مطالعه تجربی و عددی فرایند هیدروفرمینگ لوله دو لایه مس-آلومینیوم

چکیده مقاله

هیدروفرمینگ لوله یکی از فرایندهای شکلدهی میباشد که در آن از فشار هیدرولیکی برای تغییرشکل در ماده استفاده میشود. در این تحقیق شکلپذیری لوله دو لایه مس-آلومینیوم در فرایند هیدروفرمینگ به روش تجربی و شبیهسازی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا لولهی دو لایه با لایه بیرونی آلومینیوم و لایهی داخلی مس تحت آزمایش هیدروفرمینگ قرار گرفته است که به دلیل شکلپذیری کم لوله آلومینیوم، دچار پارگی شده است. سپس لوله دو لایه با لایه بیرونی مس و لایه داخلی آلومینیوم بررسی شده است که لولهی آلومینیوم داخلی دچار چروکیدگی گردیده است و نهایتاً منجر به خرابی دو لایه شده است. برای جلوگیری از چروکیدگی لایهی آلومینیوم داخلی، از یک قید مکانیکی داخلی از جنس مس استفاده شده است که آزمایش تجربی در این حالت منجر به شکلدهی بدون ترکیدگی و چروکیدگی لوله دولایه شده است. برای مطالعهی تأثیر پارامترها بر فرایند از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ استفاده گردیده است. پارامترهای مورد بررسی شامل جابجایی سنبه محوری، فشار اول، فشار نهایی، ضخامت لوله آلومینیوم و وجود یا عدم وجود سنبه مخالف بوده است. توابع هدف نیز نازکشدگی لایهی مس، نازکشدگی لایهی آلومینیوم و ارتفاع برآمدگی لوله دو لایه بوده است. نتایج تحقیق نشان داد که جابهجایی محوری بیشترین تأثیر را بر ارتفاع برآمدگی دو لایه و ضخامت لایهی داخلی آلومینیوم بیشترین تأثیر را بر نازکشدگی لایهها داشته است. به منظور دستیابی به بیشترین ارتفاع برآمدگی دولایه و کمترین میزان نازکشدگی برای لایههای مس و آلومینیوم، پارامترهای بهینه در دو حالت وجود و عدم وجود سنبهی مخالف استخراج شدهاند و نتایج آن با خروجی مدلهای شبیهسازی اجزای محدود مقایسه شده اند.