مطالعه تجربي و عددي فرايند هيدروفرمينگ لوله دو لايه مس-آلومينيوم

هيدروفرمينگ لوله يكي از فرايندهاي شكل‌دهي مي‌باشد كه در آن از فشار هيدروليكي براي تغييرشكل در ماده استفاده مي‌شود. در اين تحقيق شكل‌پذيري لوله دو لايه مس-آلومينيوم در فرايند هيدروفرمينگ به روش تجربي و شبيه‌سازي مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا لوله‌ي دو لايه با لايه بيروني آلومينيوم و لايه‌ي داخلي مس تحت آزمايش هيدروفرمينگ قرار گرفته ‌است كه به دليل شكل‌پذيري كم لوله آلومينيوم، دچار پارگي شده‌ است. سپس لوله دو لايه با لايه بيروني مس و لايه داخلي آلومينيوم بررسي شده ‌است كه لوله‌ي آلومينيوم داخلي دچار چروكيدگي گرديده ‌است و نهايتاً منجر به خرابي دو لايه شده ‌است. براي جلوگيري از چروكيدگي لايه‌ي آلومينيوم داخلي، از يك قيد مكانيكي داخلي از جنس مس استفاده شده‌ است كه آزمايش تجربي در اين حالت منجر به شكل‌دهي بدون تركيدگي و چروكيدگي لوله دولايه شده ‌است. براي مطالعه‌ي تأثير پارامترها بر فرايند از طراحي آزمايش به روش سطح پاسخ استفاده گرديده است. پارامترهاي مورد بررسي شامل جابجايي سنبه محوري، فشار اول، فشار نهايي، ضخامت لوله آلومينيوم و وجود يا عدم وجود سنبه مخالف بوده است. توابع هدف نيز نازك‌شدگي لايه‌ي مس، نازك‌شدگي لايه‌ي آلومينيوم و ارتفاع برآمدگي لوله دو لايه بوده است. نتايج تحقيق نشان داد كه جابه‌جايي محوري بيشترين تأثير را بر ارتفاع برآمدگي دو لايه و ضخامت لايه‌ي داخلي آلومينيوم بيشترين تأثير را بر نازك‌شدگي لايه‌ها داشته ‌است. به منظور دست‌يابي به بيشترين ارتفاع برآمدگي دولايه و كمترين ميزان نازك‌شدگي براي لايه‌هاي مس و آلومينيوم، پارامترهاي بهينه در دو حالت وجود و عدم وجود سنبه‌ي مخالف استخراج شده‌اند و نتايج آن با خروجي مدل‌هاي شبيه‌سازي اجزاي محدود مقايسه شده‌اند.