مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

هیدروفرمینگ لوله آلتراسونیک، بررسی تحلیلی و عددی

نویسندگان
1 دانشگاه بیرجند
2 دانشیار هیات علمی- دانشگاه بیرجند
3 دانشگاه ملی بوسان
چکیده
در فرایند هیدروفرمینگ لوله، جریان نامناسب فلزی ناشی از شرایط اصطکاکی، سبب پر نشدن گوشه های قالب و نازک شدگی زیاد نواحی نزدیک به گوشه های قالب می گردد. اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به بدنه قالب می تواند شرایط تماسی را بهبود بخشد. مقاله حاضر با هدف بهبود فرایند از لحاظ میزان شکل پذیری و همچنین به لحاظ یکنواختی ضخامت دیواره مقطع، به بررسی اثر اعمال ارتعاشات بر بدنه قالب هیدروفرم لوله پرداخته است. ابتدا یک مدل عددی بر اساس روابط هندسی و حالت تنش و کرنش بنا شده است که قادر است ضخامت دیواره و شعاع گوشه لوله را محاسبه نماید. در این مدل اثر ارتعاشات آلتراسونیک به صورت تغییر در شرایط اصطکاکی اعمال می شود. با مدلسازی اجزاء محدود فرایند فرایند هیدروفرمینگ آلتراسونیک لوله (فشار داخلی همراه با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک) و مقایسه آن با مدل اجزاء محدود همین فرایند در حالت کلاسیک (تنها با فشار داخلی) امکان بررسی میزان بهبود فرایند با استفاده از ارتعاشات قالب فراهم شده است. نتایج نشان می دهد با استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک، میزان پرشدگی گوشه های قالب افزایش قابل توجهی داشته و علاوه بر آن ضخامت دیواره لوله نیز یکنواختی بیشتری دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Ultrasonic tube hydroforming, a numerical and analytical study

چکیده English

In tube hydroforming process, due to friction condition, uniform wall thickness, as well as sharp corners may not be achieved. Use of ultrasonic vibration can improve the contact conditions at the tube-die interface. The current work studies the effect of applying ultrasonic vibration on wall thickness and corner filling of hydroformed tubes. Firstly, a numerical model based on geometric relationships and stress-strain state has been established by which wall thickness and corner radius of hydroformed tubes can be obtained. In this model, the ultrasonic vibrations affect the nonlinear friction conditions at the tube-die interface. By comparing the FEM models of tubes in two cases of with vibration and without vibration, it is possible to investigate the effects of vibration on wall thickness and corner filling. The results indicate superimposing ultrasonic vibrations to the process will increase corner filling ratio of the tube significantly, and more uniform tube wall thickness will be achieved.

کلیدواژه‌ها English

Tube hydroforming
Ultrasonic Vibration
corner filling ratio
uniformity of wall thickness