مطالعه تجربی و عددی اثر اصطکاک در فرایند انبساط دهی آزاد لوله فولادی زنگ نزن 304 با استفاده از بالشتک کشسان

در سال های اخیر استفاده از روش شکل دهی با بالشتک کشسان به علت انعطاف پذیری بالای این فرایند در تولید قطعات یکپارچه توخالی از ورق و لوله، کیفیت مطلوب سطح و کاهش هزینه تمام شده مورد توجه صنایع خودروسازی، هوافضا و تسلیحاتی قرار گرفته است. در این پژوهش تحلیل عددی و تجربی فرایند انبساط دهی آزاد لوله درزدار فولادی زنگ نزن 304، با استفاده از بالشتک کشسان از جنس پلی اورتان انجام گردید. در شبیه سازی عددی به روش المان محدود از حل گر صریح نرم افزار آباکوس 6.12 برای مدل سازی سه بعدی فرایند استفاده و اثر شرایط اصطکاکی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. رفتار بالشتک به صورت یک ماده ی هایپرالاستیک تراکم ناپذیر با معادله ساختاری مونی-ریولین و لوله فولادی با رفتار الاستیک-پلاستیک و معیار شکست نرم پیش رونده از نوع منحنی حد شکل دهی تحلیل شد. در بخش تجربی از این تحقیق، آزمون فشار لاستیک بر اساس استاندارد astm d575-91 انجام و منحنی تنش-کرنش و ثوابت معادله ساختاری پلی اورتان تعیین گردید. شکل دهی لوله های مدرج فولادی، با استفاده از بالشتک کشسان در شرایط مختلف روانکاری تا رسیدن به آستانه پارگی انجام؛ توزیع کرنش های طولی، محیطی و ضخامتی بدست آمد. نتایج نشان داد سیستم روانکاری مورد استفاده –به ویژه بین لاستیک و لوله- نقش به سزایی در کنترل چروکیدگی، افزایش عمق بالج، کاهش نیروی شکل دهی و انرژی تلف شده ی اصطکاکی فرایند خواهد داشت. همچنین مشخص شد که قطعات سالم بدون چین خوردگی با استفاده از روانکار نایلون بین لاستیک و لوله، و روانکار روغن کشش بین لوله و قالب شکل داده می-شود.