علوم و فناوری کامپوزیت

علوم و فناوری کامپوزیت

بررسی و تحلیل آماری تاثیر پارامترهای قطر پین، ضخامت و سختی لایه پلی اورتان بر نمودار حد شکلدهی ورق دولایه آلومینیوم مس در فرآیند شکلدهی چند نقطه ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
میلاد عالی مجیدآباد 1
رامین هاشمی 2
حبیب‌اله اکبری 3
1 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.
3 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران .
10.22068/jstc.2026.2078995.1943
چکیده
در پزوهش حاضر نمودار حد شکلدهی حاصل از فرآیند شکلدهی چند نطه ای ورق های دولایه آلومینیوم/مس به صورت تجربی و به صورت تئوری با استفاده از روش مشت دوم بدست آمد. نتایج تجربی با نتایج تئوری کمتر از 10 درصد خطا داشته است. در شبیه سازی فرآیند تاثیر پارامترهای قطر پین، سختی لایه پلی اورتان و ضخامت لایه پلی اورتان بر حدشکلدهی فرآیند شکلدهی چند نقطه ای بررسی گردید. خروجی های نتایج شبیه سازی تحت بررسی آماری قرار گرفت که نتایج نشان داد همبستگی خوبی با یکدیگر دارند و پارامترها بسیاربالایی بر حدشکلدهی داشته است. نتایج نشان داد که پین با قطر 12 میلیمتر ابعاد بهینه می باشد و بیشترین حد شکلدهی را در تمامی حالات استفاده از لایه پلی اورتان در مقایسه با سایر پین ها داشته است. در تمامی قطر پین ها با افزایش سختی های لایه پلی اورتان و با افزایش ضخامت لایه پلی اورتان حدشکلدهی افزایش یافته است اما این افزایش حد شکلدهی با افزایش ضخامت تاثیر چشمگیری داشته است که در پین با قطر 8 و 15 میلیمتر بسیار بیشتر بوده است.
کلیدواژه‌ها
شکلدهی چند نقطه ای
نمودار حد شکلدهی
ورق دولایه جوش انفجاری آلومینیوم/ مس
شکلدهی ورق
موضوعات

عنوان مقاله English

Statistical investigation and analysis of the effects of pin diameter, polyurethane layer thickness, and hardness on the forming limit diagram of aluminum/copper bimetallic sheets in the multi-point forming process

نویسندگان English

Milad Aali MajidAbad 1
Ramin Hashemi 2
Habibolah Akbari 3
1 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
2 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
3 School of Mechanical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran.
چکیده English

In this study, the forming limit diagram (FLD) of aluminum/copper bimetallic sheets in the multi-point forming (MPF) process was obtained both experimentally and theoretically using the second derivative method. The experimental results showed less than 10% deviation from the theoretical predictions. In the numerical simulations, the effects of pin diameter, polyurethane layer hardness, and polyurethane layer thickness on the forming limit of the MPF process were systematically analyzed. The simulation outputs were subjected to statistical evaluation, and the results indicated a strong correlation among the studied parameters, confirming the adequacy of the selected modeling approach. The findings showed that a pin diameter of 12 mm provided the optimal configuration, yielding the highest forming limit under all polyurethane layer conditions compared to other pin diameters. Furthermore, for all pin sizes, increasing both the hardness and thickness of the polyurethane layer led to an improvement in the forming limit. However, the influence of layer thickness was found to be more significant, particularly for pin diameters of 8 mm and 15 mm.

کلیدواژه‌ها English

Multi points forming (MPF)
Forming limit diagram (FLD)
Al/Cu Bimetallic Sheets
Nakazima test
Sheet metal forming
[1] Walczyk, D. F., Lakshmikanthan, J., Kirk, D. R., “Development of a reconfigurable tool for forming aircraft body panels,” J. Manuf. Syst., vol. 17, no. 4, pp. 287–296, 1998.
[2] Tan, F. X., Li, M. Z., Cai. Z. Y., “Research on the process of multi-point forming for the customized titanium alloy cranial prosthesis,” J. Mater. Process. Technol., vol. 187, pp. 453–457, 2007.
[3] Li, M., Liu, Y., Su, S., Li, G., “Multi-point forming: a flexible manufacturing method for a 3-d surface sheet,” J. Mater. Process. Technol., vol. 87, no. 1–3, pp. 277–280, 1999.
[4] Liu, Y., Li, M., Ju, F., “Research on the process of flexible blank holder in multi-point forming for spherical surface parts,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 89, no. 5–8, pp. 2315–2322, 2017.
[5] Neama, R. A., Al-Baghdadi, M. A. R. S., Al-Waily, M., “Effect of Blank Holder Force and Punch Number on the Forming Behavior of Conventional Dies,” Int. J. Mech. Mechatronics Eng., vol. 18, no. 04, 2018.
[6] Haas, E., Schwarz, R. C., Papazian, J. M., “Design and test of a reconfigurable forming die,” J. Manuf. Process., vol. 4, no. 1, pp. 77–85, 2002.
[7] Li, M.-Z., Cai, Z.-Y., Sui, Z., Yan, Q. G., “Multi-point forming technology for sheet metal,” J. Mater. Process. Technol., vol. 129, no. 1–3, pp. 333–338, 2002.
[8] Cai, Z.-Y., Wang, S.-H., Li, M.-Z., “Numerical investigation of multi-point forming process for sheet metal: wrinkling, dimpling and springback,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 37, no. 9, pp. 927–936, 2008.
[9] Zhang, Q., Wang, Z. R., Dean, T. A., “Multi-point sandwich forming of a spherical sector with tool-shape compensation,” J. Mater. Process. Technol., vol. 194, no. 1–3, pp. 74–80, 2007.
[10] Sun, G., Li, M. Z., Yan, X. P., Zhong, P. P., “Study of blank-holder technology on multi-point forming of thin sheet metal,” J. Mater. Process. Technol., vol. 187, pp. 517–520, 2007.
[11] Chen, J.-J., Li, M.-Z., Liu, W., Wang, C.-T., “Sectional multipoint forming technology for large-size sheet metal,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 25, no. 9, pp. 935–939, 2005.
[12] Cai, Z.-Y., Wang, S.-H., Xu, X.-D., Li, M.-Z., “Numerical simulation for the multi-point stretch forming process of sheet metal,” J. Mater. Process. Technol., vol. 209, no. 1, pp. 396–407, 2009.
[13] Abosaf, M., Essa, K., Alghawail, A., Tolipov, A., Su, S., Pham, D., “Optimisation of multi-point forming process parameters,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 92, no. 5–8, pp. 1849–1859, 2017.
[14] Fang, C., Zhao, J., Ling, L., Wang, W., Wan, M., “Electromagnetic peening-a novel sheet metal forming method,” EasyChair, 2019.
[15] Panuoiu, V., Boazu, D., “Hydro-multipoint Forming, a Challenge in Sheet Metal Forming,” in International Conference on Advanced Manufacturing Engineering and Technologies, Springer, 2017, pp. 79–94.
[16] Erhu, Q., Mingzhe, L., Rui, L., Mingyang, C., Jianlei, L., “Research on formability in multi-point forming with different elastic pads,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 98, no. 5, pp. 1887–1901, 2018.
[17] Abbas, T. F., Younis, K. M., kadhim Mansor, K., “The Influence of Process Parameters on Thickness Distribution in Multipoint Forming Process Using Finite Element Analysis,” in 2019 2nd International Conference on Electrical, Communication, Computer, Power and Control Engineering (ICECCPCE), IEEE, 2019, pp. 120–125.
[18] Alaie, A., Hashemi, R., Kazemi, F., “Investigation of forming limit diagram and mechanical properties of the bimetallic Al/Cu composite sheet at different temperatures which fabricated by explosive welding,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., vol. 235, no. 1–2, pp. 73–84, 2021.
[19] Ghazanfari, A., Soleimani, S. S., Keshavarzzadeh, M., Habibi, M., Assempuor, A., Hashemi, R., “Prediction of FLD for sheet metal by considering through-thickness shear stresses,” Mech. Based Des. Struct. Mach., vol. 48, no. 6, pp. 755–772, 2020.
[20] Hashemi, R., Karajibani, E., “Forming limit diagram of Al-Cu two-layer metallic sheets considering the Marciniak and Kuczynski theory,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part B J. Eng. Manuf., vol. 232, no. 5, pp. 848–854, 2018.
[21] Majidabad, M. A., Khodayari, R., Akbari, H., Davoodi, B., Hashemi, R., “Multipoint forming process of aluminum sheet considering its forming limit diagram: Experimental and numerical investigations,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part L J. Mater. Des. Appl., vol. 0, no. 0, p. 14644207241276680, doi: 10.1177/14644207241276681.
علوم و فناوری کامپوزیت
دوره 12، شماره 3
پاییز 1404
صفحه 2831-2838