تأثير مقاومة المادة على توزيع السماكة في عملية التشكيل التزايدي أحادي النقطة (SPIF)
The Influence of Material Strength on Thickness Distribution in Single Point Incremental Forming (SPIF) Process
- الباحث
- ايناس عبد الساده عباس
- المشرف
- خالده كاظم منصور
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Single point incremental forming;Material strength;Thickness distribution;Sheet metal
الملخص
التشكيل التزايدي أحادي النقطة هو نوع من تشكيل الصفائح التزايدية وهو جديد إلى حد كبير ويتميز بتكلفة أقل وقابلية تشكيل عالية مقارنة بعملية التشكيل التقليدية. الهدف من هذا البحث هو دراسة تأثير قوة الصفائح على توزيع السمك ونسبة التخفيف في التشكيل التزايدي أحادي النقطة (SPIF) لثلاث مواد مختلفة: 86061/، النحاس Cu65-) 5 والفولاذ منخفض الكربون 1009. سمك الصفائح لكل مادة هو 1 ملم؛ 0.71 ملم، و0.5 ملم، على التوالي. الهدف هو اختيار أفضل قوة تضمن سماكة موحدة وتقلل من التخفيف في SPIF ولتحقيق هذا الهدف. تم استخدام قوتين مختلفتين لكل صفيحة: تم استخدام الأولى في شكلها المستلم، بينما خضعت Ati) للمعالجة الحرارية ( التلدين على وجه التحديد) لتغيير قوتها. تم تحضير العينات باستخدام إجراء SPIF لمخروط مقطوع بأبعاد قطر 120 ملم وعمق 40 ملم. تم ضبط ميل التشكيل عند 50 درجة، وتم استخدام أداة على شكل نصف كروي بقطر 10 ملم للتشكيل. تم ضبط سرعة الدوران على 1200 دورة في الدقيقة، ومعدل التغذية 500 ملم/دقيقة، وعمق الخطوة 0.3 ملم. تم استخدام برنامج 65 لإنشاء مسار الأداة الحلزونية. تم تحليل توزيع السمك على طول أجزاء الجدار باستخدام طريقة العناصر المحدودة مع برنامج Abaqus ثم تم تأكيد النتائج عددياً al clay pai تتجاوز نسبة الانحراف بين المحاكاة والتجربة 9/6. كشفت النتائج عن توزيع سمك ثابت في العينات، مع انخفاض في نسبة التخفيف القصوى من %30 إلى %28.7 حيث انخفضت قوة الشد من 365 Lae باسكال إلى 147 ميجا باسكال، وهو ما يمثل انخفاضًا قدره 9059.73 ل AA6061 وفي حالة النحاس (35 65-72 ،(Cu انخفضت نسبة التخفيف القصوى من 9023.23 إلى 9019.8 حيث انخفضت قوة الشد من 632 ميجا باسكال إلى 621 Lax باسكال، وهو ما يمثل انخفاضًا قدره 901.74. وبالمثل، بالنسبة SY gall منخفض الكربون، انخفضت نسبة التخفيف القصوى من 34.2 % إلى 9 حيث انخفضت قوة الشد من 404.7 ميجا باسكال إلى 341 ميجا باسكال، وهو ما يمثل انخفاضًا قدره 5 تشير هذه النتائج إلى وجود علاقة مباشرة بين الحد الأقصى لنسبة التخفيف وقوة الشد للمادة. وفقا لاختبار ،ANOVA كان هناك تحسن في المطابقة للسمك الأصليء حيث بلغت معدلات التحسن 9092.36 للنحاس، 9090.27 ل ،AA6061 و 9087.06 للفولاذ منخفض الكربون 1009. خلال Ala all التجريبية لهذا الاختبار أثناء الدراسة، تم إجراء اختبارين،بما في ذلك اختبار الصلادة والفحص المجهري لبنية النموذج قبل وبعد عملية SPF كشفت النتائج عن تحسينات إيجابية في كل من البنية المجهرية وصلادة العينات بعد خضو ye لعملية التشكيل التزايدي أحادي النقطة (SPIF) .
Abstract
Single-point incremental forming (SPIF) is a kind of incremental sheet forming that is significantly novel and characterized by lower cost and high formability compared to the conventional forming process. The aim of this investigation is to study the effect of sheet strength on the thickness distribution and thinning ratio in Single Point Incremental Forming (SPIF) for three different materials: AA6061, brass (Cu65-Zn35), and low- carbon steel 1009. The sheet thicknesses for each material are 1mm, 0.71mm, and 0.5mm, respectively. The objective is to select the best strength that ensures uniform thickness and minimizes thinning in SPIF. To achieve this goal, two different strengths of each sheet were employed: the first was used in its as-received form, while the second underwent heat treatment (specifically annealing) to alter its strength .Specimens were prepared using the SPIF procedure for a truncated cone with dimensions of 120 mm diameter and 40 mm depth. The forming slope was set at 50 ̊, and a hemispherical-shaped tool with a diameter of 10mm was used for forming. The rotation speed was set at 1200 r.p.m, the feed rate was 500 mm/min, and the step depth was 0.3 mm.The SolidWorks program was used to create the spiral tool path. The thickness distribution along the wall portions was analyzed using the finite element method with Abaqus software. The numerical results were then experimentally confirmed, and the deviation ratio between the simulation and the experiment did not exceed 6%. The results revealed a consistent thickness distribution in the specimens, with a decrease in the maximum thinning ratio from 30% to 28.7% as the tensile strength decreased from 365 MPa to 147 MPa, representing a decrease of 59.73%, for AA6061. In the case of Brass (Cu 65-Zn 35), the maximum thinning ratio decreased from23.23% to 19.8% as the tensile strength decreased from 632 MPa to 621 MPa, representing a decrease of 1.74%. Similarly, for low carbon steel, the maximum thinning ratio decreased from 34.2% to 29% as the tensile strength dropped from 404.7 MPa to 341 MPa, representing a decrease of 15.75%. These findings indicate a direct relationship between the maximum thinning ratio and the tensile strength of the material. According to the ANOVA test, there was an improvement in conforming to the original thickness, with improvement rates of 92.36% for brass, 90.27% for AA6061, and 87.06% for low carbon steel 1009.During the experimental phase of this study, tow tests were conducted, including hardness testing and microscopic examination of the model's structure before and after the SPIF process. The findings revealed positive improvements in both the microstructure and hardness of the specimens after undergoing the SPIF process.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.