پدیده بازگشت فنری: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
جز ربات:مرتب‌سازی عنوان‌ها+املا+مرتب+تمیز+ |
||
خط ۱:
مهمترین محدودیت در شکل‌دهی مطلوب ورق‌های فلزی، پدیده بازیابی [[کشسان]] در طول باربرداری است که منجر به بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی می‌گردد؛ بنابراین پیش‌بینی بازگشت فنری و انحنای دیواره جانبی برای تولید محصولات دقیق ضروری است.
بازگشت فنری یک فاکتور کلیدی می‌باشد که می‌تواند در کیفیت قطعات کشیده شده با روش [[کشش عمیق]] یا [[خمکاری]] نقش مهمی را ایفا کند. بنابر این برای بهینه کردن فرایند تولید و بالا بردن دقت ابعادی قطعات تولید شده، لازم است عوامل مؤثر در این پدیده شناخته شوند و فرایند کشش عمیق تحت کنترل کامل تولیدکننده در آید.
سطر ۵ ⟵ ۴:
[[پرونده:Springback.jpg|بندانگشتی|پدیده بازگشت فنری در [[خمکاری]] ورق]]
{{پایان چپ‌چین}}
[[پرونده:1-eliminatings.jpg|بندانگشتی|پدیده بازگشت فنری در
== علت ایجاد بازگشت فنری ==
مواد در دو مرحله تغییر شکل می‌دهند:{{سخ}}[[پرونده:Bending-basics-the-hows-and-whys-of-springback-and-springforward-1.jpg|بندانگشتی|عدم توزیع یکنواخت تنش بر اثر ایجاد بار خمشی]]
1. [[تغییرشکل الاستیک]] (کشسان){{سخ}}
هنگامی که بسیاری از مواد چکش‌خوار کشیده شوند از خود خاصیت کشسانی نشان می‌دهند. بدین معنا که متناسب با افزایش بار ماده کشیده می‌شود و اگر ماده رها شود، به شکل اولیه خود بازمی‌گردد.
هنگامی که بار وارده از حد معینی (تنش تسلیم) گذشت، آنگاه ماده با سرعت بیشتری تغییر شکل می‌دهد و بخشی از تغییر شکل نیز پس از برداشتن بار باقی می‌ماند. بدین بخش از تغییر شکل، تغییر شکل موم‌سان یا تغییر شکل پلاستیک گفته می‌شود.
▲ هنگامی که بسیاری از مواد چکش‌خوار کشیده شوند از خود خاصیت کشسانی نشان می‌دهند. بدین معنا که متناسب با افزایش بار ماده کشیده می‌شود و اگر ماده رها شود، به شکل اولیه خود بازمی‌گردد.<br>
در حین بارگذاری بر روی ورق تغییر شکل ورق ابتدا الاستیک بوده و سپس با غلبه بر [[تنش تسلیم]] تغییر شکل به صورت پلاستیک ادامه پیدا می‌کند. همواره پس از بار برداری میزان تغییر شکل الاستیک ایجاد شده باز می گردد و همانطور که در شکل مشخص است به علت عدم توزیع یکنواخت تنش (در ناحیه بیرونی تنش کششی و در ناحیه داخلی کشش فشاری است)، این بازگشت به طور متقارن صورت
{{سخ}}▼
▲ هنگامی که بار وارده از حد معینی (تنش تسلیم) گذشت، آنگاه ماده با سرعت بیشتری تغییر شکل می‌دهد و بخشی از تغییر شکل نیز پس از برداشتن بار باقی می‌ماند. بدین بخش از تغییر شکل، تغییر شکل موم‌سان یا تغییر شکل پلاستیک گفته می‌شود. <br>
لازم به ذکر است گرچه فلزات آنیل‌شده استحکام کششی و فشاری تقریباً یکسانی دارند، ولی اگر آن‌ها را تحت تغییر شکل پلاستیک با اعمال نیروی کششی یا فشاری قرار دهیم، به دلیل کار سختی، در جهت نیروی اعمالی استحکام‌شان افزایش یافته و در جهت عکس نیرو استحکام‌شان کاهش می‌یابد که اثر باوشینگر نامیده می شود. البته این اثر تنها به کاهش تسلیم محدود نبوده و تمام منحنی تنش-کرنش را تحت تاثیر قرار می‌دهد.▼
▲در حین بارگذاری بر روی ورق تغییر شکل ورق ابتدا الاستیک بوده و سپس با غلبه بر [[تنش تسلیم]] تغییر شکل به صورت پلاستیک ادامه پیدا می‌کند. همواره پس از بار برداری میزان تغییر شکل الاستیک ایجاد شده باز می گردد و همانطور که در شکل مشخص است به علت عدم توزیع یکنواخت تنش (در ناحیه بیرونی تنش کششی و در ناحیه داخلی کشش فشاری است)، این بازگشت به طور متقارن صورت نمی گیرد و از میزان تغییر شکل ایجاد شده کاسته می شود.<br>
دلیل اصلی [[اثر باوشینگر]] ماهیت ناهمگن تغییر شکل پلاستیک است که باعث ایجاد تنش پسماند در ریزساختار و انباشتگی نابجایی‌ها می‌شود. همچنین مقاومت نابجایی‌های متحرک ایجادشده در
گرچه این اثر بر
▲لازم به ذکر است گرچه فلزات آنیل‌شده استحکام کششی و فشاری تقریباً یکسانی دارند، ولی اگر آن‌ها را تحت تغییر شکل پلاستیک با اعمال نیروی کششی یا فشاری قرار دهیم، به دلیل کار سختی، در جهت نیروی اعمالی استحکام‌شان افزایش یافته و در جهت عکس نیرو استحکام‌شان کاهش می‌یابد که اثر باوشینگر نامیده می شود. البته این اثر تنها به کاهش تسلیم محدود نبوده و تمام منحنی تنش-کرنش را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
▲دلیل اصلی [[اثر باوشینگر]] ماهیت ناهمگن تغییر شکل پلاستیک است که باعث ایجاد تنش پسماند در ریزساختار و انباشتگی نابجایی‌ها می‌شود. همچنین مقاومت نابجایی‌های متحرک ایجادشده در فرآیند تغییر شکل پلاستیک در برابر لغزش در جهت‌های مختلف بلوری متفاوت است. در مواد چندبلوری که مرزدانه‌ها مانعی در برابر لغزش محسوب می‌شود، این اثر محسوس‌تر است.
▲گرچه این اثر بر فرآیند تغییر شکل اثر گذار است اما در محاسباتی که در ادامه می آید از اثر آن صرفنظر شده و فرض می گردد ماده مورددر باربرداری در همان مسیری که تحت بارگذاری بوده است باز می گردد.
== محاسبه مقدار بازگشت فنری ==
یک کمیت برای مشخص کردن میزان بازگشت فنری، فاکتور بازگشت فنری(K<sub>s</sub>) است. از آنجا که طول محور خنثی در ناحیه خم قبل از بازگشت با هم برابر است، می‌توان نوشت:
[[پرونده:Spring111.png|بندانگشتی|نمونه‌ای از بازگشت فنری یک ورق را بعد از پایان عملیات خمکاری نشان می‌دهد. این پدیده باعث تغییر زاویه و شعاع خمکاری می‌شود .]]{{سخ}}
▲{{سخ}}
{{چپ‌چین}}
<math>(R_{i}+\frac{T}{2})\alpha_{i}=(R_{f}+\frac{T}{2})\alpha_{f}</math>
سطر ۳۵ ⟵ ۳۱:
<math>\textstyle K_s=\cfrac{\alpha_f}{\alpha_i} =\cfrac{\cfrac{2R_i}{T}+1}{\cfrac{2R_f}{T}+1}</math>
{{پایان چپ‌چین}}
که در آن R<sub>i</sub> و R<sub>f</sub> به ترتیب شعاع خم اولیه و نهایی می‌باشند و T ضخامت ورق است. با توجه به رابطه اخیر، فاکتور بازگشت فنریK<sub>s</sub> فقط به نسبت <math>\frac{R}{T}</math>
با داشتن فاکتور بازگشت فنری، درصد بازگشت فنری به صورت زیر محاسبه می‌شود:
سطر ۵۱ ⟵ ۴۷:
که در آن Y تنش تسلیم ماده می‌باشد که با معیار% ۰٫۲ به دست آمده‌است.
== عوامل موثر بر میزان بازگشت فنری ==
طبق روابط به دست آمده عوامل موثر روی بازگشت فنری عبارتند از:<br>▼
۱) جنس ورق: هر چقدر ورق تردتر باشد به دلیل اینکه پهنای منطقه الاستیک بیشتر است مقدار با زگشت فنری بیشتر می باشد.
۴) ضخامت ورق: هر چقدر ضخامت ورق بیشتر باشد برگشت فنری کمتر می باشد.{{سخ}}
▲۴) ضخامت ورق: هر چقدر ضخامت ورق بیشتر باشد برگشت فنری کمتر می باشد.<br>
== جبران اثر بازگشت فنری ==
روش‌های متعددی برای غلبه بر اثرات بازگشت فنری وحود دارند که عبارت اند از:
{{سخ}}
[[پرونده:Over bending.jpg|بندانگشتی|افزایش زاویه خم جهت جبران اثر بازگشت فنری]]
1- اضافه خم (Overbending): در این روش ورق به اندازهٔ بازگشت فنری محاسبه شده بیشتر از مقدار مطلوب خمیده می‌شود. در این صورت پس از بازگشت فنری، زاویه مطلوب بدست می‌آید.
{{سخ}}
[[پرونده:PressBrake 0808 .png|بندانگشتی|کف کوبی محل انحنای ورق]]
2- کف کوبی (Bottoming): به کوبیدن شدید فلز در ناحیه خم اطلاق می‌شود. با این عمل، تنش‌های فشاری به وجود آمده بین سنبه و قالب در محل خم هسته الاستیک ورق را دچار تغییر شکل پلاستیک موضعی می‌کند در نتیجه از بازگشت فنری جلوگیری می‌شود. کف کوبی سطوح تخت ورق بی فایده است، زیرا این سطوح تحت تنش قرار نمی‌گیرند و در به وجود آمدن بازکشت فنری بی تأثیر هستند. همچنین بازکوبی سطوح بزرگتر نیاز به پرسی با تناژ بالا دارد.
{{سخ}}
[[پرونده:Principle-of-stretch-forming.jpg|بندانگشتی|شکل دهی کششی : الف) شروع فرآیند ب) فشردن قالب شکل دهی باعث اتساع ورق و خمش آن می گردد.]]▼
3- شکل دهی کششی (Strech Forming): شکل دهی کششی یکی از تکنیک‌های خمکاری فلزات است که مقدار بیشتری از بازگشت فنری را حذف می‌کند. قرار دادن ورق در معرض تنش‌های کششی در حین خمکاری باعث یکنواخت کردن توزیع تنش در طول ضخامنت می‌شود. این روش برای برخی خم‌های پیچیده و زوایای خیلی تیز قابل اعمال نیست. در استفاده ارز این روش بایستی مقدار کشش کنترل شود تا از ترک خوردن ورق جلوگیری به عمل آید.<br><br>▼
▲[[پرونده:Principle-of-stretch-forming.jpg|بندانگشتی|شکل دهی کششی : الف) شروع
▲3- شکل دهی کششی (Strech Forming): شکل دهی کششی یکی از تکنیک‌های خمکاری فلزات است که مقدار بیشتری از بازگشت فنری را حذف می‌کند. قرار دادن ورق در معرض تنش‌های کششی در حین خمکاری باعث یکنواخت کردن توزیع تنش در طول ضخامنت می‌شود. این روش برای برخی خم‌های پیچیده و زوایای خیلی تیز قابل اعمال نیست. در استفاده ارز این روش بایستی مقدار کشش کنترل شود تا از ترک خوردن ورق جلوگیری به عمل آید.
{{سخ}}
== جستارهای وابسته ==
* [[خمکاری|خمکاری]]
* [[کشش عمیق|کشش ورق]]
* [[پلاستیسیته|شکل‌دهی]]
* [[پرس|قالب پرس]]
* [[پلاستیسیته|تغییر شکل پلاستیک]]
سطر ۱۲۳ ⟵ ۱۰۵:
{{پانویس}}
[[رده:شکل‌دهی فلزات]]▼
[[رده:ابزارهای فلزکاری]]
▲[[رده:شکل‌دهی فلزات]]
| |||