی آن ها در دمای اتاق به آسانی صورت نمی پذیرد. از این رو، برای تسهیل شکل دهی، می توان از روش های شکل دهی گرم نیز استفاده نمود که این امر منجر به اکسیداسیون ماده می شود. در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای (SPIF) ، ورق فلزی با حرکت موضعی ابزار سرنیمکروی، شکل دهی می شود. در این پژوهش، با اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار، فرآیند SPIF به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UVaSPIF) توسعه داده شد که این امر سبب بهبود قابلیت شکل پذیری ورق در دمای اتاق گردید. در مقاله پیش رو، تاثیر ارتعاش اولتراسونیک و روانکار بر رفتار نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور ابزار سرنیمکروی به قطر 20 میلیمتر و با فرکانس طبیعی 4/20 کیلوهرتز، طراحی و ساخته شد. ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده ی رزونانس در ابزار توسط نتایج حاصل از تحلیل مودال و تست تجربی به تایید رسید. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O نشان داد که در فرآیند UVaSPIF، اعمال ارتعاش بدون حضور روانکار و در فرآیند SPIF، استفاده از روانکار، بیشترین تاثیر را بر کاهش مولفه عمودی نیروی شکل-دهی دارد.کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ارتعاش اولتراسونیک, تحلیل مودال, روانکار, نیروی شکل دهیAluminum alloys have been widely used in various industries, due to its special characteristics. On the other hand, due to its low formability, the forming of these alloys is difficult at room temperature. Therefore, in order to facilitate the forming, warm forming methods can be used, which will lead to the oxidation of the material. In Single Point Incremental Forming (SPIF), a sheet metal is formed by a progression of localized plastic deformation using a hemispherical-head tool. In this study, by applying ultrasonic vibration to the tool, Ultrasonic Vibration assisted SPIF (UVaSPIF) process was developed that improved the sheet formability at room temperature. In present paper, the effect of ultrasonic vibration and lubricant on behavior of the forming force has been investigated. Consequently, a hemispherical-head tool (D = 20 mm) with natural frequency of 20.4 kHz was designed and manufactured. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Then, Al 1050-O sheet was used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that in UVaSPIF, imposing of vibration without lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force whereas in SPIF, the lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force.Keywords: Incremental Forming, Ultrasonic Vibration, Modal Analysis, Lubricant, Forming Force
-
در این مقاله شکل دهی تدریجی تک نقطه ای (SPIF) ورق های آلیاژی آلومینیوم 5083 که با فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) اتصال داده شده اند به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. ورق ها با ضخامت 2 میلی متر با سرعت دورانی و پیشروی یکسان جوشکاری شده است. برای بررسی اثر جوشکاری FSW بر شکل پذیری در فرایند SPIF، ورق های یکپارچه و ورق های FSW شده به صورت مخروطی شکل دهی شده و حداکثر زاویه دیواره برای هر دو حالت تعیین شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که حداکثر زاویه شکل دهی برای ورق FSW شده آلیاژ 5083 با ورق یکپارچه تفاوت زیادی ندارد و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی تاثیر منفی بر شکل پذیری ورق ندارد. برای بررسی اثر فرایند SPIF و FSW بر خواص مکانیکی و میکروساختاری ورق آلومینیوم 5083 اثر این دو فرایند بر میکروسختی و اندازه دانه ها تحلیل شده است. در ادامه، فرایند شکل دهی تدریجی ورق یکپارچه و ورق FSW شده با نرم افزار المان محدود آباکوس مدل سازی شده است. پس از صحه گذاری شبیه سازی، تاثیر فرایند FSW بر توزیع ضخامت و توزیع کرنش در فرایند شکل دهی تدریجی بررسی شده است. نتایج نشان دهنده توزیع ضخامت یکنواخت، توزیع کرنش اصلی یکنواخت و توزیع کرنش فرعی غیریکنواخت در شکل دهی نمونه FSW شده است.کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, شکل پذیری, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, زاویه شکل دهی, توزیع ضخامتIn this paper, the single point incremental forming (SPIF) of friction stir welded (FSWed) 5083 aluminum alloy sheets are investigated experimentally and numerically. The aluminum sheets with 2mm thickness are friction stir welded with the same FSW parameters. In order to obtain the effect of FSW on the formability of SPIF, the base sheets and FSWed sheets are formed to conical shapes with different forming angles and then the limiting wall angles are determined for each condition. The experimental results indicate that the limiting forming angle of FSWed sheet is not so much different than the base sheet and FSW does not have a negative effect on the sheet metal formability in SPIF. To study the effect of SPIF and FSW in mechanical and microstructural properties of the formed parts, the effects of these process on the grain size and micro-hardness is investigated. Furthermore, the incremental forming is numerically simulated using the ABAQUS software and the sheet thickness distribution, obtained from the simulation, is compared with the experimental results. After verification of the numerical simulation model, the effect of FSW on the thickness distribution and strain distribution in SPIF is studied. The results indicate that in weld region and base metal region, the distributions of thickness and major strain are uniform while the distribution of minor strain is non-uniform.
-
شکل دهی تدریجی، فرآیندی نوین، کم هزینه و انعطاف پذیربرای شکل دهی ورق محسوب می شود. با توجه به زمان زیاد این فرایند، استفاده از این روش برای فرم دهی قطعات در حجم تولید کم و ساخت نمونه ای قطعات مناسب است. فرایند شکل دهی تدریجی از لحاظ تجهیزات اولیه فرایندی کم هزینه است. اجزاء مورد نیاز برای شکل دهی یک ابزار نیم کروی، یک فیکسچر و یک دستگاه کنترل عددی است. برای تولید یک محصول با خواص مطلوب و عملکرد مناسب با کمترین هزینه، تعیین میزان بهینه ای برای پارامترهای فرآیند بسیار ضروری است. هدف از ارائه این مقاله بررسی وضعیت کنونی فرایند شکل دهی تدریجی با توجه به قابلیت های فنی و محدودیت های خاص این فرایند است. در این مقاله بیشترین تمرکز بر روی تاثیر پارامترهای فرایند شکل دهی تدریجی بر مقدار شکل پذیری، تغییر شکل و مکانیزم های شکست، برگشت فنری، کیفیت سطح و نیرو شکل دهی برای به دست آوردن بهینه ترین مقدار برای هر پارامترها در فرایند شکل دهی تدریجی است.کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ضخامت ورق, ابزار شکل دهی, کیفیت سطح, برگشت فنری
-
یکی از روش های مرسوم جهت نمونه سازی سریع، استفاده از روش شکل دهی تدریجی می باشد. از این میان، فرایند شکل دهی تدریجی ضربه ای، در چند سال اخیر توسعه یافته است. در این روش، با حرکت فرکانسی یک پانچ ضربه زننده روی یک ورق کلمپ شده، یک قطعه سه بعدی بدون استفاده از قالب خاص تولید شده است. در این مقاله، تاثیر پارامترهای ابزار بر شکل پذیری ورق آلومینیم 1100 در فرایند شکل دهی تدریجی ضربه ای مورد مطالعه قرار می گیرد. جهت بررسی این موضوع، ابتدا ورق مورد نظر از طرفین کلمپ می گردد. سپس با در نظر گرفتن زاویه مخروط، ضربات پانچ با قطر و فرکانس معین اعمال می گردد تا مخروط در ارتفاع مشخصی دچار شکست شود. در نهایت با ثبت مقادیر ارتفاع و زاویه مربوطه، وابستگی آن به قطر پانچ و فرکانس ضربه مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. با بررسی نتایج مشخص گردید که با کاهش قطر پانچ، کرنش ماکزیمم در راستای ضخامت در ارتفاع بیشتری از مخروط اتفاق می افتد. همچنین با افزایش قطر پانچ، میزان شکل پذیری ورق آلومینیم 1100 زیاد شده و با کاهش فرکانس ضربه نیز میزان شکل پذیری ورق افزایش می یابد.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, آلومینیم 1100, قطر, فرکانس, شکل پذیریNew trends have been observed in recent years for rapid prototyping of sheet metal parts by Incremental Forming process particularly at low quantity production. Recent ideas have been presented for a new type of this process known as Incremental sheet metal hammering (ISMH) method. In ISMH process, by sequence moving of a hammering punch over a clamped sheet metal, a three-dimensional work piece is produced without using a die. In this paper, the effect of tool parameter on the formability of Al-1100 will be studied. To investigate this issue, the sheet is clamped. Then by considering the cone angle, hammering is applied at a certain diameter and frequency until the failure happens. By recording the angle and the height values at failure point, a correlation has been extracted between the diameter and the frequency. Analysis of the results shows that by decreasing the diameter of the punch, maximum strain in the direction of thickness is observed at higher height. Also, by increasing the diameter of the punch, formability of Al-1100 increases. Also, it is shown that by increasing the impact frequency, the formability of the sheet will be decreased.Keywords: Incremental forming, Al, 1100, Diameter, Frequency, Formability -
مکانیزم فرآیند شکل دهی تدریجی بر اساس تغییرشکل پلاستیکی و موضعی ورق فلزی، می باشد. در این فرآیند، ورق فلزی با استفاده از ابزار سرنیمکروی واقع بر روی اسپیندل ماشین فرز CNC و مطابق مسیر تعریف شده، شکل دهی خواهد شد. مطالعه ی رفتار نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، به عنوان یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در این فرآیند می باشد. افزایش اندازه ی گام عمودی ابزار، قطر ابزار، زاویه ی دیواره و ضخامت ورق به همراه کاربرد ورق های فلزی و آلیاژی سبک وزن با استحکام بالا، منجر به افزایش نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، خواهد شد. در این مقاله، روند طراحی، ساخت و تست ابزار شکل دهی مرتعش به منظور توسعه ی فرآیند «شکل دهی تدریجی ورق فلزی به کمک ارتعاش اولتراسونیک»، ارائه شده است. نتایج حاصل از تحلیل مودال و آنالیز تجربی فرکانس طبیعی ابزار مرتعش، موید ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده-ی رزونانس در ابزار شکل دهی، می باشد. در ادامه، تاثیر اعمال ارتعاش اولتراسونیک بر مولفه ی عمودی نیروی شکل دهی و پدیده برگشت فنری، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O، نشان داد که انتقال و اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار شکل دهی در مقایسه با فرآیند متداول شکل دهی تدریجی، موجب کاهش میانگین نیروی اعمالی به محور ابزار شکل دهی و کاهش میزان برگشت فنری نمونه شکل دهی شده، خواهد شد.
کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ارتعاش اولتراسونیک, تحلیل مودال, نیروی شکل دهی, برگشت فنریIncremental Sheet Metal Forming (ISMF) is based on localized plastic deformation. In this process, a hemispherical-head tool, controlled by a CNC milling machine, shapes a sheet metal according to a defined path. Study of the forming force is one of the most important topics in this process. Increasing of vertical step size, tool diameter, wall angle and sheet thickness together with using of high strength sheet metals and lightweight alloys, leads to an increase in the forming force. In this paper, the performance of a novel forming process, named Ultrasonic Vibration assisted Incremental Sheet Metal Forming (UVaISMF) has been investigated. The procedure of design, manufacture and test of vibratory forming tool, is presented. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Furthermore, the effect of ultrasonic vibration on the vertical component of forming force and spring-back has been studied. Aluminium sheet of grade Al 1050-O is used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that ultrasonic excitation of forming tool, will reduce the average of vertical component of forming force and spring-back in comparison to conventional process.Keywords: Incremental forming, Ultrasonic vibration, Modal Analysis, Forming force, Spring, back
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.