مطالعه اثر هندسه ابزار بر استحكام كششي اتصال سرد و بهينه‌سازي ابزار به روش طراحي آزمايش متعامد

اتصال سرد ورق فلزي، روشي مبتني بر شكل‌دهي براي همبندي قطعات ورقي است. براي اطمينان از يك اتصال با استحكام كافي لازم است ابزار شكل‌دهي به صورت بهينه طراحي شود. اين مقاله به مطالعه عددي و تجربي فرآيند اتصال سرد ورق‌هاي فولادي با ضخامت ناهمسان با قالب ثابت به منظور بهينه‌سازي پارامترهاي هندسي ابزار اتصال سرد مي‌پردازد. در اين مطالعه با استفاده از روش طراحي آزمايش متعامد (OED) و تحليل المان محدود در نرم‌افزار آباكوس، شعاع سنبه RP، عمق حفره قالب Pm، عرض شيار كف قالب Lm و زاويه كف سنبه PBA، به عنوان پارامترهاي ورودي مهم طراحي ابزار براي رسيدن به بيشترين استحكام كششي F اتصال سرد، به عنوان متغير هدف، بهينه‌سازي شد. ورق‌هاي بالايي و پاييني به كار رفته در اين تحقيق به ترتيب، به ضخامت ۱/۵ و mm۲ از جنس فولاد گالوانيزه DX۵۱D است كه براساس استاندارد EN۱۰۳۴۶/۰۰ توسط شركت فولاد مباركه توليد مي‌شود. پس از اجراي رايانه‌اي آزمايش‌هاي طراحي شده با OED، مقادير mm۲/۶=RP، mm۱/۴=Pm، mm۱/۲=Lm، °۱=PBA و N۲۳۱۹=F به عنوان مقادير بهينه به دست آمد. پس از بهينه‌سازي هندسهٔ ابزار براساس نتايج آزمايش‌هاي المان‌محدود، طراحي و ساخت ابزار اتصال سرد انجام گرفت. ارزيابي و مقايسه نتايج شبيه‌سازي اتصال سرد براي طراحي ابزار بهينه، با نتايج تجربي به دست آمده براي هندسه اتصال و استحكام كششي آن انطباق بسيار نزديكي را نشان داد.