تعيين نمودار حد شكل دهي ورق دو لايه فولاد مس به صورت تجربي و عددي با در نظرگرفتن اتصال بين لايه ها

Experimental and numerical determination of forming limit diagram of steel-copper two-layer sheet considering the interface between the layers

آنچه كه در اين تحقيق بيشتر مورد توجه قرار گرفته نحوه مدل سازي محل اتصال در ورقه اي دو لايه به منظور تعيين نمودار حد شكل دهي است. در اين تحقيق از ورق دولايه اي استفاده شده كه متشكل از يك لايه فولاد به ضخامت 1. 35 ميليمتر و يك لايه مس به ضخامت 0. 45 ميليمتر است. ورق دولايه به كار رفته در تحقيق حاضر به روش جوش انفجاري ساخته شده است. به منظور تعيين نمودار حد شكل دهي از روش عددي با به كارگيري نرم افزار المان محدود آباكوس استفاده شده است. در اين رابطه تست هاي ناكازيما شبيه سازي شدند. معيار استفاده شده براي تعيين پارگي در لايه هاي فولادي و مسي مدل GTN بود، همچنين قانون كشش جدايش براي تعيين خرابي در محل اتصال ورق ها به كار برده شد. براي مدل سازي لايه مياني از المان هاي چسبنده استفاده شد. به منظور صحه گذاري بر نتايج به دست آمده به انجام آزمايش تجربي ناكازيما پرداخته گرديد. تمامي شبيه سازي ها و كارهاي تجربي براي هر دو حالت قرارگيري ورق ها به صورت پشت و رو انجام گرفت. نتايج نشان مي دهد كه نمودارهاي حد شكل دهي به دست آمده با استفاده از روش مدل سازي يادشده مطابقت خوبي با نتايج تجربي دارند.

In this study, special attention has been paid to modeling of the interface between the sheet metals in prediction of forming limit diagram (FLD) of two-layer sheets. In the present work, a two-layer sheet consists of 1.35 mm steel sheet and 0.45 mm copper sheet has been used. This two-layer sheet has been made by explosive welding method. To determine the FLD, numerical method has been used by applying ABAQUS finite element software. For this purpose, the so called Nakazima method has been simulated. The criteria used for determining the failure in steel and copper layers was GTN model. Also, in order to determine the failure in interface between the layers, the traction-separation law was used. For modeling the interface, cohesive elements were used. In order to verify the results, Nakazima tests were performed. The simulations and experimental works were done for both side directions of the sheets. The results indicate that the FLDs obtained by the numerical modeling are in good agreement with the experimental results.