بررسی اثر مسیر کرنش غیرخطی بر روی خواص مکانیکی ورق فلزی به‌منظور پیش‌بینی فشار پارگی راپچردیسک کامپوزیتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید رجایی

2 استادیار دانشگاه شهید رجایی

3 دانشیار گروه ساخت و تولید- دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه شهید رجایی

چکیده

در این مقاله برای بررسی اثر شکل‌دهی در حالت تنش دو محوری بر روی خواص مکانیکی ورق در حالت کشش تک‌محوری، چند دیسک تخت فلزی در فرایند هیدروفرمینگ تحت تنش دو محوری متفاوت ناشی از فشار سیال متفاوت شکل‌دهی شدند. سپس بر روی آن‌ها شیارهایی ایجاد شد تا نوع بارگذاری از حالت تنش دو محوری به کشش تک‌محوری تغییر کند. این نمونه‌ها مجدداً تحت فشار سیال قرار گرفتند تا میزان تحمل آن‌ها در برابر فشار سیال در حالت تنش‌های تک‌محوری تعیین شود. از نتایج این مقاله می‌توان فشار پارگی راپچردیسک کامپوزیت را در هر اندازه‌ای با استفاده از شبیه‌سازی عددی با خطای حدود 8% پیش‌بینی کرد. راپچردیسک وسیله‌ای است که با بالارفتن فشار سیال عمل می‌کند و مانع از آسیب‌های ناشی از فشار بیش از اندازه به تجهیزات می‌شود. در راپچردیسک کامپوزیت مسیر کرنش غیرخطی اتفاق می‌افتد. درصورتی‌که نوع بارگذاری در زمان شکل‌دهی ورق تغییر کند برای مثال ورق تحت تنش دو محوری تغییر شکل دهد و سپس تحت کشش تک‌محوری قرار بگیرد، بیشترین کرنش و نیروی قابل‌تحمل ورق تغییر خواهد کرد. مقایسه‌ی فشار پارگی نمونه‌های آنیل شده تحت خلأ با نمونه‌های مشابه آنیل نشده بعد از کارسختی ناشی از تنش دومحوره، امکان افزایش فشار پارگی بیشتر از 64% را متناسب با میزان کارسختی نشان می‌دهد. همچنین در این مقاله با استفاده از محاسبات تحلیلی و شبیه‌سازی، برابری میزان کرنش ناشی از تنش دومحوره در نسبت ارتفاع به قطر شکل‌دهی (h/d ) یکسان، اثبات شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of nonlinear strain path on the mechanical properties of sheet metal to predict burst pressure of composite Rupture disc

نویسندگان [English]

  • Morteza Mohebbi 1
  • mohammad hoseinpour 3
1 shahid rajaee teacher training university
3 Department of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, to investigate the effect of strain caused by biaxial stress on the mechanical properties of the sheet in a uniaxial tensile state, several metallic blank discs were bulge formed in the hydroforming process under different biaxial stress due to different fluid pressures. Then, the slotting process was done on bulge formed sheet to change the loading from biaxial stress to uniaxial tension. Again, these specimens were subjected to fluid pressure to determine their resistance to fluid pressure at uniaxial stresses. By using the results of this paper, the burst pressure of composite Rupture discs can be predicted in any size by numerical simulation with an error of about 8%. A Rupture disc is a safety device that burst as the fluid pressure increase and prevents damages due to excessive pressure on the equipment. In a composite Rupture disc, a nonlinear strain path occurs. If the type of load changes during sheet metal forming, e.g., the sheet forms under biaxial stress and then under uniaxial tension, the maximum failure strain and force will change. The burst pressure comparison of vacuum annealed specimens with similar non-annealed discs after work-hardening shows the possibility of increasing burst pressure more than 64% in proportion to created strain due to biaxial stress. Also, in this paper, by using analytical and numerical simulations, the equality of strain due to biaxial stress in the equal ratio of forming height to diameter (h/d) proved to be the same.
Keywords

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nonlinear strain path
  • Predicting burst pressure
  • Composite Rupture disc
  • numerical simulation