مطالعه تجربي تاثير اتصال مكانيكي بر ميزان جذب انرژي لوله هاي دو لايه توليد شده توسط فرآيند فلوفرمينگ

Experimental study of the Effect of Mechanical Joining on Energy Absorption of Bilayer Tubes Produced by flow Forming Process

لوله ­هاي جدار نازك به خاطر سبكي، ظرفيت جذب انرژي بالا و طول لهيدگي زياد يكي از كارآمدترين سيستم ­هاي جذب انرژي مي­ باشند. در اين فرآيند به كمك يك غلتك مي­ توان به صورت تدريجي لوله اوليه را به ضخامت و طول دلخواه تبديل نمود. بر همين اساس در اين پژوهش اتصال مكانيكي لوله ­هاي آلومينيومي و فولادي به منظور توليد لوله­هاي دولايه و افزايش جذب انرژي مورد بررسي قرار مي­ گيرد. ايجاد قفل مكانيكي از طريق ايجاد تغيير شكل پلاستيك بين دو لايه تحت شرايط مشخص فرآيندي بررسي شده است. براي ايجاد قفل مكانيكي رزوه هايي با رزوه­ هاي درشت و ريزبين دو لايه ايجاد گرديد تا لايه­ ها در يكديگر پيچ شوند و به كمك فرآيند فلوفرمينگ گرم اين اتصال را تقويت كرده تا فضاي خالي بين لايه ­ها پر شود. با انجام تست برشي بر روي نمونه­ هاي حلقوي نتيجه گرفته شد كه به كمك فرآيند فلوفرمينگ اتصال قوي بين دو لايه ايجاد مي­ گردد همچنين آزمون لهيدگي لوله­ هاي دو لايه كه به صورت پرسي در يكديگر جا زده شده و به كمك فلوفرمينگ به يكديگر متصل شدند مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد براي نمونه هاي پرس شده در حالتي كه لايه آلومينيومي آنيل شده است ميزان جذب انرژي بهبود مي­ يابد. همچنين براي لوله­هاي فلوفرمينگ شده، نمونه ­اي كه داراي اتصال مكانيكي با رزوه ريزتر است ميزان لهيدگي و جذب انرژي بهتري دارد.

Thin walled tubes are the most efficient energy absorption systems due to their lightness, high energy absorption capacity, and large crushing distance. In this process, a primary tube can be gradually deformed in to the desired thickness and length using simple roller. In this study, mechanical joining of aluminum and steel tubes is investigated to manufacture the bilayer tubes. Mechanical locking through the plastic deformation between two layers has been investigated under specified process conditions. To create a mechanical locking, the two layers were threaded with coarse and fine threads, and then using the warm flow forming the bonding between them was enhanced. It was concluded from the shearing test that the strong bond between the two layers can be created using the flow forming process. Also crushing test of bilayer tubes prepared by pressing and flow forming, have been investigated and it was found that the pressed sample with annealed Al layer has better energy absorption. The flow formed tubes with fine threads have better crushing energy absorption.