تطوير اختبار ناكاجيما للتحقق من العلاقة بين الاحتكاك والتمزق للصفائح المعدنية أثناء عملية التشكيل

الباحث

علي حسين حبيب

المشرف

اسيل حمد عبيد - عبد الله حمد صنكال

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Nakajima test;Friction;Sheet metal tearing;Forming limit

في عمليات تشكيل الصفائح المعدنية، يعتمد نجاح عملية التشكيل على عدة عوامل أساسية مثل الشكل الهندسي bil) وخواص مادة الصفيحة المعدنية، التضاريس السطحية للجسمين المتلامسين ,اتجاه الدرفلة للعينات , نوع التزبيت , العوامل المؤثرة في العملية, والاحتكاك في منطقة التلامس (واجهة الأداة/قطعة العمل) حيث أنه للحصول على جزء عالي الجودة وتقليل تكلفة الإنتاج يجب السيطرة على الإحتكاك في منطقة التلامس . العديد من العوامل تؤثر على الاحتكاك في منطقة التلامس لذلك عملية السيطرة على الإحتكاك صعبة ومعقدة. يقدم هذا البحث طريقتين Lol العلاقة بين الإحتكاك والتمزق أثناء عمليات تشكيل الصفائح المعدنية: 1- طريقة عملية مختبرية بأستخدام قالب ناكاجيما و2- طريقة التحليل العددي باستخدام العناصر المحددة(2020 (ABAQUS/EXPLICIT . اعتمدت منهجية كلا الطريقتين على اختبار قابلية تشكيل ناكاجيما والذي يعتبر واحد من عمليات التشكيل بالمط ، حيث اعتمدت الطريقة التجرييية والعددية على تحقيق شرط المواصفة القياسية الايزو 12004-2 والذي ينص على أنه Caw) ضبط الاحتكاك بحيث يحدث التمزق (الشق) عند إزاحة أقل من 9615 من مركز قمة العينة لقطر الخرامة المستخدمة في الإختبار). استخدامت كلا الطريقتين للتحقق من تأثير الإحتكاك على قابلية التشكيل وبناء مخطط حد (FLD) US atl في الطريقة doy ei! المختبرية تم استخدام ثلاث خرامات شبه dg S لها نفس القطر 99 ملم وتختلف بدرجة الخشونة السطحية أستخدمت في تشوه( مط) ستة بلانكات دائرية من المادتين المستخدمتين في هذا البحث الالمنيوم 881060 و البراص CuZn-30 حيث بعد التشوه تقاس المسافة من مركز قمة العينة الة بداية الشق بأستخدام ماكنة التفريز ذات الثلاث محاور بينما في طريقة المحكاة العددية بأستخدام برنامج الاباكوس ) ABAQUS/EXPLICIT 2020) فقد تم استخدام خرامة مع معاملات احتكاك مختلفة تم اخذها وفق قانون احتكاك كولوم ومخطط ستريك لحالات التزييت المختلفة . أظهرت النتائج أنه يوجد تقارب كبير بين GW العملي وبين التحلليل العددي Eye عند أستخدام خرامة ذات خشونة س طحية عالية OW النتائج نفسها بالتحليل العددي عند استخدام oles أحتكاك عالي ونفس الشي.ء عند أستخدام خرامة IS خشونة سطحية قليلة مع التزبيت فأن النتائج نفسها عند أستخدام معامل أحتكاك قليل في التحليل العددي . في كلا الطريقتين وجد ان الاحتكاك يتحكم في موقع Gad! ( التمزق) Eye عندما يكون الإحتكاك عالي في منطقة التلامس فأن الشق يحدث بالقرب من محيط العينة وبذلك تعتبر العينة فاشلة في الاختبار وغير صالحة لعمليت التشكيل اللإحقة بينما عند تقليل الإحتكاك فأن الشق يحدث بالقرب من مركز قمة العينة وبذلك تعتبر العينة ناجحة في الاختبار وصالحة لعمليات التشكيل اللاحقة حسب شرط الايزو 12004-2-2021.

In Sheet Metal Forming (SMF) Processes, several parameters specify the success of the forming process, such as the geometry of the tool, the sheet material properties, the topography of two surfaces, the rolling direction of the specimens, the type of lubricant, process parameters and friction in the actual contact area (tool/workpiece interface), where to obtain high-quality parts and reduce production costs this friction in the contact area should be controlled. Many parameters are affected by friction during the deformation process thus, the control of friction is difficult. This research provides two methods to investigate the relationship between friction and tearing during SMF processes, the experimental practice method and the numerical analysis method, both methods are based on the Nakajima Formability Test, which is considered one of the stretch-forming processes. The experimental and numerical methods were built up to achieve ISO 12004-2 condition, which states that (friction should be adjusted so that tearing (crack) occurs at a displacement less than 15% away from the centre of the sample apex of the punch diameter). In the experimental practice method using the Nakajima die three hemispherical punches with the same diameter of 99 mm and different in surface roughness degree are used to stretch six circular blanks of each material that are selected in this research Aluminium AA1060 and Brass CuZn-30 with 1mm in thickness for both, where after deformation the distance from the centre of pole dome to the initial of crack were measured using three axes milling machine. In Numerical analysis methods using Abaqus/dynamic explicit 2020 new ideas are developed depending on Coulomb’s Friction Law and Stribeck diagram for different lubricant states to achieve the suitable Coefficient of friction (COF) that matches with ISO 12004-2 condition and gives high formability. II | P a g e The results showed that there is a great convergence between the experimental practical procedure and the numerical analysis, as when using a punch with a high surface roughness, the same results are given when using a high coefficient of friction, and vice versa. In both methods, it was found that friction has a significant effect on determining the location of tearing, where when using high punch roughness degree or high COF (maximised friction) the tearing occurred near the circumference of the sample, while when reducing friction the tearing occurs near the centre of pole dome, therefore friction must be reduced to achieve the ISO 12004-2 condition in order for the metal sheet to be considered successful in the test and valid to use for subsequent manufacturing operations.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب