مقایسه عددی و تجربی فرآیند کشش عمیق نمونه مربعی با ماتریس لاستیکی و ماتریس فلزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک, ، دانشکده فنی و مهندسی,، دانشگاه تفرش، تفرش ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش

چکیده
فرآیند کشش عمیق، روشی پرکاربرد برای تولید قطعات از ورق فلزی‌ می‌باشد. هزینه اصلی قالب در این روش ساخت ماتریس می‌باشد. استفاده از ماتریس لاستیکی سبب صرفه‌جویی در زمان ساخت و هزینه تولید می‌شود. کنترل تغییر شکل لاستیک و ورق از مسائل مهم در این روش می‌باشد. از اینرو در این مقاله مقایسه‌ای بین قطعات تولید شده توسط قالب فلزی و لاستیکی انجام شده است. در ادامه با استفاده از روش المان محدود و مدل هایپر الاستیک، شبیه‌سازی‌های سه بعدی انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که قرار دادن یک ورق فلزی به عنوان واسطه بین لاستیک و ورق سبب بهبود چشمگیر در قطعات تولیدی و کنترل بهتر رفتار ورق و لاستیک حین تغییرشکل می‌شود. در ادامه برای صحت سنجی کار، یک قالب با اجزای لاستیکی و یک قالب با ماتریس فلزی ساخته و برای جنس فولاد، آزمایش‌هایی عملی انجام شد. قالب‌ها بر اساس تکنیک فاصله اولیه به جای سیستم فنر و ورق‌گیر ساخته شده‌اند. حداکثر درصد نازک شدگی، درصد کرنش معادل پلاستیک، چروکیدگی، پارگی و نیروی وارد بر سنبه فلزی، در دو حالت برای نمونه فولادی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Numerical and experimental comparison of deep drawing process of the square sample with rubber matrix and metal die

نویسندگان English

Hamid Golmakani 1
Saman Moradi besheli 1
Ebrahim ُSharifi 1
1 a Department of Mechanical Engineering, Tafresh University, Tafresh 39518-79611, Iran
چکیده English

The deep drawing process is a widely used method for producing metal sheet parts. The main cost of the die in this method is to make the matrix. Using rubber matrix saves construction time and production cost. Controlling the deformation of rubber and blank is one of the important issues in this method. Therefore, in this article, a comparison has been made between the parts produced by metal and rubber dies. In the following, three-dimensional simulations have been performed using the finite element method and hyper elastic model. The simulation results showed that placing an intermediate ring between the rubber and the blank causes a significant improvement in the production parts and better control of the behavior of the blank and rubber during deformation. For verification, a die with rubber components and also a die with a metal matrix were made, and experimental tests were performed for the steel material. The dies were made based on the primary spacing technique instead of the spring and blank holding system. The maximum percentage of thinning, the percentage of equivalent plastic strain, shrinkage, tearing, and the force on the metal mandrel have been investigated and compared in two types of dies for steel workpieces

کلیدواژه‌ها English

Rubber die
Deep drawing
Finite element
[1] Mazdak S, Naeni H M, Sheykholeslami M R, Kiuchi M, Validi H. The effect of the roller profile on cave-in defect in reshaping process by considering nonlinear combine strain hardening. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2022;236:509-521.
[2] Abdolazimzadeh S, Mazdak S, Sharifi E, Sheykholeslami M R. The Prediction of Weld Line Movement in Deep Drawing of Tailor Welded Blanks. Journal of Stress Analysis. 2018;3:1-10.DOI: 10.22084/jrstan.2018.15948.1045.
[3] Kamalvand E, Jabbari A, Sheykholeslami M R, Mazdak S, Beygi R, Mohammadi S. Effect of friction stir welding parameters on the deep drawing of tailor-welded blanks (TWBs). CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2021;33:91-99.
[4] Besheli S M, Mazdak S, Golmakani H, Sharifi E, Sheykholeslami M. Numerical and experimental investigation of deep drawing process in square section of single-layer and two-layer sheets. Iranian Journal of Materials Forming. 2018;5:58-70.
[5] Golmakani H, Moradi Besheli S, Mazdak S, Sharifi E. Experimental and numerical investigation important parameters in deep drawing square sections two layers sheet with rubber matrix. Modares Mechanical Engineering. 2016;16:79-87.
[6] Sheykholeslami M, Cinquemani S, Mazdak S. Numerical study of the of ultrasonic vibration in deep drawing process of circular sections with rubber die. SPIE. 2018.
[7] Irthiea I, Green G, Hashim S, Kriama A. Experimental and numerical investigation on micro deep drawing process of stainless steel 304 foil using flexible tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2014;76:21-33.
[8] Ramezani M, Ripin Z M, Ahmad R. Sheet metal forming with the aid of flexible punch, numerical approach and experimental validation. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2010;3:196-203.
[9] Yamashita M, Hattori T, Kuwahara K. Circular Cup Drawing of Magnesium Alloy Sheet under Cold Condition Using Rubber Tool and Improvement of Surface Appearance. In Materials Science Forum. 2014;773;646-652.
[10] Liu Y, Hua L, Lan J, Wei X. Studies of the deformation styles of the rubber-pad forming process used for manufacturing metallic bipolar plates. Journal of Power Sources. 2010;195:8177-8184.
[11] Peng L, Hu P, Lai X, Mei D, Ni J. Investigation of micro/meso sheet soft punch stamping process–simulation and experiments. Materials & design. 2009;30:783-790.
[12] Thiruvarudchelvan S, Sritharan T. Properties of hemispherical cups drawn using a flexible tool. Journal of materials processing technology. 2003;134:310-317.
[13] Younis K M, Jaber A S. Experimental and theoretical study of square deep drawing. International Journal of Engineering and Technology. 2011;29:2456-2467.
دوره 2، شماره 2
تابستان 1401
صفحه 172-187

  • تاریخ دریافت 13 تیر 1401
  • تاریخ بازنگری 21 مرداد 1401
  • تاریخ پذیرش 25 مرداد 1401