بررسي تجربي فرايند انبساط دهي لوله آلومينيومي با استفاده از واسط كشسان تحت بارگذاري هاي مختلف

Experimental investigation of aluminum tube bulging using a rubber-pad on different loading curves

در حال حاضر يكي از مسائل بسيار مهم در صنايع هوافضا و خودروسازي، كاهش وزن سازه ها و همچنين مقابله با پديده خوردگي مي باشد. استفاده از آلياژهاي آلومينيوم مي تواند به سبك تر كردن قطعات و در نتيجه كاهش مصرف سوخت كمك كند. در اين پژوهش، طراحي فرايند و ساخت نمونه با استفاده از فرايند انبساط دهي لوله با استفاده از يك واسط كشسان انجام گرفت. آلياژ آلومينيوم بكار رفته براي توليد لوله از آلياژ آلومينيومAA1050A بوده و از ميله پلي اورتان با سختي Shore A 85 به عنوان لاستيك استفاده شد. با انجام آزمون هاي تعيين خواص مكانيكي رفتار ماده آلومينيوم و همچنين پلي اورتان بدست آمد. آزمون هاي تجربي براي توليد نمونه بر روي دستگاه هيدروفرمينگ انجام شد. در آزمون هاي تجربي براي اعمال فشار داخلي و تغذيه محوري، تنها از حركت سنبه هاي دستگاه استفاده شد. تغيير منحني بارگذاري در اين فرايند، با تغيير طول لوله و ثابت نگه داشتن طول ميله پلي اورتان انجام شد. با تغيير طول لوله هاي اوليه و در نتيجه تغيير زمان شروع اعمال تغذيه محوري، توليد نمونه هاي سالم و بدون تركيدگي امكان پذير گرديد. ملاحظه گرديد با ايجاد چروكيدگي مفيد در مرحله اول شكل دهي، مي توان به محصولي با نسبت بالج بالاتر و حداكثر نازك شدگي پايين تر دست يافت. نمونه هاي نهايي توليد شده با استفاده از منحني بارگذاري بهبود يافته، داراي حداكثر نسبت بالج 24/83 درصد و حداكثر نازك شدگي 6/5 درصد بودند.

Nowadays, one of the very important issues in the aerospace and automotive industries is reduction of weight of structures and preventing the corrosion. The use of aluminum alloys could help a lot to produce lighter components, resulting in reduced fuel consumption. In this project, the process design and producing of a sample part using rubber-pad bulging process was done. Aluminum alloy used for the production of aluminum pipes was AA1050A alloy and polyurethane rod with Shore A 85 hardness was used as rubber. Mechanical properties of aluminum and polyurethane were obtained from mechanical tests. Experimental tests were conducted to produce sample part on the hydroforming machine. In the experimental tests, only the punches of the machine were used to apply both internal pressure and axial feeding. Applying different loading curves was possible with changing the initial tube length and using a urethane rod with a constant initial length. By varying the length of initial tubes and thus change in the onset of applying axial feeding, production of sample parts without fracture was possible. It was shown that with a beneficial wrinkling in first forming step, it is possible to produce a sample with higher bulging ratio and lower maximum thinning. Samples produced using the modified loading curve, had the maximum bulging ratio of 24.83 percent and maximum thinning of 6.5 percent.