شکل دهی ورق های چند لایه فلزی به دلیل خواص منحصر به فرد و افزایش کاربرد آن ها در صنایع مختلف حایز اهمیت است. هدف از این رساله بررسی شکل پذیری کامپوزیت سه‌لایه برنج/فولاد/برنج با استفاده از نمودارهای حد شکل دهی توسعه یافته تحت فرایند کشش عمیق است. بدین منظور، ابتدا نمونه موردنظر با استفاده از روش اتصال سرد نوردی تولید و خواص مکانیکی و متالورژیکی آن با درنظر گرفتن اثر دمای آنیل به طور کامل بررسی گردید. مشاهده شد عملیات حرارتی پس از نورد به علت وقوع بازیابی و تبلور مجدد در لایه ها می تواند باعث تغییر در رفتار شکل پذیری کامپوزیت سه لایه برنج/فولاد/برنج شود. به طوری پس از آنیل در دمای 850 درجه سانتی گراد، مقدار استحکام کششی نهایی و ازدیاد طول به ترتیب 290 مگاپاسکال و 45.1% بدست آمد که نسبت به نمونه آنیل نشده 60% کاهش و 350% افزایش را نشان می دهد. سپس پارامترهایی نظیر ضخامت لایه برنج، دمای آنیل حین نورد، دمای پیش گرم و دمای آنیل پس از نورد جهت بررسی و بهینه سازی پاسخ ناهمسانگردی با استفاده از طراحی آزمایش مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه از نمودارهای حد شکل دهی توسعه‌یافته جهت پیش بینی بهتر رفتار شکل پذیری ورق سه لایه استفاده شد. در این راستا، فرایند کشش عمیق یک محصول خاص توسط نرم افزار المان محدود شبیه‌سازی و به منظور صحت سنجی نتایج بدست آمده ، قالب موردنیاز برای تولید محصول طراحی و ساخته شد. مشخص شد از بین نمودارهای حد شکل دهی توسعه یافته، نمودار کرنش پلاستیک موثر قطبی به دلیل ماهیت ذاتی آن که با کرنش به صورت مستقیم در ارتباط است، نتایج قابل قبول تری ارایه می دهد و می توان از آن در پیش بینی وقوع پارگی تحت فرایند کشش عمیق استفاده کرد. همچنین نمودارهای حد تنش شکل دهی و حد تنش شکل دهی توسعه یافته گرچه توانستند حد پارگی را به درستی پیش بینی کنند، با این وجود به علت دلایلی نظیر پراکندگی بالای تنش و همچنین مشکلات مربوط به اندازه گیری آن در حین فرایندهای شکل دهی، نسبت به نمودار کرنش پلاستیک موثر قطبی در اولویت پایین تری قرار می گیرند.

 

کامپوزیت برنج/فولاد/برنج، فرایند اتصال نوردی، عملیات حرارتی آنیل، نمودار حد شکل دهی، کشش عمیق