تحليل تجربي اثر ميزان كرنش بر ضرايب ناهمسانگردي ورق آلومينيوم 6061 با استفاده از روش آناليز تصاوير ديجيتال

Experimental Analysis of Strain Effect on Anisotropic Coefficients of 6061 Aluminum Sheet using Digital Image Processing

ناهمسانگردي ورق هاي فلزي توليد شده از نورد، اگرچه موجب افزايش كشش پذيري مي شود، اما اثرات مضر ناخواسته اي چون پديده گوشواره-اي شدن را موجب مي شود. در اين تحقيق، به بررسي تغييرات ضرايب ناهمسانگردي با افزايش تغيير شكل در آزمون كشش تك محوري آلومينيوم آلياژيAA6061-O با استفاده از روش همبستگي تصاوير ديجيتال دردو حالت شبكه بندي منظم دايره اي و نامنظم تصادفي پرداخته شده است. نمونه‌هاي برش شده در جهات صفر، 45 و 90 درجه نسبت به راستاي نورد پس از شبكه بندي توسط دستگاه كشش اينسترون كشيده و مقادير كرنش طولي و عرضي هنگام فرآيند محاسبه شده است. در ادامه با اين مقادير، ضرايب ناهمسانگردي در جهات مذكور و همچنين تغييرات ضرايب ناهمسانگردي نرمال و ناهمسانگردي صفحه اي با پيشرفت فرآيند محاسبه گرديد كه مشخص شد با افزايش كرنش، ضرايب ناهمسانگردي در راستاي صفر و 45 درجه، روندي نزولي و در راستاي 90 درجه، داراي رفتار نوساني است. نتايج نشان داد كه با اعمال 10 درصد كرنش طولي در ورق، ضريب ناهمسانگردي نرمال و قدر مطلق ناهمسانگردي صفحه اي به ترتيب، 51 درصد و 63 درصد كاهش مي يابد. در پايان، نحوه سخت شوندگي پلاستيك ورق بر اساس معيار تسليم هيل درجه ي دو، هنگام كشش مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد كه نحوه رشد سطح تسليم، كاملاً ناهمسانگرد است.

The anisotropy of mechanical property in sheet metals, due to the rolling process, causes useful effects such as increasing drawability and harmful effects like the earing phenomenon. In this work, the variation in the anisotropic coefficient during the uniaxial tension of the AA6061-O sheet is considered using the digital image correlation technique by the two marking methods of regular arrays of circles and irregular accidental pattern. The meshed samples of this alloy are cut in the three directions 0, 45, and 90 degrees with respect to the rolling direction, and stretched by an Instron test machine. During the test, the transverse and longitudinal strains are measured, and then, using these two parameters, the anisotropic parameters in different directions, as more as the planar and normal anisotropic coefficients, are computed. It is demonstrated that during the straining on the samples, the anisotropic parameters in the 0 and 45 directions show a decreasing trend, and in the 90 direction, it has a wavy manner. The results obtained indicate that after 10 percent elongation, the normal and planar anisotropies of the sheet decrease by 51% and 63%, respectively. Finally, the plastic-hardening behavior of the sheet in different stages of the tension is studied using the Hill’s quadratic yield criterion, and it appears that the yield surface grows totally as an anisotropic manner.