شبیه سازی اجزا محدود فرآیند شکل دهی نموی بر روی ورق آلومینیومی و پلیمری PVC با قطرهای مختلف ابزار

چکیده مقاله

امروزه استفاده از شبیه سازی های عددی جهت پیش بینی فرآیند شکل دهی به دلیل هزینه پایین و دقت باالی آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از این رو در این تحقیق فرآیند شکلدهی نموی دو ورق آلومینیومی و پلی وینیل کلراید ) PVC )به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است. در ابتدا هندسه ورق، نگه دارنده و ابزار در نرم افزار آباکوس طراحی شد. در این پژوهش از چهار قطر مختلف ابزار ) ،8 ،10 12 و 15 میلیمتر( استفاده گردید. سپس خواص االستیک و پالستیک برای هر یک از ورقها نسبت داده شد. جهت اعمال مسیر حرکت ابزار، از نرم افزار متلب بهره برده و نقاط مسیر حرکت ابزار جهت ایجاد هندسه هرم ناقص استخراج گردید. نقاط مورد نظر به نرم افزار آباکوس جهت حرکت ابزار داده شد. در این تحقیق به دلیل تغییر شکل زیاد ورقها و همچنین دینامیکی بودن فرآیند، از روش حل صریح برای تحلیل اجزا محدود استفاده شد. نتایج نشان می داد که شکل دهی ورقها به خوبی صورت گرفته و هندسه هرم ناقص شکل دهی شده، دارای تقارن مناسبی است. از طرفی تغییر قطر ابزار، تغییر معنی داری در تغییر شکل و توزیع تنش و کرنش درون ورق ایجاد نمی کند اما اندکی دهانه هرم را بزرگتر می کند. توزیع ضخامت درون ورقها نشان داد بیشترین کاهش ضخامت در لبه های هرم صورت می گیرد. درواقع روند کاهش ضخامت از مسیر حرکت ابزار تا انتها، روند صعودی دارد. مقایسه بین ورق آلومینیومی و PVC مشخص کرد که ورق آلومینیومی به دلیل شکل پذیری بهتر و خواص مکانیکی باالتر نسبت به PVC، روند کاهش ضخامت یکنواخت تری دارد. ازاین رو می توان با تغییر حرکت ابزار و سرعت فرآیند، شکل دهی ورق PVC را به گونهای بهینه کرد که کاهش ضخامت یکنواخت باشد. این پژوهش نشان می دهد که با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیشینه کاهش ضخ امت ایجاد شده در ورق را پیش بینی کرده و به منظور جلوگیری از آسیب و بهینه کردن فرآیند شکل دهی، مسیر حرکت ابزار یا سرعت شکل دهی را اصالح کرد. همچنین می توان شکل دهی بر روی ورقها با جنس های مختلف را شبیه سازی و بهینه کرد.