تحقیق روش المان محدود در طراحی قالبهای فلزی

تحقیق روش المان محدود در طراحی قالبهای فلزی

چکیده ی بخشهایی از متن:

كشش عمیق:

كشش عمیق از مهمترین فرایندهای شكل دادن ورق است كه به طور وسیعی در تغییر شكل ورقهای فلزی و تبدیل آن به قطعات تو خالی به كار می‌رود. در این فرایند تغییر ضخامت ورق بسیار اندك است، به طوری كه معمولاً‌سطح قطعه كشیده شده تقریباً با سطح ورق اولیه مطابقت دارد. اساساً فرآیند شكل دادن كه برای تغییر ورق‌ها به كار می‌رود با فرایندهای شكل دادن حجیم متفاوت است. در فرایندهای شكل دادن ورق معمولاً حالت كشش غالب است. در صورتی كه در فرایندهای شكل دادن حجیم عمدتاً حالت فشاری غالب می‌باشد. كشش عمیق در صنعت معمولاً برای تولید قطعاتی از قبیل انواع ظروف فلزی، مخزنهای تحت فشار یا خلاء بعضی از قطعات یدكی اتومبیل و هواپیما، پوسته فشنگ و گلوله، قوطی‌های كنسرو و نوشابه، به كار می‌رود.

فرایند كشش عمیق بااستفاده از دستگاهی كه شامل یك سنبة فشار، یك قالب مدور و یك نگهدارندة ورق است، انجام می‌گیرد، شكل (40 ) نیروی لازم برای این تغییر شكل از طریق مكانیكی یا هیدرویكی تأمین می‌شود. با توجه به اینكه در فرایند تغییر شكل، سطح ورق  ( اغلب ورقهای نازك تا حداكثر حدود mm3 ضخامت ) تحت تأثیر تنش كششی و در امتداد عمود بر آن تنش فشاری قرار می‌گیرد، لذا این روش شكل دادن جزو روشهای كشش ـ فشار محسوب می‌شود.

اصول اساسی در كشش عمیق:

از بین روشهای مختلف شكل دادن ورقها ابتدا فرآیند كشش عمیق را برای ساده‌ترین حالت آن،یعنی حالتی كه در آن قطعه ورق مدور اولیه با قطر  به قطعة توخالی استوانه‌ای شكل كشیده می‌شود، مورد بررسی قرار می‌دهیم. در حین فرایند تغییر شك، یعنی هنگامی كه سنبه با سرعت یكنواختی به سمت پایین حركت می‌كند ورق با انجام تغییر شكل پلاستیكی در لبه ( قسمت بین قالب و نگهدارنده) به داخل منفذ قالب كشیده شده و از قطر اولیه آن به طور پیوسته كاسته می‌شود، شكل ( 40 ) در این فریاند قسمتی از ورق كه در زیر كف سنبه قرار گرفته به ندرت در تغییر شكل شركت می‌كند و ضخامت اولیه آن  ثابت باقی می‌ماند. برای جلوگیری از چین و چروك خوردگی لبة ورق استفاده از نگهدارنده در حین فرایند تغییر شكل لازم است.

...

روش تحلیل:

مش‌بندی توافقی:

در طول برش، تغییر شكل در ناحیه باریكی حول لبه ابزار متمركز است. در این نقطه امكان ندارد تحلیل ادامه یابد تا زمانی كه المان در این منطقه متلاشی شود. به عبارت دیگر برای اجتناب از این مشكل و محاسبه توزیع تتنش، كرنش، مش‌بندی و ترتیب صحیح چگالی جدید مش نیاز است.

زمان مش‌بندی مجدد المانهای كوچك حول لبه ابزار برای توصیف لبه ابزار به كار می رود. برای ذخیره حافظه سیستم كامپیوتر و زمان محاسبه المانهای بزرگی در نواحی با تغییر شكل كم قرار می‌گیرند. اندازه مش‌ با تقسیم‌بندی شكل ( 50 ) مشخص می‌شود هر زیر مجموعه در مورد خط خارجی شكل و اندازه مش اطلاع می‌دهد و مش بوسیله تولید و اتصال نقاط یا كره‌ها مطابق اطلاعات شكل ( a 51 ) ساخته می‌شود. توزیع كرنش و تنش كه وابسته به شرایط ابزار است بدون استفاده از نقطه واحد محاسبه می‌شود. شكل ( b51 ).

شرایط مدلسازی برش:

در اینجا مدلسازی برش ورق فولادی با %6/0 كربن با ورق گیر انجام شده است. شكل

 ( 52 ) مرحله شروع و جدول ( 53 ) شرایط مدلسازی را نشان می‌دهد. شكاف كشش میله‌گرد در اینجا بسته به پارامترهای مواد رخ می‌دهد. قطعه ورق 45 میلیمتر قطعه ماتریس 25 میلیمتر و ضخامت ورق 5/1 میلیمتر و لقی بین سنبه و ماتریس 10% ضخامت ورق یعنی 15/0 میلیمتر می‌باشد. شكل لبه ابزار با استفاده از یك قوس و سختی آن به وسیله شعاع این قوس توصیف شده است.