مهندسی ساخت و تولید ایران

مهندسی ساخت و تولید ایران

شبیه‌سازی فرآیند شکل‌دهی و بازگشت فنری قطعه اسپیسر به کمک روش المان محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
امیر مهدی شعوری 1
سید محمد حسین موسوی 2
پوریا اولیازاده 3
محمد حسین فرشیدیان‌فر 4
1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
3 فارغ‌التحصیل دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
4 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
10.22034/ijme.2024.434340.1905
چکیده
در این پژوهش پدیده بازگشت فنری در قطعه اسپیسر حین فرآیند تولید و پس از رهایی قطعه از نیروی شکل‌دهی، به کمک نرم ‌افزار ال‌اس-‌داینا و تکنیک المان محدود شبیه‌سازی گردید و نتایج توسط آزمایش تجربی مورد صحت‌سنجی قرار گرفت. در این شبیه‌سازی از حلگر ضمنی نرم‌افزار برای شبیه‌سازی بخش اصلی فرایند شکل‌دهی و شبیه‌ سازی بازگشت‌ فنری استفاده شد. در تعریف مدل ماده برای شبیه‌سازی از رفتار ناهمسانگرد آن صرف ‌نظر شده و رفتار ماده در ناحیه پلاستیک توسط رابطه توانی هولمن توصیف ‌شده است. به ‌منظور در دست داشتن پارامتر‌های بیشتر برای صحت‌سنجی نتایج شبیه‌سازی چهار حالت مختلف شکل‌دهی ورق در آزمایش تجربی و شبیه‌سازی مورد بررسی قرار گرفت که در هر یک از این حالت‌ها پارامتر سرعت سنبه، میزان اصطکاک بین ابزار و ورق و ضخامت ورق مورد استفاده متفاوت می‌باشد. با مقایسه نتایج آزمایش تجربی و شبیه‌سازی مقدار خطای کمتر از 10% در محاسبه زاویه معیار برای بازگشت فنری مشاهده‌ شده است.
کلیدواژه‌ها
شکل‌دهی ورق
شبیه‌سازی
بازگشت فنری

عنوان مقاله English

Simulation of the forming process and the spring back of the spacer part using the finite element method

نویسندگان English

Amir Mahdi Shouri 1
Seyed Mohammad Hossein Mousavi 2
Pouria Oliazadeh 3
Mohammad Hossein Farshidianfar 4
1 MSc Student, Department of Mechanical Engineering, Tehran University, Tehran, Iran
2 BSc Student, Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University, Mashhad, Iran
3 PhD Graduate, Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University, Mashhad, Iran
4 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University, Mashhad, Iran
چکیده English

In this research, the spring back phenomenon in the spacer part during the production process and after releasing the part from the forming force was simulated with the help of LS-Dyna software and the finite element method, and the results were verified by experimental testing. In this simulation, the software's Implicit solver was used to simulate the main part of the forming process and to simulate spring back. In the definition of the material model for simulation, its anisotropic behavior is ignored and the behavior of the material in the plastic region is described by Holman's power relation. In order to have more parameters for validating the simulation results, four different sheet forming modes were investigated in the experimental test and simulation, and in each of these modes, the speed parameter of the punch, the amount of friction between the tool and the sheet, and the thickness of the used sheet are different. By comparing the results of experimental testing and simulation, an error value of less than 10% has been observed in the calculation of the standard angle for spring back

کلیدواژه‌ها English

Sheet Metal Forming
Simulation
Spring Back
[1] Gau JT, Kinzel GL. A new model for spring back prediction in which the Bauschinger effect is considered. International Journal of Mechanical Sciences. 2001;43(8):1813-32. doi: 10.1016/S0020-7403(01)00012-1
[2] Yoon JW, Pourboghrat F, Chung K, Yang DY. spring back prediction for sheet metal forming process using a 3D hybrid membrane/shell method. International Journal of Mechanical Sciences. 2002;44(10):2133-53. doi: 10.1016/S0020-7403(02)00165-0
[3] Papeleux L, Ponthot JP. Finite element simulation of spring back in sheet metal forming. Journal of Materials Processing Technology. 2002;125-126:785-91. doi: 10.1016/S0924-0136(02)00393-X
[4] Chan WM, Chew HI, Lee HP, Cheok BT. Finite element analysis of spring-back of V-bending sheet metal forming processes. Journal of Materials Processing Technology. 2004;148(1):15-24. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2003.11.038
[5] Eggertsen PA, Mattiasson K. On constitutive modeling for spring back analysis. International Journal of Mechanical Sciences, 2010;52(6):804-18. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2010.01.008
[6] Jafari M, Lotfi M, Ghaseminejad P, Roodi M, Teimouri R. Numerical control and optimization of spring back in L-bending of magnesium alloy through FE analysis and artificial intelligence. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2015;68(5):969-79. doi: 10.1007/s12666-015-0535-7
[7] Kashfi M, Bakhtiyari D, Ghavamian A, Kashfi M, Kahal P. 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. Iranian Journal of Manufacturing Engineering. 2017;4(1):38-43. [In Persian]
[8] Mahmoudi M, karkehabadi M, Hajighorbani RA. Investigating the Effective Parameters in the Spring Back of Two Layers Sheet Copper-Austenitic Stainless Steel in the Incremental Sheet Forming. Iranian Journal of Manufacturing Engineering. 2019;6(8):10-20. [In Persian]
[9] Marciniak Z, Duncan JL, Hu SJ. Mechanics of Sheet Metal Forming. Second Edition. Butterworth-Heinemann; 2002. doi: 10.1016/B978-075065300-8/50004-2
[10] Davis JR. Steel Sheet, Strip, and Plate. Metals Handbook Desk Edition. Second Edition. ASM International;1998. doi: 10.31399/asm.hb.mhde2.a0003094
[11] Lee M, Kim S, Wagoner R, Chung K, Kim H. Constitutive modeling for anisotropic/asymmetric hardening behavior of magnesium alloy sheets: Application to sheet spring back. International Journal of Plasticity. 2009;25(1):70-104. doi: 10.1016/j.ijplas.2007.12.003