بررسی تجربی و شبیه سازی اجزای محدود بهبود پرشدگی گوشه های قالب در هیدروفرمینگ لوله های پله ای جعبه ای شکل

قطعات لوله ای نظیر لوله های پله ای جعبه ای شکل، عمدتاً از طریق فرآیند هیدروفرمینگ لوله تولید می شوند. ایجاد گوشه های تیز در هیدروفرمینگ لولهها بسیار مشکل و یا حتی غیر ممکن است. در شکل دهی این قطعات، پرشدن کامل حفره های قالب و ایجاد گوشه های تیز، مستلزم بالا بردن فشار است که این امر باعث نازک شدگی موضعی و پاره شدن گوشه های لوله می گردد. بنابراین گوشه های قطعات در مقایسه با دیگر قسمت ها، عموماً دارای ضخامت کمتری هستند. در این پژوهش به منظور بهبود پرشدن گوشه های قالب قطعات پله ای جعبه ای شکل، قالب جدیدی ارائه شده است. مجموعه قالب پیشنهادی، در مقایسه با قالب های معمول هیدروفرمینگ لوله، دارای دو بوش اضافی است. مراحل شکل دهی لوله در مجموعه قالب جدید بدین ترتیب است که ابتدا لوله درون قالب قرار داده می شود و پس از پرشدن به وسیله روغن، با استفاده از دو سنبه از دو طرف آب بندی می گردد. سپس با افزایش فشار داخلی، لوله بالج شده و با دیواره های ثابت قالب تماس پیدا می کند. در ادامه، بوش های بالایی و پایینی حرکت داده می شوند تا حفره قالب به طور کامل پر شود. فرآیند شکل دهی در این قالب شامل مراحل بالجینگ(پیش فرم) و شکل دهی نهایی(کالیبراسیون) است. نتایج به دست آمده حاکی از این بود که با استفاده از مجموعه قالب جدید، می توان قطعاتی با گوشه های تیزتر و توزیع ضخامت یکنواخت تر، در مقایسه با قالب های معمول تولید نمود. همچنین در این پژوهش، قالب پیشنهادی شبیه سازی شده و پرشدن حفره قالب مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی فرآیند از نرم افزار اجزای محدود abaqus 6.8 استفاده شده است. قالب جدید پس از طراحی ساخته شده و تعدادی آزمایش بر روی آن انجام گرفته است که نتایج آزمایش ها با نتایج شبیه سازی مطابقت خوبی داشته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در مقایسه با تحقیقات پیشین، قالب هیدروفرمینگ جدید، باعث بهبود پرشدن گوشه های قالب لوله های پله ای جعبه ای شکل می گردد. عدم پیچیدگی قالب و فشار شکل دهی نسبتاً پایین از دیگر مزایای این قالب است. همچنین توزیع ضخامت در قطعات نیز با کمک شبیه سازی اجزا ی محدود و آزمایش تجربی مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که با استفاده مجموعه قالب جدید می توان به توزیع ضخامت نسبتاً یکنواختی در قطعات دست یافت.