منحني حد شكل‌دهي و منحني حد پارگي در فرآيند هيدروفرمينگ لوله‌هاي آلومينيومي

Forming Limit Curve at Neck and Forming Limit Curve at Fracture in Hydroforming of Aluminum Tubes

تركيدگي در فرآيند هيدروفرمينگ لوله از مهم ترين عيوب به شمار مي‌رود كه پيش‌بيني وقوع آن مي‌تواند به طراحي بهتر فرآيند كمك كند. هدف از اين مقاله، بررسي كاربرد معيارهاي شكست نرم براي پيش‌بيني عيب تركيدگي و همچنين منحني حد شكل‌دهي و حد پارگي در فرآيند هيدروفرمينگ لوله مي‌باشد. معيارهاي شكست نرم مختلفي كاليبره شده و در شبيه‌سازي به كار گرفته شده‌اند تا بهترين معيار براي پيش‌بيني زمان و محل تركيدگي لوله شناخته شود. يك دستگاه بالج آزاد با طول بالج ثابت و قابليت اعمال تغذيه محوري نيز براي بررسي صحت نتايج عددي ساخته شده است. براي انجام آزمايش بالج آزاد و به دست آوردن منحني حد شكل‌دهي تحت شرايط نسبت كرنش ثابت در حالت دو محوري مسيرهاي بارگذاري تغيير فشار داخلي و تغذيه محوري ايجاد شده‌اند. با به كارگيري مسيرهاي بارگذاري و معيارهاي شكست، منحني حد شكل‌دهي و پارگي به دست آمده و با نتايج تجربي مورد مقايسه قرار گرفته است. منحني حد شكل‌دهي پيش‌بيني شده به وسيله معيارهاي شكست نرم با پيش‌بيني مدل مارسينياك- كوچينزكي نيز مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد معيارهايي كه تاثير سه محوره بودن تنش را در پيش‌بيني شكست درنظر مي‌گيرند، براي فرآيند هيدروفرمينگ مناسب‌تر مي‌باشند. پيش‌بيني معيارهاي آيادا و رايس بهترين تطابق را با نتايج تجربي دارا مي‌باشد.

Bursting is the most important defect in tube hydroforming. Prediction of bursting can help to design the process. Aim of this paper is the application of ductile fracture criteria for prediction of bursting, forming limit curve at neck and forming limit curve at fracture in tube hydroforming process. Different ductile fracture criteria have been calibrated and applied in simulation to identify the best criterion for prediction of fracture zone. A free bulge setup has been manufactured to verify the simulation results. This setup has fixed bulging length and the ability of applying axial feed. To bulge the tube under fixed strain ratio, different loading curves (internal pressure versus axial feed) have been created. Using loading curves and prediction of ductile fracture criteria, FLCN and FLCF have been obtained and compared with experimental ones. Predicted FLCN using ductile fracture criteria have been compared with M-K Model too. Results show that the criteria which consider the effect of stress triaxiality on the prediction of fracture are more appropriate for tube hydroforming. Prediction of Ayadaʹ s criterion and Riceʹ s criterion have the best conformity with the experimental results.