مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش‌بینی ترکیدگی لوله در فرآیند هیدروفرمینگ گرم به کمک معیارهای شکست نرم اصلاح شده

نویسندگان
1 استادیار/مؤسسه آموزش عالی کار قزوین
2 استاد دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
3 دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
4 دانشجوی دکتری مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
پیش‌بینی پارامترهای فرآیندی بحرانی منجر به ترکیدگی و محل رخ دادن ترکیدگی در فرآیند هیدروفرمینگ گرم لوله مسأله کلیدی در طراحی قطعات هیدروفرمینگ می‌باشد. در این مقاله برای پیش‌بینی حد شکل‌‌دهی لوله‌های آلومینیومی AA6063 در دمای بالا معیارهای شکست نرم اصلاح شده‌اند به طوری که تأثیر تغییرات دما و نرخ کرنش در شکست در نظر گرفته شود. برای کالیبره کردن معیارهای شکست نرم اصلاح شده از آزمایش‌های کشش در دماها و نرخ کرنش‌های مختلف استفاده شده و توابع کرنش شکست و کار شکست بر حسب پارامتر زنر – هولومن بدست آمد‌ه‌اند. فرآیند هیدروفرمینگ لوله یک قطعه مربعی در دمای بالا در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی و منحنی‌های بارگذاری با تغذیه محوری متفاوت بر روی لوله اعمال شده تا شعاع گوشه شکل گرفته به وسیله معیارهای شکست اصلاح شده پیش‌بینی شود. برای استفاده از معیارهای شکست نرم در روش اجزای محدود یک زیربرنامه نوشته شد. یک دستگاه هیدروفرمینگ گرم ساخته شده و پیش‌بینی معیارهای شکست نرم اصلاح شده با نتایج تجربی در دماهای مختلف مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که معیارهای شکست نرم اصلاح شده محل رخ دادن ترکیدگی را به خوبی مشخص می‌کنند. بیشترین نازک‌شدگی در ناحیه انتقال رخ می‌دهد که لوله تماس خود را با قالب از دست می‌دهد. هم‌چنین معیار آیادای اصلاح شده با خطای کمتری نسبت به دیگر معیارها شعاع گوشه قطعه مربعی را در دماهای بالا پیش‌بینی می‌کند و با توجه به نزدیکی پیش‌بینی این معیار نسبت به نتایج تجربی می‌توان از آن برای پیش‌بینی ترکیدگی لوله آلومینیومی در دمای بالا استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Prediction of Bursting in Warm Tub Hydroforming using Modified Ductile Fracture Criteria

نویسندگان English

Seyed Jalal Hashemi 1
Hassan Moslemi Naeini 2
Gholam Hossein Liaght 2
Javad Shahbazi 3
Amir Hossein Roohi 4
چکیده English

Prediction of critical process parameters which causes bursting and its location in warm tube hydroforming is a key factor in hydroforming parts design. In this paper, ductile fracture criteria have been modified so that effect of variation of temperature and strain rate on fracture is considered in forming of aluminum AA6063 tubes. Calibration of modified ductile fracture criteria has been performed using uniaxial tension tests at different temperatures and strain rates. Also, fracture strain and fracture work have been obtained as functions of Zener-Holloman parameter. Tube hydroforming process of a square part has been simulated at high temperatures in Abaqus software and loading curves with various axial feeds have been used to deform the tube. Then, the formed corner radius before bursting has been predicted using modified fracture criteria. A subroutine has been written for using modified fracture criteria. A warm tube hydroforming setup has been fabricated and prediction of modified ductile fracture criteria is compared with experimental results at various temperatures. Results show that modified criteria determine the location of bursting well. Maximum of thinning occurs in transition zone which the tube loses its contact with die cavity. Also, modified Ayada criterion, rather than other criteria, predicts corner radius with little error at high temperatures. Thus, because of its precise prediction, modified Ayada criterion can be used to predict the bursting of aluminum tubes at elevated temperatures.

کلیدواژه‌ها English

Warm tube hydroforming
modified ductile fracture criterion
bursting