طراحی سیستم هیدروفرمینگ لوله همراه با ارتعاشات آلتراسونیک قالب

تغییر شکل لوله استوانه­ای به لوله با مقاطع چندوجهی با فرایند هیدروفرمینگ لوله، از جمله فرایندهای مهم شکل­دهی است. به دلیل وجود اصطکاک چسبنده، جریان فلزی کاهش یافته و این امر منجر به پر نشدن گوشه­های قالب و ایجاد نازک شدگی زیاد در گوشه­های لوله می­گردد. اعمال ارتعاشات فراصوت به بدنه قالب می تواند شرایط تماسی را بهبود بخشد. مقاله حاضر با هدف بهبود فرایند از لحاظ میزان شکل­پذیری و همچنین به لحاظ یکنواختی ضخامت دیواره مقطع، به بررسی تئوری و آزمایشگاهی اثر اعمال ارتعاشات بر بدنه قالب هیدروفرم لوله پرداخته است. با مدلسازی اجزاء محدود فرایند هیدروفرمینگ فراصوت لوله (فشار داخلی همراه با اعمال ارتعاشات فراصوت) و مقایسه آن با مدل اجزاء محدود همین فرایند در حالت کلاسیک (تنها با فشار داخلی) امکان بررسی میزان بهبود فرایند با استفاده از ارتعاشات قالب فراهم شده است. علاوه بر آن، تحلیل اجزاء محدود مودال و هارمونیک برای طراحی مجموعه­ی هیدروفرمینگ فراصوت بکار رفته است. با کمک این تحلیل­ها دو طرح پیشنهادی برای هیدروفرمینگ لوله فراصوت ارائه و مورد آزمایش تجربی قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد با استفاده از متمرکز­کننده طرح دوم، میزان شکل­پذیری و یکنواختی ضخامت دیواره به مقدار بیشتری بهبود می­یابد.