تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله در قالب با مقطع مربع یا مثلث

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی کرمانشاه

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه رازی کرمانشاه

چکیده

این مقاله به ارائه یک مدل ریاضی برای تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله طویل با مقطع گرد در قالب­ با مقطع به شکل مربع یا مثلث می­پردازد. به دلیل آنکه لوله مورد نظر طویل می باشد، تحلیل فرآیند در حالت کرنش صفحه ای انجام شده است. در این مدل ابتدا رابطه تغییرات ضخامت برای حالت بدون اصطکاک و همچنین اصطکاک چسبنده به دست آمده و با استفاده از این دو رابطه، مدلی برای توزیع ضخامت در حالت وجود اصطکاک لغزنده ارائه شده است. سپس با استفاده از روابط تنش و کرنش و با برقراری شرط تعادل در ناحیه تماس لوله تغییر شکل یافته با دیواره قالب، توزیع ضخامت در جداره لوله و فشار شکل دهی لازم در هر مرحله پیشروی فرآیند به دست آمده­اند. مقایسه نتایج تحلیل حاضر با نتایج سایر محققان انطباق بسیار مناسبی را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها


[1] Asnafi, N.,“Analytical Modelling of Tube Hydroforming”, International Journal of Thin-Walled Structures, Vol. 34, pp. 295–330, (1999).
 
[2] Kridli, G., Bao, L., and Mallick, P., “ Two-dimensional Plane Strain Modeling of Tube Hydroforming” , Proceedings of the ASME, Manufacturing in Engineering Division, Vol. 11, pp. 629–634, (2000).
 
[3] Miller, J.E., Kyriakides, S., and Bastard, A.H.,  “On Bend–stretch Forming of Aluminum Extruded Tubes I: Experiments”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 43, pp. 1283–317, (2001).
 
[4] Miller, J.E., Kyriakides, S., and Corona, E., “On Bend–stretch Forming of Aluminum     Extruded Tubes II: Analysis”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 43, pp. 1319–38, (2001).
 
[5] Hwang, Y., and Altan, T., “Finite Element Analysis of Tube Hydroforming Processes in a   Rectangular Die”, Finite Elem. Anal. Des., Vol. 39, pp. 1071–1082, (2002).
 
[6] Vollertson, F., Plancak, M., “On the Possibilities for the Determination of the Coefficient of Friction in the Hydroforming of Tubes”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 1125/1126, pp. 412–420, (2002).
 
 [7] Kridli, G.T, Bao, L., Mallick, P.K., and Tian, Y., “ Investigation of Thickness Variation and Corner Filling in Tube Hydroforoming”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 133, pp. 287–296, (2003).
 
[8] Rama, S.C., Ma, L., Smith, L.M., and Zhang, J.M., “A Two-dimensional Approach for Simulation of Hydroforming Expansion of Tublar Cross-section without Axial Feed”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 141, pp. 420-430, (2003).
 
[9] Hwang, Y.M., and Chen, W.C., “Analysis and Finite Element Simulation of Tube Expansion in a Rectangular Cross-sectional Die”,  Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B. International Journal of Eng. Manufact., Vol. 217, pp. 27–35, (2003).
 
[10] Hwang, Y.M., and Chen, W.C., “Analysis of Tube Hydroforming in a Square Cross-sectional Die”, International Journal of Plasticity, Vol. 21, pp. 1815–1833, (2005).
 
[11] Smith, L.M., Caveney, J.J., and Sun, T., “Fundamental Concepts for Corner Forming Limit Diagrams and Closed-form Formulas for Planar Tube Hydroforming Analysis”,        International Journal of Manufact Sci. Eng., Vol. 128, pp. 874–883, (2006).
 
[12] Smith, L.M., and Sun, T., “A Non-finite Element Approach for Tubular Hydroforming       Simulation Featuring a New Sticking Friction Model”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 171, pp. 214–22, (2006).
 
[13] Liu, G., Yuan, S., and Teng, B., “Analysis of Thinning at the Transition Corner in Tube        Hydroforming”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 177, pp. 688–691, (2006).
 
[14] Orban, H., and Hu, S.J., “Analytical Modeling of Wall Thinning During Corner Filling in      Structural Tube Hydroforming”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 194, pp.7–14, (2007).
 
[15] Guan, Y., and Pourboghrat, F., “Fourier Series Based Finite Element Analysis of Tube       Hydroforming-generalized Plane Strain Model”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 197, pp. 379–392, (2008).
 
[16] Yang, C., and Ngaile, G., “Analytical Model for Planar Tube Hydroforming: Prediction of Formed Shape, Corner Fill, Wall Thinning, and Forming Pressure”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 50, pp. 1263-1279, (2008).
 
[17] Xianghe, X., Weigang, Z., Shuhui, L., and Zhongqin, L., “Analysis of Thickness Distribution of Square-sectional Hydroformed Parts”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, pp. 158–164, (2009).
 
[18] Yannis, P., and Korkolis, S. K., “Hydroforming of Anisotropic Aluminum Tubes:       Part II Analysis”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 53, No. 2, pp. 83-90, (2010).