بررسي پارامترهاي هندسي و فيزيكي موثر در هيدروفرمينگ لوله هاي سه لايه كامپوزيتي به كمك روش اجزاي محدود

Effect of Geometrical and Physical Parameters on Hydro-Forming of a New Three-Layered Composite Tube with Finite Element Simulation

هيدروفرمينگ لوله هاي چندلايه كامپوزيتي روشي مناسب براي توليد اتصالات چندلايه در كاربرد هاي خاص است. در اين مقاله، ايده هيدروفرمينگ لوله هاي سه لايه ساندويچي (لايه خارجي از جنس برنج، لايه مياني از جنس فوم آلومنيوم و لايه داخلي از جنس مس) ارايه شده و پارامتر هاي هندسي و فيزيكي آن به كمك روش اجزاي محدود در نرم افزار ABAQUS/Explicit 6.10 شبيه سازي و تحليل شده است. همچنين مطالعه اي در مورد استفاده از فشار نوساني انجام و در آن نشان داده شده كه فشار نوساني باعث بهبود فرآيند مي شود. با توجه به اينكه در مورد هيدروفرمينگ لوله هاي سه لايه تاكنون تحقيقي انجام نشده، بنابراين براي صحه گذاري، ضخامت لايه مياني در چندين مرحله كاهش و به سمت صفر ميل داده شده و با نتايج تجربي لوله دولايه مقايسه شده است. با بررسي نتايج حل عددي اين تحقيق و مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي، نشان داده شده كه نتايج مدل سازي اجزاي محدود و نتايج آزمايش هاي تجربي داراي همخواني مناسبي هستند.

Multi-layered tube hydro-forming is suitable to produce multi-layered joints to be used in special application in the industries. In this paper, for first time, three-layered tube (inner layer of copper, middle layer of aluminum foam and outer layer of brass) hydro-forming processes was numerically simulated using finite element method by ABAQUS/Explicit 6.10. One of the effective methods in improving the tube hydro-forming is by using the pulsating internal pressure. It was shown that pulsating pressure improves the formability in hydro-forming of three-layered tubes. Since three-layered sandwich tubes hydro-forming has not been reported in the literature, the middle layer thickness was gradually decreased and approaching to zero. The present results are compared with experimental results of bi-layered tube in hydro-forming process. Comparison of numerical and experimental results have shown good agreements.