انتخاب معیار شکست نرم مناسب جهت پیش‌بینی شکست در فرایند شکل‌دهی مجدد مقاطع دارای تاخوردگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 عضو هیئت علمی/دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی تفرش

4 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

چکیده

فرایند شکل‌دهی غلتکی سرد یکی از روش‌های پرکاربرد در تولید لوله و پروفیل‌های فلزی می‌باشد. علی‌رغم مزایای فراوان این روش، پروفیل‌های فلزی دارای تاخوردگی با قابلیت شکل‌دهی پایین مانند پروفیل‌های آلومینیومی، در هنگام تولید دچار پدیده شکست می‌شوند. طراحی مناسب خط تولید و الگوی گل می‌تواند در پیشگیری از این عیب موثر باشد. در این مقاله، به بررسی و مقایسه سه معیار شکست نرم بروزو، آیادا و رایس-تریسی برای پیش‌بینی پدیده شکست در فرایند شکل‌دهی مجدد مقطع تاخورده پرداخته شده است. به این منظور شبیه‌سازی اجزای محدود توسط نرم‌افزار آباکوس با در نظر گرفتن معیار شکست انجام شد. برای اعتبارسنجی نتایج از آزمایش تجربی و شبیه‌سازی اجزای محدود له‌کردن لوله استفاده شد. نتایج آزمایش له کردن لوله نشان‌دهنده دقت بالاتر معیار بروزو نسبت به دو معیار دیگر می‌باشد. سپس با استفاده از سابروتین نوشته شده فرایند شکل‌دهی مجدد مقطع فولادی دارای تاخوردگی شبیه‌سازی و نتایج آن با نمونه تجربی مقایسه شد. در شکل‌دهی مجدد مقطع فولادی تاخورده همانند آزمایش تجربی شکستی مشاهده نشده است. در شبیه‌سازی فرایند شکل‌دهی مجدد مقطع آلومینیومی دارای تاخوردگی هر یک از معیارهای بروزو، رایس-تریسی و آیادا به ترتیب طول شکست 92/10 ، 05/16 و 58/20 میلی‌متر را پیش‌بینی می‌کنند. در نتیجه با توجه به صحت بالاتر معیار بروزو در پیش بینی شکست در آزمایش له‌کردن لوله، طول شکست حاصل از این معیار در فرایند شکل‌دهی مجدد مقطع آلومینیومی دارای تاخوردگی به عنوان مقدار قابل اعتماد انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Selection of Appropriate Ductile Fracture Criterion to Predict Failure of Folded Cross Section Profiles in Reshaping Process

نویسندگان [English]

  • Maziar Zohrabi 1
  • Siamak Mazdak 3
  • Hossein Talebi-Ghadikolaee 4
1 Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Assiatant prof. Tafresh University
4 Assistant prof. Faculty of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran
چکیده [English]

The cold roll forming process is one of the most widely used methods in the production of metal profiles. This method, despite its many advantages for producing folded cross section profiles, the fracture has happened for low-formability metals such as aluminum. Proper design of the line and flower pattern can be effective in preventing this defect. In this paper, three ductile fracture criteria of Brozzo, Ayada and Rice-Tracy are compared to predict the fracture initiation in the reshaping process of the folded cross section. For this purpose, finite element method was performed by Abaqus software considering the fracture criterion. Experimental tests and simulations of the tube flattening were used to verify the results. The results of the tube flattening test show that Brozzo’s accuracy should be higher according to the other two criteria. Then,by using the written subroutine the process of forming the folded steel cross section has been simulated and compared with the experimental results. No fracture in the experimental process of forming the folded steel cross section was observed. According to the simulation results of the folded aluminum cross-section process, each of the Brozzo, Rice-Tracy and Ayada criteria predict the failure lengths of 10.9, 16.1 and 20.6 mm, respectively. Therefore, according to the higher accuracy of the Brozzo criterion in predicting failure in the tube flattening test, the fracture length of this criterion in the process of reshaping of the folded aluminum cross section was selected as a reliable value.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roll Forming
  • Reshaping
  • Folded cross section
  • fracture
  • Ductile fracture criteria