بهینه سازی پارامترهای مؤثر در فرآیند شکل دهی الکتروهیدرولیکی (بدون استفاده از سیم بین الکترودها)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

شکل­دهی الکتروهیدرولیکی یک فرایند شکل­دهی ورق فلزی با سرعت ‌بالا است که در آن دو الکترود در محفظه­ای پر از آب قرار دارند و تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا بین آن‌ها، فشار بالائی جهت شکل دادن ورق ایجاد می­کند. در این تحقیق جهت بررسی پارامترهای مؤثر در شکل­دهی الکتروهیدرولیکی، آزمایش‏های تجربی گسترده­ای (با استفاده از تکنیک طراحی آزمایش­ها) طراحی و انجام شده است. انرژی تخلیه، فاصله الکترودها تا ورق، فاصله الکترودها از یکدیگر و قطر الکترودها به عنوان متغیرهای ورودی مؤثر فرایند در نظر گرفته شده­اند. جهت بهبود عملکرد فرایند از نظر عمق کشش، مدل­سازی و بهینه­سازی به روش سطح پاسخ انجام گرفته است. با توجه به نتایج آزمایش­ها می­توان اظهار داشت بیشترین عمق کشش وقتی بدست می­آید که انرژی تخلیه بیشینه و دو فاکتور دیگر (فاصله الکترودها تا ورق و قطر الکترودها) کمینه باشند. همچنین برای فاصله الکترودها از یکدیگر یک مقدار بهینه وجود دارد که با توجه به شرایط آزمایش تعیین می­شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]       Early H., Dow W., Experimental Studies and Applications of Explosive Pressures Produced by Sparks in Confined Channels, in Proceeding of Winter Meeting, AIEE, January 10-14, 1953.
[2]       Yutkin L., Electrohydraulic Effect, Mashgiz, Moscow, 1955.
[3]       Bruno E., High-velocity forming of metals: American Society of Tool and Manufacturing Engineers, 1968.
[4]       Davies R., Austin E. R., Developments in high speed metal forming: Industrial Press, 1970.
[5]       Chachin V., Electrohydraulic treatment of structural materials, Minsk, Nauka i Texnika, 1978.
[6]       Oyane, M., Masaki, S., Fundamental Study on Electrohydraulic Forming, Japan Society of Mechanical Engineers, V.29, No 205, 1963.
[7]       Coman L., Influence of Some Factors on Maximum Depth in Electrohydraulic Forming, U.E.M. Journal, No 2, pp. 93-98, 2010.
[8]       Coman, L., Using the Initiation System of Electrical Discharge in the Case of Electrohydraulic Forming, U.E.M. Journal, No 3, pp. 93-100, 2011.
[9]       Knyazyev M., Zhovnovatuk Y. S., Measurements of Pressure Fields with Multi-Point Membrane Gauges at Electrohydraulic Forming, in Proceeding of 4th International Conference on High Speed Forming, Ohio, USA, March 9-10,  2010.
[10]   Knyazyev M., Perez I., San José J., Zhovnovatyuk Y., Pressure Fields Repeatability at Electrohydraulic Pulse Loading in Discharge Chamber with Single Electrode Pair, in Proceeding of 5th International Conference on High Speed Forming, Dortmund, Germany, April 24-26, 2012.
[11]   Hasebe T., Takenaga Y., Kakimoto H., Imaida Y., High strain rate forming using an underwater shock wave focusing technique, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 85, No. 1, pp. 194-197, 1999.
[12]   Sayapin A., Grinenko A., Efimov S., Krasik Y. E., Comparison of different methods of measurement of pressure of underwater shock waves generated by electrical discharge, Shock Waves, Vol. 15, No. 2, pp. 73-80, 2006.
[13]   Zohoor M., Mousavi S. M., Ashrafi Tafreshi A., Study of electrohydraulic forming process by using experimental observations and numerical simulation with ALE method, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 4, pp. 301-308, 2017 (in Persian)
[14]   Woo M., Noh H., Song W., Kang B., Kim J., Experimental validation of numerical modeling of electrohydraulic forming using an al 5052-H34 sheet, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 93, No. 5, pp. 1819-1828, 2017.
[15]   Golovashchenko S. F., Gillard A. J., Mamutov A. V., Formability of dual phase steels in electrohydraulic forming, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 213, No. 7, pp. 1191-1212, 2013.
[16]   Samei J., Green D. E., Golovashchenko S., Hassannejadasl A., Quantitative Microstructural Analysis of Formability Enhancement in Dual Phase Steels Subject to Electrohydraulic Forming, Journal of materials engineering and performance, Vol. 22, No. 7, pp. 2080-2088, 2013.
[17]   Zohoor M., Mousavi S. M., Investigation of forming limit of brass alloy c260 at high strain rate by using electrohydraulic forming process, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 11, pp. 207-216, 2018 (in Persian)
[18]   Zia M., Fazli A., Soltanpour M., Warm Electrohydraulic Forming: A Novel High Speed Forming Process, International Conference on the Technology of Plasticity, Cambridge, United Kingdom, 2017.
[19]   Montgomery C., Design and analysis of experiments, John Wiley and Sons, New York, 2011.
[20]   McGrath J. R., Scaling underwater exploding wires, Journal of Applied Physics, Vol. 37, No. 12, pp. 4439-4443, 1966.
[21]   Bjørnø L., Levin P., Underwater explosion research using small amounts of chemical explosives, Ultrasonics, Vol. 14, No. 6, pp. 263-267, 1976.