بررسی عددی و آزمایشگاهی بازگشت فنری در پیچش مقاطع مستطیلی جدار نازک و استخراج رابطه تجربی-عددی جهت پیش‌بینی زاویه فنری با فرض رفتار کرنش سخت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

3 گروه مکانیک مهاسباتی، دانشگاه سوانزی، سوانزی، انگلستان

4 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین-پیشوا، ورامین، ایران

5 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آیت ا... العظمی بروجردی

چکیده

پیچش مقاطع غیر گرد جدار نازک کاربرد وسیعی در صنایع مختلف به‌ویژه صنایع هوافضا و راداری دارد. وظیفه انتقال امواج در رادارها به عهده موج‌برها است که در ساخت آن‌ها نیاز به عملیات شکل‌دهی مانند خمش و پیچش‌های مکرر می‌باشد. در پژوهش حاضر رفتار پیچشی و همچنین پدیده بازگشت فنری در مقطع جدار نازک مستطیلی که یکی از کاربردهای آن در ساخت موج‌برها است، به‌صورت عددی و تجربی موردمطالعه قرارگرفته است. به‌منظور بررسی رفتار بازگشت فنری، شبیه‌سازی عددی بر پایه روش اجزا محدود و همچنین با در نظر گرفتن رفتار ماده به‌صورت کرنش سخت و بدون در نظر گرفتن فرضیه‌های ساده کننده دیگر، انجام پذیرفته است. نتایج عددی به‌دست‌آمده با آزمایش‌های تجربی بر روی یک نمونه، اعتبار سنجی شده و نمودارهای مربوط به پیچش در زوایای مختلف به‌وسیله مدل اعتبار سنجی شده، ارائه‌شده است. درنهایت رابطه‌ای تجربی-عددی بر پایه مدل اجزاء محدود جهت محاسبه زاویه بازگشت فنری در مقطع مذکور ارائه‌شده است. رابطه مذکور با دقت مناسبی می‌تواند رفتار بازگشت فنری مقطع را پیش‌بینی نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A numerical-experimental investigation on spring back in rectangular section thin wall hollows and extracting a relation to estimate twisted angle by considering strain harden behavior

نویسندگان [English]

  • Mohammad Kashfi 1
  • Davood Bakhtiyari 2
  • Ataollah Ghavamian 3
  • Mohsen Kashfi 4
  • Parviz Kahal 5
1 Mechanical engineering department, Engineering faculty, Bu-Ali Sina university, Hamedan, Iran
2 Mechanical engineering faculty, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
3 Computational Mechanics, Central Engineering, Swansea University, Swansea, United Kingdom
4 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University- Varamin-Pishva branch, Varamin, Iran
5 Mechanical Engineering Department, Ayatollah Alozma Boroujerdi, Boroujerd, Iran
چکیده [English]

Spring back is the geometric change made to a part at the end of the forming process when the part has been released from the forces of the forming tool. Upon completion of sheet metal forming, deep-drawn, twisting and stretch-drawn parts spring back and thereby affect the dimensional accuracy of a finished part. In wave guides bending and twisting elements are used to transmit waves. In the present work, the spring back of rectangular section thin wall hollows is investigated. In order to study the torsional behavior of the specimens, a finite element model is constructed by considering a material model with strain hardening behavior. After validating numerical simulation by experiment, twisted angle versus applied torque is presented according to FE model. In conclusion, a relation based on numerical and empirical results is proposed to estimate twisted angle before and after loading and unloading. In the other words, by using the present model, applied twisted angle to achieve the desired value could be obtainable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spring Back
  • Thin Wall Structure
  • Rectangular section
  • Finite element method