چروکیدگی نوعی از ناپایداری تحت فشار محسوب می¬شود که در موضوعات مربوط به کمانش بررسی می¬شود. وجود چروکیدگی در ورق نوعی عیب در قطعات شکل داده شده محسوب می¬شود که باعث رد شدن قطعات و تحمیل هزینه¬های هنگفت به تولید¬ کننده می¬شود. چروکیدگی می¬تواند برگشت¬پذیر (الاستیک) یا دائمی (پلاستیک) باشد. مورد اول بیشتر در طراحی سازه¬ها اهمیت پیدا می¬کند و به صورت گسترده در کتاب¬های پایداری سازه تحت عنوان کمانش الاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. اما چروکیدگی دائمی (کمانش پلاستیک ) به علت پیچیدگی روابط کمتر مورد توجه قرار گرفته است.از آنجایی که در شکل¬دادن ورق¬های فلزی با چروکیدگی دائمی رو به رو هستیم، در این نوشته سعی می¬شود، مروری بر تئوری¬ها و مدل¬های مربوط به این پدیده انجام شود.
کمانش پلاستیک از گذشته مورد توجه قرار گرفته و پیشرفت تدریجی در اصل موضوع به صورت آهسته اما پیوسته در جریان بوده است. ستون تحت بار فشاری محوری بیش از هر سازه دیگری مورد مطالعه قرار گرفته است و تاریخچه آن به خوبی شناخته شده است. نقطه عطف این تاریخچه مربوط به کار کنسیدره (1891) و وون کارمن (1910) می¬شود. آن¬ها باری را که در آن یک ستون ناپایدار می¬شود، به¬دست آوردند. در اواخر دهه 1940 و اوایل دهه 1950 آزمایش¬های گسترده ورق¬ها و تعدادی از پوسته¬ها انجام شد و راه حل¬هایی برای یافتن کمترین بار لازم برای کمانش پلاستیک ورق ارائه شد. روابط ساده اولیه که بر مبنای تئوری¬های ساده سیلان و پلاستیسیته ارائه شده بود بار لازم برای کمانش ورق را بیش از اندازه واقعی برآورد می¬کردند. هیل در سال¬های 1958 تا 1961 طی مقالاتی معیار عمومی دوشاخگی را با مبنای ریاضیاتی قوی برای جامد¬های الاستیک-پلاستیک ارائه کرد. فرمول¬بندی او نه تنها برای دو شاخه شدن تحت بارگذاری فشاری بلکه برای مسائلی که کمتر به طور جامع به آن¬ها پرداخته شده (مثل گردنی شدن که می¬تواند به عنوان دو شاخه شدن در کشش در نظر گرفته شود) کاربرد دارد ]1[. در سال 1974 هاچینسون معیار عمومی دو شاخگی هیل را به طور خاص برای ورق¬ها و پوسته¬ها ارائه کرد. یکی از اولین کار¬هایی که بر مبنای این معیار انجام شد، مطالعه بر روی چروکیدگی فلنج در آزمایش سوئیفت بود. به تدریج تحقیقات متعددی بر مبنای این معیار و با کمک تئوری¬های سیلان و تغییر فرم متعدد نظیر معیار درجه دو و غیر درجه دو هیل و تئوری سیلان J2 انجام شد و تنش¬های بحرانی تنها بر حسب خواص ماده و هندسه قطعه به¬دست آمد. به وسیله این روش نمودارهای حد چروکیدگی بر اساس محور¬های تنش اصلی شبیه به نمودارهای حد کشش (که پیدایش گردنی شدن را بیان می¬کنند) به¬دست آمد. با گسترش این معیار به تدریج الگوریتم مربوطه در نرم افزارهای المان محدود نظیر Dyna3d و Abaqus وارد شد ]2[.
از سوی دیگر معیارهای جدیدی مثل معیار انرژی ونگ ]3[ و معیار تقلیل¬گرای پویا ]4[ و چندین مدل دیگر از سوی محققین مختلف ارائه شد. این معیارها معمولاً برای هندسه¬های ساده و دارای تقارن کاربرد دارد و هنوز جامعیت تئوری دوشاخگی را پیدا نکرده اند. به همین دلیل مورد توجه زیادی قرار نگرفته اند.
به همراه پیشرفت نظری معیارهای چروکیدگی آزمایش¬های متعددی نظیر آزمایش کمانش یوشیدا و کشش عمیق فنجان مخروطی و دیگر آزمایش¬ها ابداع شد تا شرایط مختلف تاثیر گذار بر چروکیدگی، همانند ویژگی¬های ماده، شرایط مرزی و غیره بررسی شود. در تحقیقات همراه با شبیه سازی سعی می¬شود تا نتایج حاصل از شبیه سازی توسط یکی از این آزمایش¬ها تایید شود.
در فصل 2 این نوشته بار بحرانی کمانش پلاستیک بر مبنای نظریه الاستیکی ارائه می¬شود. به دنبال آن در فصل 3 تئوری دوشاخه شدن بررسی می¬شود. روش انرژی و روش تقلیل¬گرای پویا در فصل 4 و 5 معرفی می¬شوند و فصل پایانی نیز به مرور انواع آزمون¬های چروکیدگی اختصاص یافته است.
1. مقدمه 1
2. تئوری تغییر شکل جزئی صفحات نازک 4
2-1. معادلات دیفرانسیل کمانش صفحه 6
2-1-1. تعادل نیروهای واقع در صفحه 7
2-1-2. تعادل ممانهای خمشی، کوپل¬های پیچشی و نیروهای برشی 9
2-2. محاسبه بار بحرانی صفحه تحت اثر بار فشاری تک محوری 16
2-3. کمانش پلاستیک صفحات 18
3. تئوری دوشاخه شدن 20
3-1. مفهوم دوشاخگی و نقطه دوتایی شدن 20
3-2. کرنش های نموی 22
3-3. روابط اساسی برای جامدهای الاستیک-پلاستیک 24
3-4. گشتاورهای تنش و برایندهای تنش نموی 30
3-5. معیار دوشاخگی در تعیین تنش¬های بحرانی چروکیدگی 32
3-6. جابجایی نموی برای چروکیدگی 33
4. معیار انرژی 38
5. روش تقلیل¬گرای پویا 42
5-1. شناسایی نقطه دوشاخه¬ای شدن 42
5-2. شرح روش D.R. و الگوریتم حل مسئله 43
6. آزمون¬های چروکیدگی 50
6-1. آزمون کمانش یوشیدا 51
6-2. آزمون چروکیدگی فنجان مخروطی 52
6-3. آزمون نوار گوه شکل 55
منابع و مراجع 59
شامل 63 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه بررسی چروکیدگی در فرایند کشش ورق های فلزی
