بررسی ملاک های تشخیص چروک در فرآیند هیدروفرمینگ لوله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

فرآیند شکل دهی هیدروفرمینگ لوله به شدت به مسیر بارگذاری و یا نمودار فشار- جابه جایی محوری وابسته است. سه واماندگی متداول این فرآیندشامل؛ گلویی منجر به پارگی، کمانش و چروکیدگی از به کارگیری نامناسب مسیربار نتیجه می شوند. برای تعیین مسیر بارگذاری مناسب در جلوگیری از وقوع چروکیدگی، پیش گویی چروک به روش های مختلف تحلیلی، عددی انجام می شود. معیارهای رایج پیش گویی واماندگی چروک در شبیه سازی اجزا محدود، یکی معیار مشتق اول چروک است که از تغییرات شیب منحنی لوله، وقوع پدیده چروک را پیش گویی می کند. دوم، معیار طول به سطح است که به منظور تشخیص چروک زنده و چروک مرده پیشنهاد شده است که برخلاف معیار قبلی علاوه بر اطلاعات لوله، به اطلاعات شکل قالب نیز نیاز می-باشد. در این مقاله روش هندسی جدیدی به نام معیار مرکز حجم پیشنهاد شده است. براساس این معیار در قطعه چروک شده مراکز حجم قطعۀ فاقد چروک با قطعه چروک شده برابر نمی باشد. به منظور راستی آزمایی معیار معرفی شده، نتایج حاصل از چروکیدگی لوله در بادکردگی آزاد معیار جدید بانتایج معیارهای هندسی مورد استفاده رایج، و همچنین لوله هیدروفرم شده به شکل پیچیده تر با نتایج پژوهش منتشر شده ای، مقایسه شده اند. لذا در مسیرهای بار یکسان، در شبیه سازی اجزا محدود نتایج این معیار به-خوبی وقوع و شدت چروک را پیشگویی می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation into Detection Criteria for Wrinkling in Tube Hydroforming

نویسندگان [English]

  • S. Navabi Nezhad
  • A. Jaamialahmadi
Department of Mechanical Engineering, University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

One of the most common non-traditional forming process, is the tube hydroforming,
which is widely used for to form various tubular parts. To produce final product without any failure,
tube hydroforming process is strictly dependent on load path, internal pressure-axial feed. Major
modes of failure which may be occur in tube hydroforming process are necking, bursting, buckling and
wrinkling. Predicting and preventing each of these failures are very important and leads to defects-free
products. In this study, geometrical criteria for detecting wrinkling in numerical methods such as finite
element analysis are reviewed. This type of identifying the wrinkling can be pointed out such as the first
derivative or geometric slope and length to area indices criteria. In this paper, a new geometric method
as a center of volume is introduced. In this case, the center of volume of wrinkled part is not equal with
the wrinkled-free one. In order to verify, the results of this new criterion were compared with the results
of previous measures and experimental tests in published articles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tube hydroforming
  • Wrinkling
  • Geometrical method
  • Center of volume criterion

مراجع

[1] E. Chu, Y. Xu, Hydroforming of aluminum extrusion tubes for automotive applications. Part I: buckling, wrinkling and bursting analyses of aluminum tubes,International Journal of Mechanical Sciences, 46(2)(2004) 263-283.
[2] F. Dohmann, C. Hartl, Hydroforming-applications of coherent FE-simulations to the development of products and processes, Journal of Materials Processing Technology, 150(1-2) (2004) 18-24.
[3] S. Yuan, Z. Tang, G. Liu, Prediction and analysis of wrinkling in tube hydroforming process, International Journal of Materials and Product Technology, 40(3-4)(2011) 296-310.
[4] K. Khalili, S.E. Eftekhari Shahri, P. Kahhal, M.S. Khalili, Wrinkling study in tube hydroforming process, in: Key Engineering Materials, Trans Tech Publ, 2011, pp. 151-158.
[5] J. Abrantes, A. Szabo-Ponce, G. Batalha, Experimental and numerical simulation of tube hydroforming (THF), Journal of Materials Processing Technology, 164 (2005) 1140-1147.
[6] C. Back, M. Miyagawa, The plastic deformation and strength of circular cylindrical shells under internal pressure and/or axial force (1st report, experiment),Trans Jpn Soc Mech Eng, 32(235) (1966) 447-456
[7] Fuchizawa, Paper presented at the 38th Japanese Joint Conference for the Technology of Plasticity Proceedings, (1987) 339
[8] F. Bardi, S. Kyriakides, Plastic buckling of circular tubes under axial compression—part I: experiments,International Journal of Mechanical Sciences, 48(8)(2006) 830-841.
[9] S.P. Timoshenko, S. Woinowsky-Krieger, Theory of plates and shells, McGraw-hill, 1959.
[10] S.P. Timoshenko, D.H. Young, Theory of structures,(1945).
[11] M. Koc, T. Altan, Prediction of forming limits and parameters in the tube hydroforming process, International Journal of Machine Tools and Manufacture,42(1) (2002) 123-138.
[12] S. Yuan, Z. Tang, G. Liu, Prediction and analysis of wrinkling in tube hydroforming process, International Journal of Materials and Product Technology, 40(3-4)(2011) 296-310.
[13] M. Strano, S. Jirathearanat, S.-G. Shr, T. Altan, Virtual process development in tube hydroforming, Journal of Materials Processing Technology, 146(1) (2004) 130-136.
[14] B. Teng, K. Li, S. Yuan, Optimization of loading path in hydroforming T-shape using fuzzy control algorithm, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 69(5-8) (2013) 1079-1086.
[15] S. Jirathearanat, Advanced methods for finite element simulation for part and process design in tube hydroforming, The Ohio State University, 2004.
[16] M. Strano, S. Jirathearanat, T. Altan, Adaptive FEM simulation for tube hydroforming: a geometrybased approach for wrinkle detection, CIRP Annals- Manufacturing Technology, 50(1) (2001) 185-190.
[17] S. Yuan, W. Yuan, X. Wang, Effect of wrinkling behavior on formability and thickness distribution in tube hydroforming, Journal of Materials Processing Technology, 177(1-3) (2006) 668-671.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 49، شماره 4
اسفند 1396
صفحه 829-838

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار