تحلیل پرشدگی و طراحی هندسه ورق اولیه در فرآیند هیدرو فرمینگ شعاعی ورق برای تولید قطعات پله‌ای با هندسه متفاوت با روش آنالیز حساسیت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

چکیده

در این تحقیق برای قطعات پیچیده مستطیلی مانند کارتر و باک بنزین و با بکارگیری روش هیدروفرمینگ، شکل­دهی سه هندسه مستطیلی ساده، وسط-پله و کنار-پله به­صورت تجربی و شبیه­سازی بررسی شده­است و با مطالعه تاثیر پارامترهای هندسی، فشار، شعاع سنبه و ارتفاع، تغییر شکل اولیه ورق و پرشدگی در ارتفاع­های مختلف مقایسه شده­است. نشان داده شد که با افزایش نسبت کشش در پله تحتانی قطعات پله­ای، میزان پرشدگی در یک فشار ثابت کاهش می­یابد. به­علاوه، با انجام بهینه­سازی و افزایش حداکثر فشار در قطعات وسط-پله و کنار-پله به 30 و40 مگاپاسکال، پرشدگی بیشینه به­ترتیب 8 و 12 درصد افزایش می­یابد. به­علاوه، با تغییر ارتفاع­ و نسبت کشش در قطعات پله­ای، شکل ورق اولیه بهینه برای تطابق منحنی ورق شکل یافته و کانتور هدف، تغییر می­یابد. این تغییر برای مختصات گره در دیواره­های عرضی، طولی و شعاع گوشه ورق اولیه بهینه متفاوت خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Thiruvarudchelva S., Travis F. W., Hydraulic pressure enhanced cup drawing processes-an appraisal, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 140, No. 5, pp. 70-75, 2003.
  • Kocańda A., Sadłowska H., Automotive component development by means of hydroforming, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 8, No. 8, pp. 55-72, 2008.
  • Zhang S. H., Developments in hydroforming, Journal of Materials Processing Technology, 91, No. 6,pp. 236-244, 1999.
  • Lang L., Danckert J. and Nielsen K. B., Investigation into hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure: Part I. Experimental observations of the forming process of aluminum alloy, Journal of Materials Processing Technology, vol. 148, No. 8, pp. 119-131,2004.
  • Hu1 H., Wang J., Fan1 K., Chen T. and Wang sh., Development of sheet hydroforming for making an automobile fuel tank, Journal of Materials Processing Technology, 154, No. 4, pp. 142-151, 2015.
  • Wu J. a., Balendra R. b. and Qinb Y., A study on the forming limits of the hydro mechanical deep drawing of components with stepped geometries, Journal of Materials Processing Technology, 145, No. 6, pp. 242-256, 2004.
  • حق پرست.ا، بخشی. م، گرجی. ح، یک مطالعه در محدوده شکل دهی کشش عمیق هیدرومکانیکی اجزای با هندسه پله ای. مجله مهندسی مکانیک امیرکبیر، د. 17، ش. 11، ص 311-322، 1396.
  • صادق­یزدی. م، بخشی. م، گرجی. ح، شاکری. م و خادمی. م، بهینه­یابی مسیرهای فشار در فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی و با جریان روبه­داخل سیال به کمک یک روش ترکیبی. مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. 17، ش. 5، ص 286-276،.1396
  • خادمی. م، بخشی. م، گرجی. ح، صادق­یزدی. م، بررسی چروکیدگی در فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی با جریان رو به ­داخل سیال، مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. 17، ش. 11، ص 311-322،1396.
  • Vafaeesefat A., Finite Element Simulation for Blank Shape Optimization in Sheet Metal Forming, Journal of Materials Processing Technology, 91, No. 5,pp. 236-244, 2011.
  • Feyissa F., ravi kumar D., Enhancement of drawability of cryorolled AA5083alloy sheets by hydroforming, International Journal of Machine Tools & Manufacture 44, No. 4, pp.87–94, 2016.
  • Huiting-Wang B.N., LinGao B., Minghe-Chen B., Hydrodynamic deep drawing process assisted by radial pressure with inward flowing liquid, International Journal of Mechanical Sciences, 53, No. 4, pp. 793–799, 2011.
  • Kim T., Yang D. and Han S., Numerical modeling of the multi-stage sheet pair hydroforming process, Journal of materials processing technology, 151, No. 3 pp. 48-53, 2004.
  • Lang L., Danckert J. and Nielsen K. B., Investigation into hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure: Part I. Experimental observations of the forming process of aluminum alloy, Journal of Materials Processing Technology, 148, No. 5 pp. 119-131, 2004.
  • Kanga B.S. , Sona B.M. and Kim J., A comparative study of stamping and hydroforming processes for an automobile fuel tank using FEM, International Journal of Machine Tools & Manufacture 132, No.44 87–94. 2004.
  • Zhanga S.H., Nielsena K.B., Danckerta J., Kangb D.C.and Lang L.H., Finite element analysis of the hydromechanical deep- drawing process of tapered rectangular boxespp, Journal of Materials Processing Technology ,102,No.4,pp.142-151,2000.
  • Wu J., Balendra R. and Qinb Y., A study on the forming limits of the hydromechanical deep drawing of components with stepped geometries, Journal of MaterialsProcessingTechnology,145,No.6,pp.242–246,2004.
  • Barlat F., Chung K. and Richmond O., Anisotropic plastic potentials for polycrystals and application to the design of optimum blank shapes   in sheet forming, Metall

MaterTrans. Vol.24,No.2 pp.1209-1216,1994.

  • Shim H. B., Determination of optimal blank shape by the radius vector of boundary nodes, Engineering Manufacture, 218,No.7, pp. 1099-1111, 2004.
  • Kang B.S. , Sona B.M. and Kim J., A comparative study of stamping and hydroforming processes for an automobile fuel tank using FEM, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 44,No.2 ,pp.87–94,2004.
  • Xiaojing L., ongchao X.Y., Shijian Y., Effects of loading paths on hydrodynamic deep drawing with independent radial hydraulic pressure of aluminum alloy based on numerical simulation, Journal of Materials Sciences and Technology, Vol. 24, No.3, pp. 395-399, 2009.
  • Shirkharkolaee E.M., Bakhshi M. and Gorji A., The Possibility of Producing a Tractor’s Hood in a Single Stage Hydroforming Process, mechanical engineering, Vol. 42, No. 2, pp. 287-400, 2017.
  • Aue Y., Lang U., Ngaile G. and Altan T., Optimizing tube hydroforming using process simulation and experimental verification, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 146, No. 1, pp. 137-143, 2004.
  • Wu J., Balendra R.and Qin Y., A study on the forming limits of the hydromechanical deep drawing of components with stepped geometries, Journal of Materials Processing Technology, Vol.145, No.2, pp. 242-246, 2004.

[25]حسین پور. م، بخشی. م، گرجی.ح، مطالعه تجربی و شبیه‌سازی فرآیند هیدروفرمینگ قطعه مخروطی با بدست آوردن فشار سیال،. مجله مهندسی مکانیک تبریز، د. 14، ش. 8، ص 17-27، 1401.

 [26] kumar S., ahmed M. and panti.S.K , Effect of punch profile on deformation behaviour of AA5052 sheet in stretch flanging process, International Journal of Machine Tools & Manufacture,Vol.145,No.6,pp.72–81,2020.

[27] محمد تبار.ن،  حسینی پور. ج، گرجی.ح، بخشی.م، بررسی پارامترهای موثر در هیدروفرمینگ صفحات دوقطبی فلزی پیل سوختی با میدان جریان موازی ،. مجله مهندسی مکانیک مدرس، د. 145، ش. 6، ص 72-81، 1395

[28] Alizad M., hosseinpour M. and Hashemi A., Determination of critical pressure in analyzing of rupture instability for hydromechanical deep drawing using advanced yield criterion, International Journal of Machine Tools &Manufacture,Vol. 18,No.5,pp. 103–118,2018