بخشی از مقاله
مقدمه
شکلدهی فلز به فرآیند ساختی اطلاق میشـود کـه در آن شکل معلوم و مشخص یک قطعه فلز جامـد بـدون
آنکه تغییري در جرم و یا ترکیـب مـادي آن رخ دهـد،
به طور دائم تغییر کند. کشش عمیق، فرآیند شـکلدهـی عمیـق اسـت کــه بـراي تبـدیل ورقهــاي صـاف بــه
محصولات حجیم استوانهاي، جعبه اي و اشـکال دیگـر
بهکار میرود.
در انــواع فرآینــدهاي شــکلدهــی ورق، عیــوبی
همچون گود شدن و چـینخـوردگی بـهعلـت وجـود
تنشهـاي فشـاري و یـا پدیـدهي گلـویی شـدن ورق
بهعلت تنشهاي کششی دیده میشوند.
به ورق هایی متشکل از اتصـال دو یـا چندلایـه از جنس متفاوت که به هر شکل یا روشی به هم چسـبیده باشند، ورق چندلایه مـیگوینـد. بـا پیشـرفت علـم در زمینههاي مختلف مهندسی، کاربرد ورق هـاي چندلایـه نیز افزایش یافته است. استفاده از ورق هـاي دولایـه بـا لایهي پلیمري (چسب) براي کاهش انتقـال ارتعـاش و صدا در صنایع اتومبیلسازي، کشـتیسـازي و هوافضـا توسعهي زیادي داشته است. در مخازن تحت فشـار بـا سیال خورنده میتوان از این نوع ورق ها استفاده نمـود.
در مورد فرآیند کشش عمیق دوفلزي مطالعـاتی انجـام شده است که هر یک بهنحوي ارائـه دهنـدهي مطـالبی تازه بودهاند. در ادامه تعـدادي از ایـن پـژوهشهـا کـه مرتبط با تحقیق پیش رو بـودنـد، مـورد بررسـی قـرار
گرفته است.
روش تولید ورق چندلایه بـه سـال 1829 برمـیگـردد.
والستون [1]، قطعات پلاتین اسفنجی را با فشرده کردن در حالت سرد و چکشکاري به یکدیگر اتصال داد.
مواد مرکب به علت ساخته شدن از چندین مـادهي
مختلف، داراي ترکیبـی از خـواص ایـن مـواد هسـتند، به طوري که با تغییر مقدار هر یـک از اجـزاي تشـکیل
دهنده و تغییر در چگـونگی ترکیـب ایـن قسـمتهـا،
میتوان خواص مورد نظر را براي مادهي مرکب حاصل
ایجاد نمود کـه هـر یـک از اجـزا بـه تنهـایی فاقـد آن
خاصیت میباشند. این ویژگـی منحصـر بـه فـرد مـواد مرکب است که امروزه موجب کاربرد بیش از پیش این
مواد در صنایع مختلف گردیـده اسـت. بـا گسـترش و
کاربردي شدن این مواد، بررسی روشهـاي سـاخت و شـکلدهـی ایـن نـوع محصـولات نیـز بسـیار لازم و
ضروري به نظـر مـیرسـد. بـا اسـتفاده از فرآینـدهاي
مختلف شکلدهی، تولید انواع مواد مرکب ساخته شده از فلزات مختلف امکانپذیر میگردد .[1,2]
یاماموتو و همکاران [3] به بررسـی شـکلپـذیري ورق هاي مرکب آلومینیومی تقویت شـده توسـط ذرات کاربید سیلیسیم پرداختند. چراوت و بیلوت [4] ساخت
ورقهــاي مرکــب بــا روش ترکیبــی کشــش عمیــق و
لایهگذاري را بررسی کردند. لیم و همکاران [5] نیز بـه بررسی بهینهسازي این نوع ورقها پرداختند.
گو-یی و مینگ-نان [6] تحقیقی در مـورد فرآینـد
نورد ورقهاي چندفلزي ارائه کردند. در ایـن پـژوهش مـدلی تحلیلـی بـا درنظرگیـري اصـطکاك ترکیبـی در
بررسی فرآیند نورد سرد ورق هاي دولایهاي کاملاً مقید
نشده بررسی شده است. صیدي و حبیبی [7] به بررسی آزمایشگاهی اثر ضخامت و قطر گرده، نیـروي ورقگیـر
و جـنس ورقهـاي مرکـب بـر کیفیـت و فـرم نهـایی
محصول پرداختند. در همـین راسـتا فرشـته صـنیعی و عطریانی [8] اثر ضریب اصـطکاك بـین دو فلـز و نیـز ابزار و فلز و نیروي ورقگیر بـر نیـروي شـکل دهـی و کرنش ضخامتی را با کمک شبیه سازي به روش اجزاي
محدود و آزمایش نمونههـاي تجربـی تعیـین نمودنـد.
کدخــدایان و رجبــی [9] کشــش عمیــق ورقهــاي چندلایهي فلزي بـا هسـتهي پلیمـري (چسـب) را بـه
روش شبیهسازي رایانهاي و تجربی بررسی نمودند.
در سال 1952 چـین خـوردگی فلنجـی در کشـش عمیق فنجانی به صورت تحلیلی بررسی گردید. احتمال
66
رحمن سیفی- زهرا عباسی سال بیست و پنجم، شماره دو، 1393
ایجاد چین، تعداد و دامنهي آنها بر اساس رفتـار مـواد فلزي و هندسه فلنج تعیـین گردیـد .[10] نیـروي لازم
براي چین خوردگی بر اساس روش انرژي بهدست آمـد
و با نتایج تجربـی مقایسـه گردیـد. محـدودهي مقـدار نیروي لازم و تعداد چین هـا بـر اسـاس رفتـار مـاده و
مشخصات فلنج مشخص شد. بر پایهي این تحقیق، چو
و ژو [11] با در نظر گرفتن رفتار الاستوپلاستیک مـواد رابطهي دقیقتري براي تنش محیطی در لحظهي شروع
چین خوردگی و تعداد آن ها به دست آوردند. آن ها نشان
دادند که مقدار تنش برشـی در شـروع چـین خـوردگی
تأثیر زیادي بر تنش محیطی بحرانی دارد.
در پژوهشی دیگر چین خوردگی فلنجی با راه حل
تئــوري ناپایــداري دو شــاخهاي شــدن (انعشــابی) از معادلات حاکم بر مسألهي کشـش عمیـق در موقعیـت
فلنج مسطح به دست آمده است .[12] از معیار انشـعاب
هیل بـراي پـیشبینـی شـروع چـین خـوردگی اسـتفاده میشود. حداکثر ارتفاع فنجان که میتواند بدون شـروع
چین در فلنج کشیده شود براساس پارامترهاي فرآیند با
روش المان محدود بر اساس روش لاگرانژ بهروز شده
(لحظهاي) پیشبینی شده است. شـکلگیـري چـین در
فلــنج ورق بــا روش تحلیلــی و بــا اســتفاده از معیــار
انشعاب هیل توسط هوچینسن و نیل [13] در صفحات و پوستههاي نازك و کمعمـق بـهکـار رفتـه اسـت. بـر
اســاس مــدل دو بعــدي تــنش صــفحهاي بــراي
چینخوردگی صفحهي حلقوي الاستوپلاستیک و معیار
انشعاب هیل، شرایط بحرانی براي شروع چین خوردگی
در فلنج دایروي در کشش عمیق به دست آمـده اسـت.
ایـن روش بـراي بهبـود بخشـیدن بـه نتـایج قبلـی در
پیش بینی هندسهي چین و تعداد موج تولیدشده، توسعه
داده شده است. بر اساس معیار تسلیم ترسکا و فـرض
رفتار کاملاً پلاستیک در میدان تنش پلاستیک و تئوري
تغییر شکل هاي بزرگ نشان داده شده اسـت کـه نتـایج
استفاده از تئوري تغییر شکل هاي بزرگ بـراي تانسـور
کرنش با حذف مؤلفه هاي غیرخطی با نتیجـهي تئـوري
تغییرشکلهاي کوچک یکسان است .[14]
نتایج تحقیق چنگ و همکاران [15] نشـان داد کـه چـینخــوردگی در ورق مرکــب بـا هســتهي پلیمــري
(چسب) و پوستهي فلزي مشـابه رفتـار فقـط یکـی از
آن ها میباشد در حالی که توزیع کرنش مشـابه حالـت ورق کامل بدون لایهي پلیمري است. در تحقیقی دیگر
رفتار ورق مرکب با دو لایهي غیرهمجنس (آلومنیـوم-
فولاد) به روش تحلیلی، شبیه سازي رایانهاي و تجربـی بررسی شده است .[16] هـدف از ایـن مطالعـه تعیـین
حــداقل مقــدار نیــروي ورقگیــر بــراي جلــوگیري از
چینخوردگی است. نشان داده شد که چیدمان ورق هـا در چین خـوردگی تـأثیر دارد. حـداقل نیـروي لازم در
ورقگیر براي جلوگیري از ایجاد چین بر حسـب تغییـر
پارامترهاي مختلف شکل دهـی تعیـین شـده اسـت. در پژوهشی دیگر، مروتی و همکـاران [17] اثـرات تغییـر
نیروي ورقگیر بـر وقـوع چـین خـوردگی یـا شکسـت
(پارگی) را در کشش عمیـق دوفلـزي بـا کمـک روش المان محدود و انجـام آزمـایش بررسـی کردنـد. لـی و
همکاران [18] بـه بررسـی عـددي و تجربـی پدیـدهي
تورق (لایـه لایـه شـدگی) در کشـش عمیـق دوفلـزي پرداختند. آن ها از رفتار ویسکوالاستیک بـراي خـواص
مکانیکی چسب و المانهاي چسبان براي مدلسازي آن
اســتفاده کردنــد. بــر اســاس نتــایج ایــن تحقیــق، چینخوردگی باعث تورق ورق دوفلزي میشود.
در مقالهي حاضـر بـه بررسـی چـین خـوردگی در کشش عمیق دوفلزي پرداخته شـده اسـت. عـلاوه بـر
حالت بررسی شده در مرجع [16] (حالت کاملاً چسبان
دو ورق) شرایط دیگـر حـاکم بـر تمـاس دو ورق نیـز مطالعه شده است. اثر عوامل مختلف مانند تغییرات لقی
ورقگیر، شعاع لبهي مـاتریس و سـنبه، نحـوهي اتصـال
دوفلز و ضخامت نسبی آنها بر تعداد و ارتفاع چینهـا و نیز نیروي شکل بررسی شده است.
