مطالعه اثر هندسه ابزار بر استحکام کششی اتصال سرد و بهینه سازی ابزار به روش طراحی آزمایش متعامد

اتصال سرد ورق فلزی، روشی مبتنی بر شکل دهی برای همبندی قطعات ورقی است. برای اطمینان از یک اتصال با استحکام کافی لازم است ابزار شکل دهی به صورت بهینه طراحی شود. این مقاله به مطالعه عددی و تجربی فرآیند اتصال سرد ورق های فولادی با ضخامت ناهمسان با قالب ثابت به منظور بهینه سازی پارامترهای هندسی ابزار اتصال سرد می پردازد. در این مطالعه با استفاده از روش طراحی آزمایش متعامد (OED) و تحلیل المان محدود در نرم افزار آباکوس، شعاع سنبه RP، عمق حفره قالب Pm، عرض شیار کف قالب Lm و زاویه کف سنبه PBA، به عنوان پارامترهای ورودی مهم طراحی ابزار برای رسیدن به بیشترین استحکام کششی F اتصال سرد، به عنوان متغیر هدف، بهینه سازی شد. ورق های بالایی و پایینی به کار رفته در این تحقیق به ترتیب، به ضخامت 1/5 و mm2 از جنس فولاد گالوانیزه DX51D است که براساس استاندارد EN10346/00 توسط شرکت فولاد مبارکه تولید می شود. پس از اجرای رایانه ای آزمایش های طراحی شده با OED، مقادیر mm2/6=RP، mm1/4=Pm، mm1/2=Lm، °1=PBA و N2319=F به عنوان مقادیر بهینه به دست آمد. پس از بهینه سازی هندسه ابزار براساس نتایج آزمایش های المان محدود، طراحی و ساخت ابزار اتصال سرد انجام گرفت. ارزیابی و مقایسه نتایج شبیه سازی اتصال سرد برای طراحی ابزار بهینه، با نتایج تجربی به دست آمده برای هندسه اتصال و استحکام کششی آن انطباق بسیار نزدیکی را نشان داد.