Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Về Việc Đo Lường và Dự Đo Sự Di Chuyển Ra Ngoài Phẳng Xung Quanh Các Lỗ Mở Rộng Lạnh
Tóm tắt
Các phép đo thực nghiệm về sự di chuyển ra ngoài phẳng xung quanh các lỗ mở rộng lạnh trong hợp kim nhôm 6082-T6 đã được thực hiện bằng cách sử dụng máy quét quang 3D với kỹ thuật chiếu ánh sáng mã hóa trong ánh sáng trắng. Các hồ sơ bề mặt đo được đã cho thấy sự không liên tục về độ dày dọc theo rìa lỗ do ảnh hưởng của sự tách rời ở ống bọc. Một giải pháp phân tích – số cho sự di chuyển ra ngoài phẳng được trình bày dựa trên các mô hình phân tích hiện có. Do đó, các kết quả do mô hình phân tích cung cấp sau đó đã được so sánh với dữ liệu thực nghiệm và với một mô hình phần tử hữu hạn (FE) mô phỏng quá trình mở rộng lạnh. Vị trí của ranh giới đàn hồi – nhựa được ước lượng là điểm tại đó không có sự thay đổi về độ dày được quan sát; một sự phù hợp tốt đã được tìm thấy trong so sánh các kết quả đo được, mô hình FE và kết quả phân tích. Các hồ sơ bề mặt đo được đã phù hợp với những gì được dự đoán bởi mô hình FE và giải pháp phân tích. Phương pháp thực nghiệm được đề xuất có thể được sử dụng cùng với phân tích FE để dự đoán các ứng suất dư theo hướng kính và hướng vòng quanh trong lỗ mở rộng lạnh. Nó khá linh hoạt và cũng có thể được sử dụng như một kỹ thuật kiểm soát chất lượng trong các quy trình sản xuất lỗ mở rộng lạnh.
Từ khóa
#lỗ mở rộng lạnh #đo lường sự di chuyển #hợp kim nhôm #phân tích phần tử hữu hạn #ứng suất dưTài liệu tham khảo
FTI Process Specification 8101D (1994) Cold expansion of holes using the standard split sleeve system and countersink cold expansion. Fatigue Technology Inc. (www.fatiguetech.com)
Stefanescu D, Edwards L, Fitzpatrick ME (2002) X-ray diffraction measurement of residual stresses surrounding a cold expanded hole. Mater Sci Forum 404–407:185–190
Nadai A (1943) Theory of the expanding of boiler and condenser tube joints through rolling. Trans ASME 65:865–880
Guo W (1993) Elastic–plastic analysis of a finite sheet with a cold-worked hole. Eng Fract Mech 46:465–472
Hsu YC, Forman RG (1975) Elastic–plastic analysis of an infinite sheet having a circular hole under pressure. J Appl Mech 42:347–352
Rich DL, Impellizzeri LF (1977) Fatigue analysis of cold-worked and interference fit fastener holes, cyclic stress–strain and plastic deformation aspects of fatigue crack growth. ASTM STP 637:153–175
Ball DL (1995) Elastic–plastic stress analysis of cold expanded fastener holes. Fat Frac Eng Mat Struct 18:47–63
Pasta S (2007) Fatigue crack propagation from a cold-worked hole. Eng Fract Mech 74:1525–1538
Pavier MJ, Poussard GC, Smith DJ (1985) A finite element simulation of the cold-expansion process for fastener holes. J Strain Anal 32(4):287–300
Pavier MJ, Poussard GC, Smith DJ (1998) Finite element modeling of the interaction of residual stress with mechanical load for a crack emanating from a cold worked fastener hole. J Strain Anal 33(4):275–289
de Matos PFP, Moreira PMGP, Camanho PP, de Castro PMST (2005) Numerical simulation of cold working of rivet holes. Finite Elem Anal Des 41:989–1007
Nigrelli V, Pasta S (2008) Finite-element simulation of residual stress induced by split-sleeve cold-expansion process of holes. J Mat Proc Tech 205:290–296
Ozdemir AT, Edwards L (1996) Measurements of the three-dimensional residual stress distribution around split-sleeve cold-expanded holes. J Strain Anal 31(6):413–421
Zhang Y, Fitzpatrick ME, Edwards L (2002) Measurement of the residual stresses around a cold expanded hole in an EN8 steel plate using the contour method. Mat Sci For 404–407:527–534
Prime MB, Sebring RJ, Edwards JM, Hughes DJ, Webster PJ (2004) Laser surface-contouring and spline data-smoothing for residual stress measurement. Exp Mech 44(2):176–184
Priest M, Poussard CG, Pavier MJ, Smith DJ (1995) An assessment of residual-stress measurements around cold-worked holes. Exp Mech 35(4):361–366
Pina JCP, Dias AM, de Matos PFP, Moreira PMGP, de Castro PMST (2005) Residual stress analysis near a cold expanded hole in a texture Alclad sheet using X-ray diffraction. Exp Mech 45(1):83–88
Stefanescu D, Steuwer A, Owen RA, Nadri B, Edwards L, Fitzpatrick ME, Withers PJ (2004) Elastic strains around cracked cold-expanded fastener holes measured using the synchrotron X-ray diffraction technique. J Strain Anal 39(5):459–469
Stefanescu D (2003) Experimental study of double cold expansion of holes. J Strain Analysis 38(4):339–347
Sanford RJ, Link RE (1989) Holographic measurement of the elastic–plastic boundary surrounding cold-expanded holes. J Strain Anal 24(2):103–106
Cirello A, Pasta S (2008) Displacement measurement through digital image correlation and digital speckle pattern interferometry techniques in cold-expanded holes. Strain. doi:10.1111/j.1475-1305.2008.00469.x
Poolsuk S, JrWN S (1978) Measurement of the elastic–plastic boundary around coldworked fastener holes. J App Mech Trans ASME 45(3):515–520
Mangasarian OL (1960) Stress in the plastic range around a normally loaded circular hole in an infinite sheet. J App Mech 27:65–74
Budiansky B (1959) A reassessment of deformation theories of plasticity. J App Mech 81:259–264
ASTM (2000) Standard test method for tensile strain-hardening exponents (n-values) of metallic sheet materials. ASTM E 646:607–613
COMET5 technical data. Steinbichler Optotechnik, Neubeuern. (http://www.steinbichler.de)
VDI/VDE 2634 Part 2: Optical 3D measuring systems—optical systems based on area scanning, VDI/VDE Society of Measuring and Automation Techniques, VDI/VDE guidelines, Düsseldorf, August, 2002
Rhinoceros practical guide. Rhinoceros®. (www.rhino3d.com)
Jeffrey Fluhrer. DEFORM™ 3D Version 5.03 Design environment for FORMing. Scientific Forming Technologies Corporation 2003
Bauschinger J (1881) Civilingenieur 27:289
Forcellese A, Fratini L, Gabrielli F, Micari F (1998) The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes. J Mater Process Technol 80–81:108–112