مطالعه تجربي و شبيه‌ سازي فرآيند هيدروفرمينگ قطعه مخروطي با بدست آوردن فشار مناسب سيال

Experimental and simulation study of conical parts hydroforming by obtaining suitable fluid pressure

يكي از فرآيند­هايي كه امروزه در شكل­ دهي قطعات فلزي كاربرد دارد، فرآيند هيدروفرمينگ است. يك نوع از قطعات پركاربرد در صنايع، به­ ويژه صنايع نظامي، قطعات مخروطي است. شكل ­دهي اين قطعات با روش ­هاي سنتي دشوار بوده و عيوبي را به ­وجود مي ­آورد. به منظور رفع اين محدوديت ­ها، در اين پژوهش شكل­ دهي قطعات مخروطي با فرآيند هيدروفرمينگ به ­صورت تجربي و شبيه ­سازي مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا فشار شكل­ دهي و مسير فشار اعمالي سيال مورد بررسي قرار گرفت و قوانيني جهت بدست آوردن فشار مناسب در شكل­ دهي قطعات مخروطي حاصل شد. به كمك اين قوانين، فلوچارتي تدوين و با كد­نويسي با نرم ­افزار پايتون، با صرف كمترين وقت و هزينه، فشار مناسب به صورت خودكار بدست آمد. اين قوانين براي قطعات با هندسه مخروطي و با ابعاد مختلف كاربرد دارد. جهت بدست آوردن قوانين براي تدوين فلوچارت، تأثير فشار، قطر ورق اوليه و ابعاد مختلف نيم­ مخروط بر روي نازك­شدگي بررسي شد. نتايج نشان داده است كه با وجود تأثير مستقل هر يك از پارامترها بر روي تغييرات ميزان ناز­ك­شدگي، در همه بررسي ­ها ميزان نازك­شدگي بيشينه با افزايش فشار ابتدا افزايش و سپس كاهش يافت.

One of the processes that is recently used in forming of metallic parts is hydroforming. Conical parts are among the most frequently used parts in industries, especially in military industries. Forming of these components by traditional methods is difficult and normally defects appear on the parts. To overcome this limitation, in this research the production of conical parts by hydroforming process has been studied experimentally and performing simulation. At first, the forming pressure and the applied fluid pressure path were investigated and some rules have been extracted to obtain the suitable pressure in the forming of conical parts. Based on the rules, a flowchart has been developed and by programming it using Python software, the suitable pressure is thus obtained with minimal time and cost. In fact, these rules are applicable for conical parts with different dimensions. To obtain the rules for developing the flowchart, the influence of pressure, sheet diameter and different dimensions of half cones on thinning of the part was investigated. The results showed that despite the independent effect of each parameter on changes in thinning, in all the studies the maximum thinning was increased with increasing pressure and then decreased.