نمودارهای حد شکل‌دهی (Forming Limit Diagram)
یکی از روش‌های قدیمی و پرکاربرد درزمینه‌ی شکل‌دهی فلزات، شکل‌دهی ورق‌های فلزی است. امروزه محصولات و قطعات صنعتی بسیاری نظیر: بدنه اتومبیل، لوازم‌خانگی و اداری، به دلیل صرفه اقتصادی در تولید از این روش ساخته می‌شود. ازاین‌رو پژوهش‌های گسترده‌ای برای بهینه کردن این فرآیندها و کمینه کردن عیب‌های موجود در آن‌ها انجام شده است.
فرآیند شکل‌دهی ورق‌های فلزی عبارت است از انجام یک تغییر شکل پلاستیک که روی ورق انجام می‌پذیرد تا یک قطعه مهندسی با شکل دلخواه تولید گردد. برای انجام این کار روش‌های گوناگونی وجود دارد که در هر یک از آن‌ها شیوه‌های بارگذاری و شرایط مرزی متفاوتی بکار گرفته می‌شود. رفتار یک ورق فلزی در یک فرآیند شکل‌دهی وابسته به چند عامل بوده که اهمیت هرکدام از این عوامل بستگی به فرآیند بکار گرفته‌شده دارد. ازجمله این عوامل می‌توان به شکل نمودار تنش کرنش، ناهمسانگردی، ناهمگنی ورق و حساسیت به نرخ کرنش اشاره نمود. همچنین اندازه و مسیر بارگذاری در هنگام تغییر شکل نیز ازجمله عوامل تأثیرگذار است.
فرآیندهای شکل‌دهی ورق‌های فلزی دارای طبیعت کششی بوده و مقدار تغییر شکلی که هر مرحله می‌توان ایجاد کرد با شروع ناپایداری کششی گلویی شدن و پارگی محدود می‌گردد. از طرف دیگر به دلیل نازک بودن ورق در این فرآیندها، احتمال رخ دادن چروکیدگی درجاهایی که یکی از تنش‌های اصلی فشاری باشد، وجود دارد. هنر و علم شکل‌دهی ورق‌های فلزی عبارت است از طراحی فرآیند به‌گونه‌ای که بتوان بدون پارگی یا چروکیدگی در قطعه، به شکل مطلوب دست‌یافت.
شکل‌پذیری یک ورق فلزی بیانگر محدودیت عملکرد آن بدون ایجاد عیب در یک عملیات شکل‌دهی است که در آن ورق فلزی با اعمال نیروی سنبه و نیروی ورق گیر مناسب تحت تغیر شکل سه‌بعدی پلاستیک قرار می‌گیرد. به‌منظور ارائه معیارهای حد شکل‌دهی در آزمون‌های مختلف، چندین روش اندازه‌گیری شکل‌پذیری مانند آزمون ارتفاع گنبد، نسبت کشش حدی و منحنی حد شکل‌دهی (FLD) پیشنهاد شده است. در منحنی اف ال دی کرنش‌های اصلی برحسب کرنش‌های فرعی رسم می‌شود و چنانچه کرنش‌های موجود در ورق به‌گونه‌ای باشد که نقطه متناظر با آن بالاتر از این نمودار قرار گیرند، ورق دچار گلویی خواهد شد. در واقع منحنی های حد شکل دهی محدوده ترکیب کرنش هایی است که شروع گلویی موضعی را مشخص می‌کند. به‌عبارت‌دیگر منحنی‌های حد شکل‌دهی نشان‌دهنده‌ی ارتباط بین کرنش‌های اصلی به هنگام شروع گلویی موضعی است.
برای استفاده از این منحنی‌ها، در عمل یک ناحیه اطمینان به‌جای یک منحنی در نظر گرفته می‌شود. اما استفاده از آن بر این اصل استوار است که اگر توزیع کرنش در کلیه نقاط ورق زیر این منحنی باشد، ورق بدون پارگی کشیده می‌شود ولی اگر ترکیب کرنش در ناحیه بحرانی قطعه یعنی بالای این منحنی واقع گردد، ورق قطعاً پاره شده و عملیات شکل‌دهی ناتمام خواهد ماند. در عملیات شکل‌دهی، ابتدا توزیع کرنش‌ها را به دست آورده و سپس آن را با منحنی حد شکل‌دهی ورق موردنظر مقایسه می‌کنند. درصورتی‌که ترکیب کرنش‌ها در تمام نقاط ورق زیر منحنی واقع شود، می‌توان از موفقیت عملیات اطمینان حاصل کرد. این منحنی‌ها به دو روش تئوری و تجربی به دست می‌آیند. درروش تئوری از روابط پلاستیسیته، تئوری ناپایداری و … استفاده می‌شود. درروش تجربی نیز ورق را تحت مسیر مختلف کرنش گذاری و در لحظه‌ی گلوئی شدن عملیات را متوقف و کرنش‌های حدی را اندازه‌گیری می‌کنند.
یکی از روش های تجربی معتبر برای به دست آوردن منحنی حد شکل دهی، آزمون ناکازیما (Nakazima test) است. بر این اساس که ابتدا روی نمونه‌ها گریدهای دایروی با قطر مشخص حک می شود و ورق روی ماتریس قرار می‌گیرد. سپس ورق گیر آن را محکم نگه‌داشته و سنبه سر نیم کروی به ورق فشار وارد می‌کند تا حدی که پارگی رخ دهد. پس از پارگی ورق، دایره‌ها تبدیل به بیضی خواهند شد که با اندازه گیری قطر کوچک و بزرگ بیضی و با استفاده از روابط مربوطه، کرنش‌های اصلی و فرعی بدست خواهد آمد.
با توجه به اینکه درروش اتصال نوردی، استحکام به‌شدت افزایش و الانگیشن نیز کاهش چشمگیری پیدا می‌کند، بررسی حد شکل دهی ورق‌های تولید شده با این روش بسیار حیاتی به نظر می‌رسد. مرکز تحقیقاتی پلاستیسیته کاربردی یکی از مجهز ترین مراکز موجود جهت تعیین نمودار حد شکل دهی ورق در کشور میباشد که امکان بدست آوردن نمودارهای حد شکل دهی (تجربی و عددی) برای ورق‌های مختلف فلزی را داراست.
آدرس
تهران، رسالت، خیابان هنگام، خیابان دانشگاه، دانشگاه علم و صنعت ایران
شنبه - پنجشنبه: 7:00-18:00
کلیه حقوق مادی و معنوی این وبسایت محفوظ میباشد.
