تحقیق شبيه سازي شكل دهي ورق ها با استفاده از فرمول بندي الاستو پلاستيك

امروزه شبيه سازي شكل دهي ورقها ، امكان بررسي رفتار ورق در حين شكل دهي و در نتيجه طراحي ابزار مناسب قبل از فرايند ساخت را فراهم مي سازد. اين مسئله به ويژه در ساخت قالب قطعات با ابعاد دقيق بسيار حائز اهميت است و مي تواند هزينه هاي ساخت قالب را بطور قابل ملاحظه اي كاهش دهد. در اين ميان براي رسيدن به دقت مورد نظر انتخاب يك مدل رياضي مناسب براي تغيير شكل الاستيك پلاستيك ورق از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين تحقيق مهمترين فرمول بنديهاي مورد استفاده در تغيير شكلهاي الاستوپلاستيك با كرنشهاي بزرگ در سي سال اخير مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج بدست آمده از اين بررسيها نشان مي دهد كه فرمول بندي ارائه شده توسط Xiao, Bruhns , Meyers(2000) كه بطور اختصار X-B-M(2000) نوشته مي شود بسياري از نواقص فرمول بنديهاي قبلي را برطرف نموده است. در اين تحقيق فرمول بندي الاستوپلاستيك X-B-M (2000) براي شبيه سازي شكل دهي ورقها انتخاب شده است. در اين فرمول بندي از نرخ تنش لگاريتمي بر مبناي اسپين لگاريتمي و نيز معيار كرنش لگاريتمي استفاده شده است.

در اين بررسي همچنين فرمول بنديهاي مختلف براي پوسته ها با سه ، پنج ، شش و هفت درجه آزادي مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است 

فرايند شبيه سازي شكل دهي ورقها بدليل غير خطي بودن معادلات حاكم بر آن از جهات مختلف دچار محدوديت مي باشد. از يك طرف مي بايست يك فرمول بندي رياضي دقيق و كارآمد را براي مدلينگ رفتار ورق بكار برد و از طرف ديگر تكنيكهاي عددي انعطاف پذير و دقيقي براي حل معادلات مورد نياز است. مؤثرترين روش عددي براي حل مسائل الاستوپلاستيك ورقها ، روش المان محدود است. در اين روش ابتدا مسئله فيزيكي كه شامل تغيير شكل الاستوپلاستيك يك پوسته تحت بارهاي معين و شرايط مرزي ويژه اي مي باشد، با استفاده از فرضيات ساده كننده به يك سري معادلات ديفرانسيل تبديل شده و پس از آن معادلات بدست آمده به روش المان محدود حل مي شوند. واضح است كه روش المان محدود فقط مدل رياضي انتخاب شده را حل خواهد كرد و كليه فرض هاي مورد نظر در اين مدل در جواب پيش بيني شده منعكس خواهد شد. در شبيه سازي شكل دهي ورق، نمي توان انتظار اطلاعاتي بيشتر از آنچه كه در مدل رياضي نهفته است را داشت. بنابراين در فرايند شبيه سازي شكل دهي ورقها، انتخاب مدل رياضي مناسب براي تغيير شكلهاي الاستوپلاستيك ، نقش تعيين كننده اي در نتايج بدست آمده خواهد داشت.