ในกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์โลหะ เทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะมีบทบาทสำคัญ การแปรรูปโลหะแผ่นเป็นวิธีการขึ้นรูปโลหะทั่วไป ซึ่งครอบคลุมกระบวนการต่างๆ เช่น การขึ้นรูปโลหะลึกและการปั๊มโลหะ การขึ้นรูปโลหะเชิงลึกเป็นกระบวนการในการยืดแผ่นผ่านแม่พิมพ์ขึ้นรูปลึกเพื่อให้ได้รูปทรงที่ต้องการ ในขณะที่การปั๊มโลหะเป็นกระบวนการในการใช้แม่พิมพ์ปั๊มเพื่ออัดแรงดันแผ่นงานเพื่อให้ได้รูปทรงของผลิตภัณฑ์
แผ่นคอมโพสิตโลหะผสมผสานคุณสมบัติต่างๆ ของโลหะธาตุกลุ่มเข้าด้วยกัน และมีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดี แผ่นคอมโพสิตในการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการวาดลึก เนื่องจากขาดทฤษฎีและประสบการณ์ที่จะชี้แนะ จะต้องเผชิญกับปัญหาข้อบกพร่องในการขึ้นรูป เช่น การแตกชั้นเดียว การแตกทั้งชั้น ริ้วรอย และอื่นๆ การขึ้นรูปลึกของแผ่นคอมโพสิตได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย เช่น รัศมีเนื้อแม่พิมพ์เว้า ระยะห่างของแม่พิมพ์นูน-เว้า และความลึกของแม่พิมพ์
เส้นผ่านศูนย์กลาง การกวาดล้างแม่พิมพ์นูน-เว้า แรงจีบ ความเร็วในการวาดลึก ฯลฯ การเลือกพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมสามารถได้รับคุณภาพการขึ้นรูปที่ดีขึ้น ปรับปรุงอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ ปรับปรุงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขององค์กร
ปรับปรุงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจขององค์กร แผ่นคอมโพสิตเป็นวัสดุชนิดใหม่ซึ่งมีพารามิเตอร์กระบวนการวาดแบบลึกบน
ผลกระทบของพารามิเตอร์กระบวนการขึ้นรูปลึกต่อผลลัพธ์การขึ้นรูปยังไม่มีการศึกษามากนัก ในบทความนี้ เราตรวจสอบปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญเป็นหลักในการจำลองเชิงตัวเลขของการขึ้นรูปลึกของแผ่นคอมโพสิตสามชั้นสแตนเลส/อลูมิเนียม/เหล็กไม่เหนี่ยวนำ และใช้หม้อขนาด Φ14 ซม.×9 ซม. เป็นวัตถุเพื่อศึกษาผลกระทบของรัศมีแม่พิมพ์เว้า ระยะห่างของแม่พิมพ์นูน-เว้า แรงย้ำ ความเร็วในการดึงลึกบนอัตราการทำให้ผอมบางสูงสุดของแผ่นคอมโพสิต
เพื่อศึกษาอิทธิพลของรัศมีแม่พิมพ์ การกวาดล้างแม่พิมพ์ แรงกด และความเร็วการขึ้นรูปลึกต่ออัตราการทำให้ผอมบางสูงสุดของแผ่นคอมโพสิต และเพื่อปรับพารามิเตอร์กระบวนการทั้ง 4 เหล่านี้ให้เหมาะสมโดยการทดสอบมุมฉาก ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการผลิตจริงของโรงงาน1 เทคโนโลยีหลักในการจำลองเชิงตัวเลขของการขึ้นรูปลึกของแผ่นคอมโพสิต
1.1 การประมวลผลการเชื่อมต่อชั้นแผ่นคอมโพสิตกับชั้น
วัสดุแผ่นคอมโพสิตสามชั้นที่ศึกษาและความหนาของทั้งสามชั้นคือ: สแตนเลส 430 (0.6 มม.) + อลูมิเนียม 1050 (1.8 มม.) + สแตนเลส 304 (0.4 มม.) ความหนารวม 2.8 มม. สแตนเลส 430 มีค่าการนำแม่เหล็กเป็นชั้นนอกของชิ้นส่วน ซึ่งสามารถใช้สำหรับทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ สแตนเลส 430 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี เป็นชั้นในของชิ้นส่วน อลูมิเนียมชั้นแกน 1,050 มีค่าการนำความร้อนที่ดี ในการจำลองเชิงตัวเลขของแผ่นคอมโพสิต การเชื่อมต่อระหว่างชั้นของแผ่นคอมโพสิตและชั้นต่างๆ เป็นกุญแจสำคัญในการจำลองเชิงตัวเลข ใน Abaqus/CAE มีโมดูลการสร้างแบบจำลองและการออกแบบแผ่นคอมโพสิตพิเศษ Composites Layup สำหรับแต่ละชั้น คุณสามารถเลือกพื้นที่การใช้งานชั้น การใช้วัสดุ มุม ความหนา ฯลฯ; โมดูลหลังการประมวลผล คุณสามารถแสดงแต่ละชั้นในทิศทางความหนาของความเค้น การกระจัด ฯลฯ ไดอะแกรมคลาวด์ แต่ยังแสดงทิศทางความหนาของแผ่นคอมโพสิตของเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงตัวแปร [10] ดังนั้นการใช้การเชื่อมต่อชั้น Layup จึงเป็นกุญแจสำคัญในการจำลองเชิงตัวเลข ดังนั้นจึงใช้วิธีการเชื่อมต่อเลย์อัพเพื่อจัดการกับสเตนเลส/อะลูมิเนียม/สเตนเลส
การเชื่อมต่อของแผ่นคอมโพสิตสามชั้น ในการตั้งค่า เลเยอร์ของเชลล์ยูนิตจะถูกสร้างขึ้นก่อน จากนั้นจึงใช้โมดูล Layup เพื่อกำหนดจำนวนเลเยอร์ที่ต้องการ และกำหนดคุณสมบัติของวัสดุให้กับแต่ละเลเยอร์
1.2 การเปรียบเทียบวิธีการสร้างแบบจำลองสำหรับแผ่นคอมโพสิต
จากมุมมองที่มองเห็นด้วยตาเปล่า แผ่นคอมโพสิตสามารถถือได้โดยรวม และจากมุมมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ ก็ถือได้ว่าเป็นการซ้อนทับของชั้นที่มีคุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกัน
จากมุมมองที่มองเห็นด้วยตาเปล่า สามารถมองแผ่นคอมโพสิตโดยรวมได้ และจากมุมมองด้วยกล้องจุลทรรศน์ ก็ถือได้ว่าเป็นการซ้อนทับของชั้นที่มีคุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกัน
แบบหนึ่งคือทั้งรุ่น และอีกแบบคือแบบแผ่นคอมโพสิต แบบจำลองโดยรวมคือแผ่นคอมโพสิตสามชั้นเทียบเท่ากับวัสดุวัสดุเดียวกัน การสร้างแบบจำลองเป็นแผ่นชั้นเดียว และให้พารามิเตอร์คุณสมบัติทางกลโดยรวม ในแบบจำลองแผ่นคอมโพสิต จะมีการสร้างหน่วยเปลือกชั้นเดียวขึ้น และจากนั้นในแบบจำลองวัสดุ จะมีการสร้างหน่วยเปลือกชั้นเดียวขึ้น
บล็อก พารามิเตอร์คุณสมบัติของวัสดุของแต่ละโครงสร้างเลเยอร์จะถูกป้อนตามลำดับตามลำดับของเลย์อัพ สองวิธีข้างต้นเป็นการจำลองและจำลองเชิงตัวเลข และผลการจำลองจะถูกเปรียบเทียบกับความหนาเป็นดัชนีการประเมิน และความแม่นยำของทั้งสองแบบจำลองจะถูกตัดสินตามผลการทดลอง
3 การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการขึ้นรูปและการขึ้นรูปลึก วัตถุประสงค์ของการศึกษา
นั่นคือ พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดของหม้อ Φ14 ซม.×9 ซม. 3.1 การกำหนดรูปแบบการทดลองมุมฉาก การทดลองมุมฉากใช้พารามิเตอร์กระบวนการสี่ตัวเป็นตัวแปรการปรับให้เหมาะสม กล่าวคือ ความเร็วในการประทับ แรงย้ำ รัศมีของรัศมีแม่พิมพ์เว้าและเว้า และช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์นูนและเว้า และใช้อัตราการลดลงสูงสุดเป็นเป้าหมายการปรับให้เหมาะสม การจำลองและการวิเคราะห์เชิงตัวเลขดำเนินการโดยใช้ปัจจัยสี่ประการและสี่ระดับ และระดับของแต่ละปัจจัยจะถูกกำหนดตามผลลัพธ์ของการจำลองและการวิเคราะห์ปัจจัยเดียว: รัศมีแม่พิมพ์เว้า r: 12, 15, 18, 21 มม.; ระยะห่างของแม่พิมพ์เว้า/เว้า Z: 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 มม.; แรงจีบ F: 50, 83, 116, 149 kN; และความเร็วในการวาดลึก v: 10, 20, 30, 40 มม./วินาที 3.2 ผลการทดลองมุมฉากและการวิเคราะห์ปัจจัย 4 ประการและผลการทดลองมุมฉาก 16 กลุ่มที่มีอัตราการทำให้ผอมบางสูงสุด 4 ระดับ 3.2.1 การวิเคราะห์ความแปรปรวน เนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยหลายประการ ข้อมูลการศึกษาจึงมีอยู่ในความผันผวนของความผันผวน สาเหตุของความผันผวนอาจเป็นปัจจัยสุ่มที่ไม่สามารถควบคุมได้ หรือการศึกษาการกำหนดผลลัพธ์ของการก่อตัวของความผันผวนอาจไม่สามารถควบคุมได้
ปัจจัยควบคุมที่กำหนดในการศึกษาซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อผลลัพธ์ [11] เพื่อตรวจสอบว่าผลลัพธ์ก่อนหน้านี้เกิดจากข้อผิดพลาดแบบสุ่มหรือความแปรผันของพารามิเตอร์การขึ้นรูป และพารามิเตอร์ใดที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์การขึ้นรูป ขณะนี้ผลลัพธ์ของการทดสอบมุมฉากจะต้องได้รับการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) ตาราง ANOVA สำหรับอัตราการทำให้ผอมบางสูงสุดจะแสดงในตารางที่ 4 เมื่อเปรียบเทียบค่าเฉลี่ยกำลังสองของ MS และกำลังสองเฉลี่ยของข้อผิดพลาด e ในตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่าค่าเฉลี่ยกำลังสองของ MS ของแต่ละปัจจัยมากกว่าค่ากำลังสองเฉลี่ยของข้อผิดพลาด e ซึ่งบ่งชี้ว่าความแตกต่างในข้อมูลการทดสอบมุมฉากส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของปัจจัย และการเปรียบเทียบค่า F กับค่าวิกฤตของ F หากค่า F มากกว่าค่าวิกฤติ แสดงว่าปัจจัยนั้นมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์การขึ้นรูป มิฉะนั้น ก็ไม่มีนัยสำคัญต่อผลลัพธ์การขึ้นรูป ผลกระทบของรัศมีเนื้อแม่พิมพ์เว้าและแรงย้ำต่ออัตราการทำให้ผอมบางสูงสุดมีความสำคัญมาก นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบค่า F ที่สอดคล้องกันของพารามิเตอร์กระบวนการแต่ละตัว จะเห็นได้ว่าลำดับของอิทธิพลของพารามิเตอร์กระบวนการแต่ละตัวต่ออัตราการทำให้ผอมบางสูงสุดเป็นดังนี้: รัศมีแม่พิมพ์เว้า > แรงย้ำ > ระยะห่างของแม่พิมพ์นูน-เว้า > ความเร็วในการดึงลึก