امروزه با نیاز صنعت به تولید قطعات با هندسه‌ی پیچیده که کاربردهای زیادی در صنایع هوافضا، مهندسی پزشکی و صنایع وسایل نقلیه اعم از صنعت هواپیمایی، اتومبیل و قطارهای سریع‌السیر، فرآیندهای نوین ساخت و نمونه‌سازی اولیه توسعه‌ی روزافزونی پیدا نموده است. یکی از فرآیندهای نوین که در 15 سال گذشته مورد توجه و پیشرفت زیادی قرار گرفته است، شکل‌دهی تدریجی ورق می‌باشد. در این فرآیند ورق فلزی که لبه‌های آن در یک فیکسچر گیره‌بندی شده است، توسط یک ابزار با سر کروی و با استفاده از ماشین فرز CNC با اعمال مسیرهای چند مرحله‌ای از پیش تعریف‌شده برای حرکت ابزار، به‌صورت تدریجی و گام‌به‌گام شکل داده می‌شود. در این پژوهش فرآیند شکل‌دهی تدریجی برای شکل دادن یک شیار 40 میلی‌متری که عمق‌دهی به آن توسط ابزاری با سر کروی به قطر 20 میلی‌متر انجام و به‌صورت مرحله‌به‌مرحله ازدیاد می‌شود. شیبه‌سازی با روش اجزا محدود و به‌صورت دینامیکی صریح با استفاده از نرم‌افزار آباکوس ( ABAQUS ) انجام شده است. مدل هندسی به‌صورت سه‌بعدی در نظر گرفته و خواص ورق ازجمله خواص الاستیک، نقاط تنش کرنش پلاستیک و ضرایب ناهمسانگردی معیار هیل در نرم‌افزار وارد شده است. هدف از شبیه‌سازی این فرآیند با استفاده از نرم‌افزار آباکوس به‌دست آوردن نمودار حد شکل‌دهی (FLD) ورق می‌باشد. با استفاده از نرم‌افزار آباکوس همچنین معیار شکست دوشاخه شدن برای تعیین محل نازک شدگی شدید ورق که همان آستانه‌ی پارگی ورق می‌باشد، به‌کار گرفته شده است. توزیع کرنش‌های ایجاد شده در ورق و نحوه‌ی توزیع ضخامت از نتایج مهم دیگر این شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار آباکوس ( ABAQUS ) می‌باشد. بزرگی کرنش معادل و کرنش ضخامتی ورق، در گوشه‌های شیار به مقدار بیشینه‌ی خود رسیده است. ضخامت نواحی سالم ورق که همان نقاط میانی شیار می‌باشد بعد از شکل‌دهی به‌طور متوسط برابر با 18/0 میلی‌متر می‌باشد. معیار دوشاخه شدن وقوع گلویی شدید و آستانه‌ی پارگی ورق را در ابتدا و انتهای شیار مورد تایید قرار می‌دهد. عمق موفق شکل‌دهی شیار برابر با 1/11 میلی‌متر حاصل شده است. نتایج به‌دست آمده از نرم افزار ABAQUS افزایش حد شکل‌پذیری ورق در فرآیند شکل‌دهی تدریجی نسبت به سایر فرآیند‌های شکل‌دهی رایج را نشان می‌دهد. نمودار FLD حاصل از شبیه‌سازی فرآیند شکل‌دهی تدریجی ورق به‌صورت خط راستی با شیب منفی در ناحیه‌ی مثبت کرنش اصلی صفحه‌ای کوچک می‌باشد. مقایسه‌ی نتایج به‌دست آمده با مراجع تحقیق نشان می‌دهد با افزایش قطر ابزار، کرنش‌های اصلی کاهش یافته و عمق موفق شکل‌دهی افزایش می‌یابد.

آنچه در این مستندات خواهید آموخت

1. آشنایی با کلیات، ملزومات، کاربدها و مزایای فرآیند شکل دهی تدریجی ورق

2. آشنایی با نمودارهای حد شکل دهی (FLD)

3. آشنایی با مدل سازی به روش پویای صریح (Dynamic Explicit) در نرم افزار آباکوس ( ABAQUS )

4. آشنایی با نحوه وارد نمودن خواص الاستیک و پلاستیک مواد در نرم افزار آباکوس ( ABAQUS )

5. آشنایی با نحوه محاسبه و وارد کردن ضرایب ناهمسانگردی پلاستیک معیار هیل در نرم افزار آباکوس ( ABAQUS )