การพัฒนาวิธีการทดสอบการโก่งของโมดิฟายโยชิดะเพื่อสร้างเส้นขีดจำกัดการย่นของวัสดุอะลูมิเนียมผสมด้วยวิธีการจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์
คำสำคัญ:
โมดิฟายโยชิดะ, ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, เกณฑ์การครากแอนไอโซทรอปิกบทคัดย่อ
ในงานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาวิธีการทดสอบการโก่งตัวของโลหะแผ่นที่จะนำสู่การเสียหายด้วยการย่นโดยใช้วิธีการทดสอบการโก่งของโมดิฟายโยชิดะ วัสดุที่ใช้ทดสอบคือ อะลูมิเนียมผสมเกรด AA5052-H32 ความหนา 1 มิลลิเมตร ในทิศทางตามแนวรีดและขวางแนวรีด ในระหว่างการทดสอบการดึงชิ้นงานทั้งหมดได้ทำการวัดค่าความเครียดบนแผ่นชิ้นงานทดสอบด้วยระบบ Digital Image Correlation (DIC) ควบคู่ไปกับการจำลองด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ด้วยเกณฑ์การครากแอนไอโซทรอปิกของ Hill’48-R และสมการการทำให้แข็งด้วยความเครียดแบบสวิฟต์ เพื่อนำค่าความเครียดที่ได้ระบุตำแหน่งเริ่มเกิดการย่น (Wrinkling initiation) จากทฤษฏีการเบี่ยงเบนของเส้นทางความเครียดและนำจุดเบี่ยงเบนมาสร้างเส้นขีดกำจัดการย่น ผลลัพธ์ที่ได้พบว่า ทิศทางตามแนวรีดที่มีสัดส่วนความเครียดอยู่ที่ -0.5425 ทิศทางขวางแนวรีดมีสัดส่วนความเครียดอยู่ที่ -0.6848 ซึ่งเกณฑ์การครากแอนไอโซทรอปิกของ Hill’48-R สามารถประเมินความแตกต่างกันของพื้นที่การขึ้นรูปได้ก่อนที่จะเสียหายด้วยการย่นได้อย่างแม่นยำ
References
Banabic, D. (2010). Sheet Metal Forming Processes: Constitutive Modelling and Numerical Simulation. Springer Heidelberg Dordrecht London New York. Doi: 10.1007/978-3-540-88113-1
Bayraktar, E., Isac, N., & Arnold G. (2005). Buckling limit diagrams (BLDs) of interstitial free steels (IFS): Comparison of experimental and finite element analysis. Journal of Materials Processing Technology, 164, 1487-1494.
Kim, J.B., Yoon, J.W., & Yang, D. Y. (2000). Wrinkling initiation and growth in modified Yoshida buckling test: finite element analysis and experimental comparison. International journal of mechanical sciences, 42(9), 1683-1714.
Liewald, M., & Han, F. (2015, June). A new approach for determination of the wrinking limit curve (WLC) in deep drawing. In Proceeding of Forming Technology Forum (FTF2015), Zurich (Vol. 29, p. 30).
Won, C., Kim, H. G., Lee, S., Kim, D., Park, S., & Yoon, J. (2019). Wrinkling prediction for GPa-grade steels in sheet metal forming process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 102(9), 3849-3863.
Du, B., Xie, J., Li, H., Zhao, C., Zhang, X., & Yuan, X. (2020). Determining factors affecting sheet metal plastic wrinkling in response to nonuniform tension using wrinkling limit diagrams. Thin-Walled Structures, 147, 106535.
Hill, R. (1948). A theory of the yielding and plastic flow of anisotropic metals. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. Mathematical and Physical Sciences, 193(1033), 281-297.
Han, F., & Liewald, M. (2014). A new method to enhance the accuracy of the buckling test using modified Yoshida sample. In Advanced Materials Research, 1018, 199-206. Doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1018.199
Schleich, R., Albiez, C., Papaioanu, A. & Liewald, M. (2009). Investigation on simulation of buckling of aluminium sheet alloys. In 7th European LS-DYNA Conference.
Cheng, H.S., Cao, J., & Wang, H.P. (2006, January). Experimental and numerical analysis of the buckling and post-buckling phenomenon in the Yoshida test. In International Manufacturing Science and Engineering Conference, 47624, 249-256.
Narayanasamy, R., & Narayanan, C.S. (2008). Forming, fracture and wrinkling limit diagram for if steel sheets of different thickness. Materials & Design, 29(7), 1467-1475.
Li, H., Sun, H., Liu, H., & Liu, N. (2021). Loading conditions constrained wrinkling behaviors of thin-walled sheet/tube parts during metal forming. Journal of Materials Processing Technology, 296, 117199.
Du, B., Li, H., Xie, J., Song, P., Zhao, C., & Dong, G. (2021). Research on the establishment and influence mechanism of critical wrinkling limit diagram (WLD) of plate and shell forming under mold constraints. Journal of Manufacturing Processes,
, 1047-1058.
