فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

بررسی تجربی و عددی شکل‌پذیری فرایند کشش عمیق ورق‌های آلومینیومی تقویت‌شده با توری فولاد ضدزنگ 304

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
3 پژوهشکده رانشگرهای فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تبریز، ایران
چکیده
هدف از این پژوهش، بررسی شکل‌پذیری ورق‌های چندلایه در فرایند کشش عمیق می‌باشد. ورق‌های سه‌لایه شامل ترکیب آلومینیوم ۱۰۵۰، توری فولاد ضدزنگ ۳۰۴ و مجدداً آلومینیوم ۱۰۵۰ بودند که به‌روش نورد تولید شدند. این ساختار سه‌لایه با هدف افزایش حد نسبت کشش و بهبود قابلیت شکل‌دهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌های تجربی در شرایط استفاده از روانکار و بر روی ورق‌های بازپخت‌شده در دماهای ۲۵۰ و ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام گرفت تا تأثیر دما و روانکاری بر عمق نهایی کشش و کیفیت قطعه بررسی شود. در کنار آزمایش‌های تجربی، شبیه‌سازی عددی فرایند کشش عمیق نیز با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS 6.14 انجام شد. هدف از شبیه‌سازی، پیش‌بینی عمق نهایی فنجانی‌شکل و تحلیل توزیع تنش و تغییر شکل در حین فرایند بود. نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی مقایسه گردید تا دقت مدل‌سازی مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان داد که وجود توری فولادی در لایه میانی، موجب افزایش استحکام ترکیبی ورق بدون افت محسوس در شکل‌پذیری آن می‌شود. همچنین، دمای بازپخت ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد به‌عنوان شرایط بهینه برای دستیابی به عمق کشش بیشتر به دست آمد. بیشینه عمق فنجانی که بدون ایجاد شکست قابل کشش بود برابر با 1/10 میلی‌متر و حد نسبت کشش برابر با 53/1 به دست آمد. این نتایج نشان داد که استفاده از ورق‌های چندلایه تقویت‌شده با توری فولادی در کنار بازپخت و روانکاری مناسب، می‌تواند تأثیر به‌سزایی در بهبود شکل‌پذیری در فرایند کشش عمیق داشته باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental and Numerical Investigation of Formability in the Deep Drawing Process of Aluminum Sheets Reinforced with Stainless Steel 304 Mesh

نویسندگان English

Elyas Haddadi 1
Hossein Jafarzadeh 2
Moharram Hashemi 3
1 Department of Mechaniccal Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Islamic Azad University, Tabriz branch, Tabriz, Iran
3 Space Thrusters Research Institute, Iranian Space Research Center, Tabriz, Iran
چکیده English

This study aimed to investigate the formability of multilayer sheets in the deep drawing process. The three-layer sheets comprised a sandwich structure of aluminum 1050, a 304 stainless steel mesh, and another aluminum 1050 layer, produced by roll bonding. This configuration was examined to increase the limiting draw ratio and enhance formability. Experimental tests were performed under lubricated conditions on sheets annealed at 250°C and 350°C to assess the influence of temperature and lubrication on final drawing depth and part quality. Alongside the experiments, numerical simulation of the deep drawing process was conducted using ABAQUS 6.14 to predict the final cup depth and analyze stress and strain distributions during forming. Simulation results were compared with experimental data to evaluate modeling accuracy. The results showed that the steel mesh in the core layer markedly increased composite strength without substantially impairing formability. An annealing temperature of 350°C was determined as the optimal condition for maximizing drawing depth. The maximum cup depth achievable without failure was 10.1 mm, corresponding to a limiting draw ratio of 1.53. These findings demonstrate that multilayer sheets reinforced with stainless steel mesh, when combined with proper annealing and lubrication, can significantly improve formability in deep drawing.

کلیدواژه‌ها English

Deep drawing
Multi-layer sheet
Stainless steel 304
Limiting draw ratio
Annealing

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 بهمن 1404

  • تاریخ دریافت 05 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 05 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 27 بهمن 1404