مطالعه تجربی و شبیه‌سازی فرآیند هیدروفرمینگ قطعه مخروطی با بدست آوردن فشار مناسب سیال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

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

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

چکیده

یکی از فرآیند­هایی که امروزه در شکل­دهی قطعات فلزی کاربرد دارد، فرآیند هیدروفرمینگ است. یک نوع از قطعات پرکاربرد در صنایع، به­ویژه صنایع نظامی، قطعات مخروطی است. شکل­دهی این قطعات با روش­های سنتی دشوار بوده و عیوبی را به­وجود می­آورد. به منظور رفع این محدودیت­ها، در این پژوهش شکل­دهی قطعات مخروطی با فرآیند هیدروفرمینگ به­صورت تجربی و شبیه­سازی مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا فشار شکل­دهی و مسیر فشار اعمالی سیال مورد بررسی قرار گرفت و قوانینی جهت بدست آوردن فشار مناسب در شکل­دهی قطعات مخروطی حاصل شد. به کمک این قوانین، فلوچارتی تدوین و با کد­نویسی با نرم­افزار پایتون، با صرف کمترین وقت و هزینه، فشار مناسب به صورت خودکار بدست آمد. این قوانین برای قطعات با هندسه مخروطی و با ابعاد مختلف کاربرد دارد. جهت بدست آوردن قوانین برای تدوین فلوچارت، تأثیر فشار، قطر ورق اولیه و ابعاد مختلف نیم­مخروط بر روی نازک­شدگی بررسی شد. نتایج نشان داده است که با وجود تأثیر مستقل هر یک از پارامترها بر روی تغییرات میزان ناز­ک­شدگی، در همه بررسی­ها میزان نازک­شدگی بیشینه با افزایش فشار ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Thiruvarudchelvan , Travis F., Hydraulic-pressure-enhanced cup-drawing processes—an appraisal, Journal of Materials Processing Technology, Vol.140, No. 1, pp. 70-75, 2003.
  • Kawka M., Olejnik L., Rosochowski A., Sunaga H., Makinouchi A., Simulation of wrinkling in sheet metal forming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 109, No.3, pp. 283-289, 2001.
  • Xu H., Seyedkashi S., Joo B., Moon Y., Analytical prediction of forming pressure for three-layered tube hydroforming, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 229, No. 9, pp. 1575-1583, 2015.
  • Lange k., Handbook of metal forming,McGraw - Hill Book Company, pp.1216, 1985.
  • Wong C., Dean T., Lin J., A review of spinning, shear forming and flow forming processes, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 43, No. 14, pp. 1419-1435, 2003.
  • عبدالحمبد گرجی، یک روش آزمایشگاهی – شبیه­سازی اجزای محدود برای شکل­دهی قطعات مخروطی نوک تیز، رساله دکترا، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، 1389.
  • Gorji A., Alavi-Hashemi H., Bakhshi-Jooybari M., Nourouzi S., Hosseinipour S.J., Investigation of hydrodynamic deep drawing for conical–cylindrical cups, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 56, No. 1, pp. 915-927, 2011.
  • Lang L., Danckert J., 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. 1, pp. 119-131, 2004.
  • زارع. ب، بخشی. م، نوروزی. س و گرجی. ع، شکل­دهی قطعات استوانه­ای – نیم کروی به روش کشش­عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 40، ش. 2، ص 31-45، 1389.
  • Hashemi A., Gollo M. H., Seyedkashi S. H., Bimetal cup hydroforming of Al/St and Cu/St composites: Adaptive finite element analysis and experimental study, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 30, No. 5, pp. 2217-2224, 2016.
  • Thiruvarudchelvan S., Tan M., The drawing of conical cups using an annular urethane pad, Journal of materials processing technology, Vol. 147, No. 2, pp. 163-166, 2004.
  • Hashemi A., Gollo M. H., Seyedkashi S. H., Process window diagram of conical cups in hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 25, No. 9, pp. 3064-3071, 2015.
  • رضایی آشتیانی. ر و بیاتی. ص، بهینه­سازی مسیر بارگذاری در فرآیند هیدروفرمینگ لوله با استفاده از منطق فازی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 50، ش. 2، ص 93- 101، 1399.
  • 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. 11، ص 311-322، 1396.
  • Lorenzo R. D., Ingarao G., Chinesta F., Integration of gradient based and response surface methods to develop a cascade optimisation strategy for Y-shaped tube hydroforming process design, Advances in Engineering Software, Vol. 41, No. 2, pp. 336-348, 2010.
  • Ingarao G., Di Lorenzo. R.,Micari F., Internal pressure and counterpunch action design in Y-shaped tube hydroforming processes: a multi-objective optimization approach, Computers & Structures, Vol. 87, No. 9, pp. 591-602, 2009.
  • Park J., Cho H.S., A fuzzy rule-based iterative learning control method with application to hydroforming processes, Mechatronics, Vol. 2, No. 6, pp. 577-593, 1992.
  • Xiaojing L., Yongchao X., 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., 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 , Lan U., Ngaile G., 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., 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.

 

مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
دوره 52، شماره 1 - شماره پیاپی 98
اردیبهشت 1401
صفحه 99-108

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار