می 12, 2021

بررسی زوال ورق های غیرایزوتروپیک TWB تحت فرآیند هیدروفرمینگ- قسمت ۲۷- قسمت 2

  • نتایج شبیه سازی شده درنمونه غیرهمجنس شماره (۱) نشان داد که زوال درمرزخط جوش با فلزپایه DP590 شروع شده وسپس به صورت دایره وار به محدوده جوش منتشر می شود (شکل (۶-۱)). چنانچه قبلا دراشکال (۴-۳)و(۴-۴) نیزاشاره شد، فلزپایه DP590 نسبت به فلز۶۱۱۱-T4 هم دارای چکش خواری بهتری است وهم سطح نمودارحد شکل دهی آن بالاتر است. پس انتظارمی رود که فولاد نسبت به آلومینیوم دارای شکل دهی بهتری باشد ودیرتربه شکست بینجامد واین مطلب درشکل (۶-۱) نیزمشهود است. چنانچه دراین شکل پیدا است، محدوده وسیع تری ازآلومینیوم نسبت به فولاد دچارپیشرفت آسیب شده اند ومی بایست انتظارزوال را درآلومینیوم داشت اما چنانچه قبلا نیزذکرشد، فلزجوش به صورت ترکیبی از۴/۰ فولاد و۶/۰ آلومینیوم فرض شده است. بنابراین خواص مکانیکی جوش به آلومینیوم نزدیک تراست و به نظر می رسد دراثرناپیوستگی شدید خواص ایجاد شده درمرزجوش با فولاد، این مکان دچارتمرکزتنش شدید شده است ولذا اولین زوال درهمینجا اتفاق افتاده است واین اتفاق با وجود پایین تربودن سطح نمودارحد شکل دهی وچکش خواری آلومینیوم نسبت به جوش رخ داده است. سپس بدلیل پایین تربودن سطح استحکام ماده درنواحی جوش وآلومینیوم نسبت به فولاد، محدوده زوال به سمت جوش وآلومینیوم منتشر می شود. نکته دیگر اینکه اولین زوال ایجاد شده، درمکانی است که آخرین تماس سمبه با ورق ها دیگرتمام شده وورق درحال خمش بسیار زیاد است.

 

  • نتایج شبیه سازی شده درنمونه شماره (۲) نیز بسیارشبیه نمونه شماره (۱) می باشد یعنی زوال درمرزجوش با فولاد شروع شده وبه صورت دایره وار به محدوده جوش منتشر می شود (شکل (۶-۲)). دلیل اینکه الگوی شکست تغییری نکرده می تواند این باشدکه تغییری درخواص مکانیکی آلومینیوم ایجاد نشده وتنها فولاد مستحکم تر شده است. بنابراین سطح نمودار حد شکل دهی محدوده جوش بالاتررفته وچنانچه ازجدول (۶-۱) نیزپیدا است، بیشینه حد شکل دهی TWB نیز افزایش یافته است.

 

  • درنمونه شماره (۳) وضعیت زوال تغییر کرده وشبیه سازی ها شروع زوال درمحدوده فلزپایه آلومینیوم را نشان می دهند (شکل (۶-۳)). الگوی زوال بدین شکل است که شروع آن به صورت حلقوی و درناحیه آخرین تماس ورق با سمبه جایی که ورق دچارخمش شدید شده است نمایان است. یکی ازدلایل تغییر الگوی زوال می تواند اختلاف ضخامت زیاد دوفلز پایه باشد که باعث می شود سمبه ابتدا با آلومینیوم برخورد داشته وآن را دچارتغییرشکل کند وسپس به فولاد وجوش برسد. حال که ضخامت آلومینیوم افزایش یافته باعث شده که سطح نمودار حد شکل دهی جوش نیز بالاتر رفته وازناپیوستگی ایجاد شده درمرزجوش با فولاد بکاهد.

 

  • نتایج شبیه سازی شده درنمونه شماره (۴) نشان داد که زوال درفلزآلومینیوم وبه صورت حلقوی درمکانی که سمبه آخرین تماس با ورق دارد شروع می شود (شکل (۶-۴)). دراینجا نیزاختلاف ضخامت دوفلز پایه باعث می شود که سمبه ابتدا با آلومینیوم تماس برقرار کند ودرنتیجه آلومینیوم (که فلزپایه ضعیف تراست) دچارتغییرشکل شدیدتری شود. چنانچه درجدول (۶-۱) نیز اشاره شده است، این نمونه دارای بیشترین حد تغییرشکل دربین کلیه نمونه های غیرهمجنس می باشد ودلیل آن این است که ازفلزات پایه با بیشترین سطح نمودار حدشکل دهی وچکش خواری استفاده شده است. یک سوال قابل تامل این است که دراینجا که مثل نمونه های (۱)و(۲) ناپیوستگی شدیدی بین فولاد وجوش وجود دارد، چرا جوش آغازگر زوال نبوده است؟. درجواب باید گفت که دوعامل ناپیوستگی خواص ونسبت ضخامت بین فلزات پایه دراین اختلافات نقش اساسی دارند. درنمونه هایی که ضخامت فولاد بیشتر است، ابتدا فولاد (با استحکام بیشتر) با سمبه تماس برقرارکرده وتا حدی ازتغییرشکل (تا جایی که جوش وآلومینیوم با سمبه ارتباط برقرار نکرده اند)، جوش ودرنتیجه آلومینیوم به دنبال فولاد کشیده می شوند وپس ازبرقراری ارتباط، هرسه به صورت تقریبا جداگانه دچار کشش می شوند اما درنمونه هایی که ضخامت آلومینیوم ( با استحکام کمتر)بیشتراست، ابتدا آلومینیوم با سمبه تماس برقرار کرده ودچارتغییر شکل بیشتر می شود. بنابراین درنمونه های (۱) و(۲)، اثرناپیوستگی بیشتربوده ودرنمونه های (۳) و(۴)، اثر اختلاف ضخامت شدیدتر می باشد. البته تمامی دلایل ذکر شده دربالا زائده استدلال های نویسنده بوده که نسبت به اطلاعات موجود بیان شده اند.

 

شکل (۶-۱): نتایج حاصله شبیه سازی شده (مدل B وغیرایزوتروپیک) ازاولین رخداد زوال درنمونه
شماره (۱) درتست کشش کروی.

شکل (۶-۲): نتایج حاصله شبیه سازی شده (مدل B وغیرایزوتروپیک) ازاولین رخداد زوال درنمونه
شماره (۲) درتست کشش کروی.

شکل (۶-۳): نتایج حاصله شبیه سازی شده (مدل B وغیرایزوتروپیک) ازاولین رخداد زوال درنمونه
شماره (۳) درتست کشش کروی.

شکل (۶-۴): نتایج حاصله شبیه سازی شده (مدل B وغیرایزوتروپیک) ازاولین رخداد زوال درنمونه
شماره (۴) درتست کشش کروی.
همانطور که ذکر شد، عوامل مختلفی ازجمله اختلاف ضخامت، تغییر جنسیت درمرزها واختلاف اصطکاک که دراینجا به آن پرداخته نشد، درالگوی ومکان اولین زوال درTWBهای غیرهمجنس نقش داشته وباعث پیچیدگی پیش بینی ها می شود. به همین دلیل در هرمورد می بایست به صورت جداگانه مدل سازی شده وتحت تست قرار گیرد. البته ارزیابی دقیق ترخواص جوش نیز بسیار دراین نتایج تاثیر خواهد گذاشت.

 

۶-۲- پیشرفت آسیب:

 

دراینجا نیزمی توان روند پیشرفت پدیده آسیب درالمانی که درآن اولین زوال اتفاق می افتد را برحسب حرکت سمبه رسم کرد که برای هرنمونه درشکل (۶-۵) قابل مشاهده می باشد.
(ب)
(د)
(الف)
(ج)
شکل (۶-۵): نمودارهای پیشرفت آسیب درنمونه های : الف) شماره (۱) ب) شماره (۲) ج)شماره (۳)
د) شماره (۴).
چنانچه درشکل (۶-۵) مشاهده می شود، همانند TWB های همجنس، دراینجا درمورد TWB های غیرهمجنس نیزپدیده آسیب ازیک مرحله دچار شیب افزاینده شده وبه یک مرحله ناپایداری رسیده ونهایتا به زوال می انجامد.

 

۷- تست هیدروفرمینگ

 

چنانچه قبلا درمقدمه نیزبیان شد، یکی ازاهداف این تحقیق، بررسی فرایند هیدروفرمینگ وتاثیرآن برشکل دهی ورق های TWB می باشد. یکی ازفاکتورهای موثردرشکل دهی کشش عمیق، اثراصطکاک بین سطوح است که دربعضی مواقع باعث پارگی ودربعضی مواقع باعث چروکیدگی ورق می شود. اگربه نتایج ارائه شده درفصل قبل نگاهی بیندازیم، به وضوح دیده می شود که درتمامی مدل های با اندازه ورق ۲۰۰×۲۰۰میلیمتر، یکی ازعوامل اصلی تاثیرگذاردرشروع زوال، اصطکاک بین سمبه و ورق ها بوده است که باعث شده است تمرکزکرنش شدیدی درناحیه ای حلقوی درست درمکان تمام شدن تماس بین سمبه وورق رخ دهد. این اتفاق ازآنجا ناشی می شود که درتماس بین سمبه و ورق ها، بدلیل نیروی عمودی تماسی بسیارزیاد، عملا ورق ها به سمبه چسپیده وکرنش چندانی درمکان تماس اتفاق نمی افتد، ازطرفی درمکانی که تماس تمام می شود تا جایی که سطح بسترنگه دارنده شروع می شود، ورق ها آزاد بوده وهیچ تماس مزاحمی برای ایجاد کرنش وجود ندارد. لذا باعث ایجاد تمرکزکرنش جهت افزایش طول دردوبعد درالمان های حاضر دراین ناحیه خواهد شد.

 

جهت