التحليل التجريبي والنظري لعملية حني الصفائح المعدنية
Experimental and Theoretical Analysis of Sheet Metal Folding Process
- الباحث
- أنور مهدي عبد نور
- المشرف
- عدنان ابراهيم محمد
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Sheet metal folding;Bending;Springback;Finite element analysis
الملخص
يعتبر تشويه المعدن بين القوالب طريقة صناعية أساسية في صناعة تشغيل المعادن. الحني هي طريقة تستخدم لتشويه المعدن وتغيير شكله. تعد الرجوعية ظاهرة مهمة تحدث بسبب الاجهادات الداخلية المتبقية في معظم عمليات التشكيل على البارد ، مما يتسبب في تغيير أبعاد المنتج بعد ازالة الحمل. يتبين ذلك واضحآ في جميع أنحاء عملية ثني الصفائح المعدنية. في هذه الدراسة ، تم إجراء اختبارات الحني بثلاثة أنصاف أقطار (15 ، 15.5 ¢ 15.75) ملم من الحني على شكل مقطع ,1 (الألمنيوم 1050, SY silly المقاوم للصدأ 304). وتم اختبار الحني على ماكنة تشكيل (Shimadzu Universal Testing Machine) التي تتميز بسرع مختلفة من 10mm/min) الى 11 حيث تم اتثبيت السرعة على سرعة ( 20ملم/دقيقة) وزمن التثبيت (90, 180) ثانية باستخدام جهاز اختبار الشد وفقًا لمصفوفات التصميم التي أنشائها ببرنامج FACTORIAL . تم إجراء اختبارات لثلاث نماذج للقوالب وبأنصاف اقطار مختلفة للمعدنين ، ثم فحصها إحصائيًا للتأكد من كفاءتها من خلال التحليل العملي ، وجدت أن الحسابات العملية والمتوقعة جيدة وبنتائج مقاربة بنسبة (95/), و بحد أقصى للخطأ )%0.12( دراسة تأثير الاتجاهية ووقت التثبيت وتأثير السمك على سلوك الرجوعية للمعدنين و ثني صفيحة معدنية وبأسماك مختلفة (0.5 ، 1 و 1.5) ملم على قالب بشكل L وبزاوية 90 درجة. وكان لأتجاه الدرفلة تأثير كبير على زاوية Aye ga ll ومعامل Aye ga ll وتم استنتاج أن زيادة معامل الرجوعية مع اتجاه الدرفلة jag )9 44 )45 درجة) اعلى بالمقارنة مع اتجاه الدرفلة (90 درجة) ومثله يقل مع اتجاه الدرفلة )0 درجة). في اتجاه الدرفلة ، تنخفض قيمة الرجوعية وبنسب )1.375 و 1.625 و 1.2) / ، والحد الأقصى للرجوعية هو (12 درجة) ومعامل الرجوعية هو (1.133) حسب اتجاه الدرفلة (45 درجة) لصفائح الألمنيوم ، في حين أن الحد الأدنى للرجوعية (1.5) ومعامل الرجوعية (1.016) حسب اتجاه الدرفلة (0 درجة) لصفائح الفولاذ المقاوم للصداأً. وفقًا لنتائج التجارب ، يكون لزمن التثبيت تأثير أكثر أهمية على نسبة الرجوعية ومعامل الرجوعية بزيادة وقت التثبيت من (90إلى 180) ثانية تنخفض نسبة الرجوعية. ترتفع نسبة الرجوعية مع زيادة صلادة الصفيحة في جميع الاتجاهات الثلاثة Gus تبين من خلال التجارب ان صفيحة SY sill المقاوم للصدأ له صلادة )272.62( كغم / مم2 بنسبة )71.21( اعلى من صلادة صفائح الألمنيوم.واذا ما قارنا الصلادة مع اتجاه الدرفلة فأن الصلادة ب 90 درجة اعلى من (45 و0) درجة. شكل القالب له تأثير كبير جدآ على أهمية نسبة الرجوعية عند الحني بقالب ذي U-die JSS الذي ينتج عنه رجوعية أقل ، مما يؤدي إلى انخفاض (2.4/) في الرجوعية. أخيرًا ، بواسطة برنامج المحاكاة (ABAQUS / CAE) تم الحصول على التصميم المثالي للمنتج النهائي ( شكل- (L وعلى اساسه تم تصنيع القوالب الثلاثة لغرض اجراء عمليات الحني.
Abstract
Plastically deforming metal between dies is an essential industrial method in the metalworking industry. Bending is a way of plastically deforming metal and changing its shape. Springback is a prominent phenomenon that occurs due to internal residual tension in most cold forming processes, causing the dimensions of the product to change after unloading. In this study, bending tests were carried out by three radii of die (15, 15.5, 15.75) mm of L- bending to bend (Aluminium Alloy 1050 and Stainless Steel 304). These tests were performed in normal bending test at constant punch speed (20mm /min) and dwell time (90, 180) sec. using a tensile test device according to the design matrices established by FACTORIAL with response surface methodology (RSM) technique. Three models were conducted for the three cases of the radius of die for two metals, then checked statistically for adequacy by factorial analysis, and found good with (95%) confidence level. These models indicated a good agreement between the experimental and predicted results. A useful understanding was found between the experimental and predicted results of springback with a maximum error of (0.12%). This study studied the influence of orientation, dwell time, and thickness modification on the springbackn behavior of two metals for which a sheet of (0.5,1 and1.5) mm thickness was bent on an L-die 90 degree. The rolling orientation has a significant impact on springback and springback factor angle. Many parameters affect this phenomenon . Springback factor rise with rolling orientation (45o) compared to rolling orientation (90o) but decrease with rolling orientation (0o). In the rolling direction, the springback value reduces (1.375, 1.625, and1.2) %, The maximum springback is (12o). The springback factor is (1.133) in the rolling direction (45o) for the Aluminum sheet, while the minimum spring back is (1.5) and the springback factor is (1.016) in the rolling direction (0o) for the Stainless steel sheet. According to the results of the experiments, dwell time has a more significant influence on the spring back and spring back ratio when stay time increases from (90 to 180) sec., springback and springback ratio decreases. The springback and springback ratio rises as the rolling hardness increases in all three directions. Stainless steel sheet has a harder hardness of (272.62) kg/mm2 at (1.21%) than the Aluminum sheet. The die shape has a more significant influence on springback and spring back ratio, with an L-die shape yielding lesser springback and a higher SB ratio. When L-air dies, the springback ratio decreases, resulting in a (2.4 %) drop in springback. Finally, the simulation program (ABAQUS/CAE) led us to the ideal design of the final product, the L-section.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.