مطالعه‌ بهبود شکل‌پذیری آلیاژ آلومینیوم AA5182-O در فرآیند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم، با استفاده از شبیه‌سازی اجزا محدود

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین

چکیده

در این مقاله فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم (WEHF) به­عنوان یک فرایند جدید شکل‌دهی برای بهبود شکل‌پذیری ورق‌های فلزی ارائه شده است. در این روش ورق قبل از شکل‌دهی، گرم شده و سپس با استفاده از فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک، شکل داده می­شود. برای بررسی بهبود شکل‌پذیری در روش ترکیبی بیان­شده، ابتدا فرایند شکل‌دهی الکترولیک ورق آلومینیم AA5182-O در دمای محیط مدل­سازی شده است و با مقایسه با نتایج تجربی موجود در مقالات، صحه‌گذاری شده است. سپس عملیات شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم در دماهای مختلف مدل­سازی شده و منحنی‌های حد‌ شکل‌پذیری که در دماهای مختلف به­دست­آمده با هم مقایسه شده است. نتایج نشان­دهنده بهبود قابل توجه شکل‌پذیری در مسیرهای مختلف بارگذاری در فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم می‌باشد. با توجه به قابلیت روش شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم، یک روش تجربی جدید برای این فرایند ارائه­شده و بهبود شکل‌پذیری آن به­صورت تجربی بررسی شده است. در آزمایش‌های تجربی فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم، بهبود 6/23 درصدی کرنش پارگی ورق آلومینیومی در مقایسه با شکل‌دهی الکتروهیدرولیک معمولی مشاهده گردید. بنابراین، نتایج تجربی نیز بهبود شکل‌پذیری در فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک گرم را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Finite Element Analysis of Formability Improvement of Aluminum Alloy AA5182-O in Warm Electrohydraulic Forming Process

نویسندگان [English]

  • majid zia
  • ali fazli
  • mahdi soltanpor
emam khomeyni , qazvin
چکیده [English]

In this paper, a novel high speed forming process called warm electrohydraulic forming (WEHF) process is introduced. In this new forming process, the blank is heated before the forming process and then formed using the Electrohydraulic forming process. In order to investigate the formability improvement in this hybrid process, first the electrohydraulic forming of aluminum alloy AA5182-O at room temperature is simulated using the commercial software LS-DYNA and the results of simulation are verified with the experimental results available in the literature. After verification, the warm electrohydraulic forming process in different temperatures is simulated and the Forming Limit Diagrams (FLD) are obtained and compared to each other. The results indicate that considerable improvement in formability of the aluminum alloys in warm electrohydraulic forming process in different forming paths. Due to the ability of the WEHF in formability improvement, a novel WEHF is introduced and its formability improvement is investigated. In the experimental tests 23.6% increasing in failure strain of aluminum alloy is observed at WEHF in comparison with EHF.  Therefore the formability improvement in WEHF process can be concluded.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Warm Electrohydraulic Forming
  • Formability
  • Temperature
  • Finite Element Simulation

مراجع

  1. Cheah, L. and Heywood, J. “Meeting US Passenger Vehicle Fuel Economy Standards in 2016 and Beyond”,  Energy Policy, Vol. 39, No. 1, pp. 454-466, 2011.##
  2. Golovashchenko, S. F., Gillard, A. J., and Mamutov, A. V. “Formability of Dual Phase Steels in Electrohydraulic Forming”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 213, No. 7, pp. 1191-1212, 2013.##
  3. Yutkin, L. A. “Electrohydraulic Effect”; Mashgiz. Moscow, Russia, 1995.##
  4. Bruno, E. J. “High Velocity Forming of Metals”, Michigan: American Society of Tool and Manufacturing engineers,1968.##
  5. Balenthiram, V. S., Hu, X., Altynova, M., and Daehn, G. S. “Enhanced Formability at High Rates”, Journal of Material Process Technology, Vol. 45, No. 1-4, pp. 595-600, 1994.##
  6. Bleck, W. and Schael, I. “Determination of Crash-Relevant Material Parameters by Dynamic Tensile Tests”, Journal of Steel Research International, Vol. 17, No. 5, pp. 173-178, 2000.##
  7. Yu, H., Guo, Y., and Lai, X. “Rate Dependent Behavior and Constitutive  Model of DP600 at Strain Rate From 10-4 to 103 s-1”, Journal of Material and  Design, Vol. 30, No. 7, pp. 2501-2055, 2009.##
  8. Farzin, M. and Montazerolghaem, H. “Manufacture of Thin Miniature Parts Using Electro Hydraulic Forming and Viscous Pressure Forming Methods”, Archives of metallurgy and materials, Vol. 54, No. 2, pp. 535-547, 2009.##
  9. Homberg, W., Beerwald, C., and Pröbsting, A. “Investigation of The Electrohydraulic Forming Process with Respect to The Design of Sharp Edged Contours”, 4th International Conference on High Speed Forming, pp.58-64, Columbus, Ohio, USA, 2010.##
  10. Zohoor, M., and B. Ghorbani. “Numerical Investigation of Tube Compression Electromagnetic Forming by Finite Element Method and Design of Experiment”, Vol. 13, No. 3, pp. 1-9. 2015. (in Persian)##
  11. Samei, J., Green, D. E, Golovashchenko, S. and Hassannejadasl, A. “Quantitive Microstructural Analysis of Formability Enhancement in Dual Phase Steels Subject to Electrohydraulic Forming”, Journal of Material Engineering and Performance, Vol. 22, No. 7, pp. 2079-2088. 2012.##
  12. Melander, A., Delic, A., Björkblad, P., Juntunen, L., Samek, L., and Vadillo, “Modelling of Electro hydraulic Free and Die Forming of Sheet Steels”, International Journal of Material Forming, Vol. 6, No. 2, pp. 223-231, 2013.##
  13. Gillard, J., Golovashchenko, S. F. and Mamutov, A. V. “Effect of Quasi-Static Prestrain on The Formability of Dual Phase Steels in Electrohydraulic Forming”, Journal of Manufacturing Process, Vol. 15, No. 2, pp. 201-218, 2013.##
  14. Rohatgi, Soulami, A., Stephens, E. V., Davies, R. W. and Smith, M. T. “An Investigation of Enhanced Formability in AA5182-O Al During High-Rate Free-Forming at  Room Temperature:Qualification of Deformation History”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 214, No. 3, pp. 722-732,  2014.##
  15. Fazli, A. and Hosseini, M. “Investigation of The Effect of Electrodes Position on Formability and Thickness Distribution of Sheet Metals in Electrohydraulic Free-Forming”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 11, pp. 311-318, 2015. (in Persian)##
  16. Li, D. and Ghosh, A. “Biaxial Warm Forming Behavior of Aluminum Sheet Alloys”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 145, No. 3, pp. 281-293, 2004.##
  17. Wang, H. “Warm Forming Behavior of High Strength Aluminum Alloy AA7075”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 22, No.1, pp. 1-7, 2012. ##
  18. Toros, S., Ozturk, F. and Kacar, I. “Review of Warm Forming of Aluminum–Magnesium Alloys”, Journal of materials processing technology, Vol. 207, No. 1, pp. 1-12, 2008.##
  19. Meng, Z., Huang, S., Hu, J., Huang, W. and Xia, Z. “Effects of Process Parameters on Warm and Electromagnetic Hybrid Forming of Magnesium Alloy Sheets”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 211, No. 5, pp. 863-867, 2011.##
  20. Hassannejadasl, A. “Simulation of Electrohydraulic Forming Using Anisotropic, Rate-Dependent Plasticity Models”, PhD Dissertation, University of Windsor, Ontario, 2014.##
  21. Sun, H. T., Wang, J., Shen, G., and Hu, Z. P. “Application of Warm Forming Aluminum Alloy Parts for Automotive Body Based on Impact”, International Journal of Automotive Technology, Vol. 14, No. 4, pp. 605-610, 2013.##
  22. Mamutov, V., Golovashchenko, S. F., Mamutov, V. S. and Bonnen, J. J. “Modeling of Electrohydraulic Forming of Sheet Metal Parts”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 219, No. 1, pp. 84-100, 2015.##
  23. Kambic, M., Kalb, R., Tasner, T. and Lovrec, D. “High Bulk Modulus of Ionic Liquid and Effects on Performance of Hydraulic System”, The Scientific World Journal, Vol. 13, No. 1, pp. 201-211, 2014.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 04 مهر 1397
  • تاریخ بازنگری: 01 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار