مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی جایگزینی فشار سیال داخلی به جای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله های جدارنازک با شعاع خم بحرانی

نویسندگان
1 دانشجو
2 استادیار دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 عضو هیات علمی
چکیده
امروزه خم‌کاری لوله‌های جدارنازک (D/t≥20، D قطر خارجی لوله و t ضخامت لوله) در نسبت خم بحرانی (R/D≤2، R شعاع خم) ‌از‌ جمله فرآیندهای تولیدی پرکاربرد در صنعت هوافضا، خودروسازی و صنایع دیگر است. طی خم‌کاری لوله، تغییرات ضخامت و اعوجاج سطح ‌مقطع قابل توجهی رخ می‌دهد. ضخامت در انحنای داخلی لوله خمیده افزایش و در انحنای خارجی کاهش می‌یابد. همچنین در اکثر موارد، وقتی شعاع خم کوچک باشد، چین‌خوردگی در انحنای داخلی اتفاق می‌افتد. در صنعت برای رفع چروکیدگی و اعوجاج سطح‌ مقطع از مندرل استفاده می‌شود، که انتخاب مندرل به جنس لوله، زاویه خم، شعاع لوله و شعاع خم بستگی دارد. اما، در مواردی که شعاع قالب ‌خم کوچک باشد، استفاده از مندرل اجتناب می‌شود زیرا مندرل، علاوه بر هزینه فرآیند، نازک‌شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی افزایش می‌دهد و این در عملیات تولید نامطلوب است. در پژوهش حاضر با توجه به توسعه هیدروفرمینگ لوله‌ها، اثر فشار سیال داخلی بجای مندرل در فرآیند خم‌کاری کششی دورانی لوله مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، بمنظور امکان‌سنجی، مشاهده و آنالیز نحوه شکل‌گیری لوله طی فرآیند خم‌کاری، فرآیند خم‌کاری کششی دورانی لوله با دو راهبرد با مندرل و فشار سیال داخلی بوسیله نرم‌افزار ABAQUS شبیه‌سازی شده است. نتایج بدست آمده از پژوهش ارایه شده نشان داد، جاگزینی فشار سیال داخلی به جای مندرل در فرآیند خم‌کاری کششی دورانی، حداکثر نازک‌شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی به میزان چشمگیری بهبود می‌بخشد. اما حداکثر اعوجاج سطح مقطع و حداکثر ضخیم‌شدگی دیواره در انحنای داخلی، نسبت به حالت با مندرل افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Embedding of internal fluid pressure investigation in mandrel through tube rotary draw bending of thin-walled tubes with critical bend radius

نویسندگان English

Jaber Soleimani 1
Majid Elyasi 2
Morteza Hosseinzadeh 3
چکیده English

Nowadays, thin-walled tube bending (D/t≥20, D-tube diameter and t-tube thickness) in the critical bend ratio (R/D≤2, R bend radius) is a widely used manufacturing process in the aerospace industry, automotive, and other industries. During tube bending, considerable cross-sectional distortion and thickness variation occurs. The thickness increases at the intrados and reduces at the extrados. Also in some cases, when the bend die radius is small, wrinkling occurs at the intrados. In the industry, the mandrel is used to eliminate wrinkling and reduce cross-sectional distortion, which the choice of the mandrel depends on, tube material, bending angle, radius tube and bending radius. However, in the case of a close bend die radius, using the mandrel avoided. Because the mandrel, in addition to the cost of the process, the thinning of the wall increases at the extrados and this is undesirable in the manufacturing operation. So, in the present study regarding to development of tube hydroforming, internal fluid pressure is used instead of the mandrel. Therefore, the purpose of the feasibility study, observation and analysis of the formation of tube bending process, the tube rotary draw bending process with two of the mandrel and the internal fluid pressure is simulated by software ABAQUS.

کلیدواژه‌ها English

Rotary draw bending
Mandrel
Internal fluid pressure
Finite element simulation