Experimental and numerical studies of the effects of forming speed on the formability of tailor welded blanks (TWB)
Experimental and numerical studies of the effects of forming speed on the formability of tailor welded blanks (TWB)
Experimental and numerical studies of the effects of forming speed on the formability of tailor welded blanks (TWB)
نوع: Type: thesis
مقطع: Segment: PHD
عنوان: Title: Experimental and numerical studies of the effects of forming speed on the formability of tailor welded blanks (TWB)
ارائه دهنده: Provider: Ahmad Amini
اساتید راهنما: Supervisors: Dr Ali Alavi Nia
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: Dr Hassan Moslemi Naeini, Dr Heshmatollah Haghighat, Dr Faramarz Fereshteh-Saniee
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 9/11/2023
مکان ارائه: Place of presentation: Amphitheater of the Faculty of Engineering
چکیده: Abstract: In recent years, the use of tailor-welded blank (TWB) in the automotive and aerospace industries is increasing due to its advantages, such as improving local strength, reducing weight, saving production costs, reducing fuel consumption, and polluting the environment. Many studies have been done to investigate the effects of various parameters on the formability of TWB at quasi-static conditions. But, despite the widespread use of TWBs in the construction of various parts of the car body and the need for forming them at different speeds, the forming speed effect as an influential factor in the forming processes of TWB consisting of steel sheets has not been considered. So, this study was conducted to investigate the effect of forming speed on the formability of TWB and its constituent sheets. For this aim, a fiber laser was used for welding TWB composed of St14 steel sheets with thicknesses of 0.7 and 1 mm. The weld zone was examined using metallographic and microhardness experiments. Uniaxial tensile tests were performed at five strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, 1, and 10 s-1 at the room temperature to investigate the tensile properties of base metals and TWB. A forming die with a hemispherical punch was designed and manufactured to experimentally investigate the formability. Formability tests were performed to construct forming limit curves (FLC) for quasi-static and impact forming conditions. Finite element simulation was used to create the numerical FLC. In the simulation, the material anisotropy was considered. Moreover, the material model was defined in the simulation considering the strain rate effect by the VUHARD subroutine. The results showed that the presence of bainitic microstructure in the weld zone has increased the microhardness twice compared with the base metals. In the tensile tests, with the increase of the strain rate from 0.001 s-1 to 10.00 s-1, the yield strength (YS) of 0.7 mm base metal, 1 mm base metal, and TWB was increased 86.4%, 78.3%, and 81.3%, respectively. In this range of strain rates, the increase of ultimate tensile strength (UTS) of 0.7 mm base metal, 1 mm base metal, and TWB was 20.9%, 22.8%, and 22.9%, respectively. Additionally, at all the strain rates, the YS and UTS of TWB were higher than base metals and close to the thin sheet of TWB. As the strain rate raised, the total elongation (TE) of the TWB decreased. However, the TE of the base metals first had a downward trend with the increase of the strain rate up to 0.1 s-1 and then had an upward trend with the further enhancement of the strain rate. Furthermore, the post-uniform elongation (PUE) of the base metals and TWB increased with enhancing the strain rate. With the increase of the strain rate up to 10 s-1, some important strain-hardening indicators, including the uniform elongation (UE), the ratio of UTS to YS, and strain-hardening exponent (n), for 0.7 mm base metal, decreased by 33%, 35.2%, and 35.5% and for 1 mm base metal, these reductions were 33.6%, 31.1%, and 31.1%, respectively. In addition, the tensile behavior of base metals was predicted with a good accuracy using a material model for different strain rates. The indexes of limit thickness ratio (LTR) and difference of ratios (DR) were used to analyze the plastic deformation of thick and thin sheets of the TWB at various strain rates. As the strain rate increased, LTR and DR reduced. This event indicated the reduction of the plastic deformation of the thick part of TWB and, as a result, the decrease of UE of TWB when the strain rate increased. Furthermore, these results were consistent with the experimental findings. In the quasi-static forming of base metals, the fracture was away from the dome center. But, in impact forming, the fracture occurred near the center of the dome. However, in most deformed TWB samples at both forming speeds, strain concentration, and failure happened near the dome center on the thin sheet. The forming limit curve (FLC) of impact forming of the base metals was shifted downwards and towards more positive values of minor strain compared with quasi-static forming. The FLC of TWB in impact forming was lower in comparison with the FLC of quasi-static forming, especially on the left side of the forming limit diagram (FLD). Forming limit in plane strain state (FLC0) in impact forming of base metals and TWB was lower than quasi-static forming. The dome height of the base metals and TWB in impact forming was lower in comparison with quasi-static forming. These findings show the reduction of formability in impact forming at the intermediate strain rate. The simulation results implied that in the impact forming compared to quasi-static forming of base metals, the maximum major strain and thickness variation were situated in the smaller portion of the samples. The simulation of both forming speeds of TWB showed that the peak of major strain and the maximum thickness reduction took place in the thin sheet of TWB near the connection line of thin and thick sheets. Moreover, the plastic strain and thickness reduction of the TWB thin sheet occurred in a smaller area of the impact forming compared to the quasi-static forming. Overall, the simulation results, including fracture position, strain distribution, and FLC in both forming processes, were in good agreement with the experimental findings
به اطلاع متقاضیان دکترای سال تحصیلی 1404-1403 رشته های مهندسی (مکانیک - کامپیوتر - برق - مواد - عمران - صنایع) دانشگاه بوعلی سینا می رساند، فهرست اساتید پذیرنده دانشکده مهندسی...
به اطلاع می رساند یک شرکت دانش بنیان در اصفهان نیازمند خدمات تحقیقاتی دانش آموختگان رشته های مواد و شیمی بوده و استخدام می کند. علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر و هماهنگی با شماره 03133879868 در...
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...