اثر موقعیت آب‏ بندی بر ارتفاع بالج در هیدروفرمینگ لوله ‏‏‏های آلومینیومی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 7، دوره 29، شماره 1 - شماره پیاپی 17، اسفند 1396، صفحه 81-96   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v29i1.62078

نویسندگان

محمد مهدی کسائی^{* 1}؛ جواد شهبازی کرمی²؛ بهنام عباس ‏زاده³؛ سید جلال هاشمی⁴؛ حسن مسلمی نائینی³

¹دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین

²دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

³تربیت مدرس

⁴موسسه آموزش عالی کار

چکیده

در این مقاله روش آب‏بندی جدیدی برای فرآیند هیدروفرمینگ لوله بکار گرفته شده است که هدف از آن حذف نیروی اصطکاک در سطح تماس لوله و قالب است. این روش آب‏بندی در بالج آزاد لوله‏های آلومینیومی از جنس AA6063 به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفت و کرنش‏های‏ حد گلویی شدن، توزیع ضخامت و ارتفاع بالج نمونه‏ها اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد با استفاده از روش آب‏بندی جدید در مقایسه با روش آب‏بندی متداول، جریان مواد به ناحیه تغییرشکل تسهیل می‏گردد و در نتیجه ارتفاع بالج لوله‏های آلومینیومی افزایش می‏یابد. فرآیند بالج آزاد لوله تحت شرایط فرآیندی مختلف در نرم‏افزار آباکوس شبیه‏سازی شد. در این شبیه‏سازی‏ها برای پیش بینی گلویی شدن، از منحنی حد شکل‏دهی بدست آمده از آزمایش‏های تجربی استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش ضریب اصطکاک، تغذیه محوری و طول لوله، ارتفاع بالج لوله‏های آلومینیومی در روش آب‏بندی جدید در مقایسه با روش آب‏بندی متداول افزایش می‏یابد.

کلیدواژه‌ها

هیدروفرمینگ لوله؛ آب‏ بندی؛ اصطکاک؛ ارتفاع بالج؛ ضخامت

مراجع

1. Plancak, M., F. Vollertsen, and J. Woitschig, Analysis, finite element simulation and experimental investigation of friction in tube hydroforming. Journal of Materials Processing Technology, 2005. 170(1–2): p. 220-228.

2. Ngaile, G. and C. Yang, Analytical model for the characterization of the guiding zone tribotest for tube hydroforming. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2009. 131(2): p. 021008.

3. Vollertsen, F. and M. Plancak, On possibilities for the determination of the coefficient of friction in hydroforming of tubes. Journal of Materials Processing Technology, 2002. 125–126: p. 412-420.

4. Koç, M., Tribological Issues in the Tube Hydroforming Process—Selection of a Lubricant for Robust Process Conditions for an Automotive Structural Frame Part. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2003. 125(3): p. 484-492.

5. Prier, M. and D. Schmoeckel, Tribology of internal high pressure forming. MAT-INFO Werksstoff-Informationosgesellschaft mbH, Humburger Allee, 1999. 26: p. 379-390.

6. Yi, H.K., et al., Experimental investigation of friction coefficient in tube hydroforming. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011. 21: p. s194-s198.

7. Fiorentino, A., E. Ceretti, and C. Giardini, Tube hydroforming compression test for friction estimation—numerical inverse method, application, and analysis. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013. 64(5): p. 695-705.

8. Yang, L., C. Wu, and Y. He, Dynamic frictional characteristics for the pulsating hydroforming of tubes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2015: p. 1-11.

9. Abdelkefi, A., et al., Evaluation of the friction coefficient in tube hydroforming with the “corner filling test” in a square section die. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016: p. 1-9.

10. Orban, H. and S.J. Hu, Analytical modeling of wall thinning during corner filling in structural tube hydroforming. Journal of Materials Processing Technology, 2007. 194(1–3): p. 7-14.

11. Xu, X., et al., Study of tube hydroforming in a trapezoid-sectional die. Thin-Walled Structures, 2009. 47(11): p. 1397-1403.

12. Nikhare, C., M. Weiss, and P.D. Hodgson, FEA comparison of high and low pressure tube hydroforming of TRIP steel. Computational Materials Science, 2009. 47(1): p. 146-152.

13. Fiorentino, A., et al., Friction in asymmetric feeding tube hydroforming. International Journal of Material Forming, 2010. 3(1): p. 275-278.

14. Abdelkefi, A., et al., Effect of the lubrication between the tube and the die on the corner filling when hydroforming of different cross-sectional shapes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016: p. 1-13.

15. Fiorentino, A., et al. Experimental study of lubrication influence in the production of hydroformed T-joint tubes. in Key Engineering Materials. 2009. Trans Tech Publ.

16. Hashemi, S.J., et al., Prediction of bulge height in warm hydroforming of aluminum tubes using ductile fracture criteria. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2015. 15(1): p. 19-29.

17. Keeler, S.P., Circular grid system—a valuable aid for evaluating sheet metal formability. 1968, SAE Technical Paper.

18. Goodwin, G.M., Application of strain analysis to sheet metal forming problems in the press shop. 1968, SAE Technical Paper.

19. Rossard, C., Mise en forme des metaux et alliages. CNRS, Paris, 1976.