مطالعه تحلیلی و تجربی تاثیر فشار داخلی سیال در شکل دهی لوله های کنگره ای

لوله های کنگره ای فلزی قطعاتی هستند که در سیستمهای تاسیساتی برای جلوگیری از انبساط نامنظم لوله ها در اثر دما، جذب ارتعاشات محیط و حرکتهای مکانیکی، کنترل دمای سیستمهای تبرید یا تهویه کننده ها بکار می روند. علاوه بر کاربرد آنها در صنایع تاسیسات، کاربردهای دیگری نیز در صنایع نظامی، صنایع شیمیایی، صنایع خودروسازی و دیگر صنایع دارند. تولید لوله های کنگره ای به روش هیدروفرمینگ، در دو دهه اخیر افزایش بسیار زیادی یافته است. مراحل بشکه ای شدن و جمع شدن صفحات قالب از مهم ترین مراحل تولید این قطعات می باشند زیرا کیفیت قطعه نهایی تولید شده، وابسته به تولید صحیح قطعه در هر یک از این مراحل می باشد. با این وجود، به دلیل پیچیدگی اثر پارامترهای موثر در فرآیند نظیر فشار، تغذیه محوری، نیروی اصطکاک و هندسه قطعه، تولید قطعات با این روش همواره با مشکلاتی همراه بوده است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تجربی و تحلیلی فرآیند هیدروفرمینگ لوله های کنگره ای در دو مرحله انبساط آزاد و جمع شدن صفحات قالب به منظور بررسی تاثیر فشار داخلی سیال در شکل دهی این لوله ها می باشد. در این پایان نامه مدل تحلیلی برای پیش بینی تحلیلی فشار شکل دهی در مرحله انبساط آزاد و همچنین پیش بینی تحلیلی نیروی بسته شدن قالب در مرحله جمع شدن صفحات قالب ارائه گردیده است. نتایج حاصل از مدل تحلیلی با آزمایشات تجربی مقایسه گردیده و مطلوبیت تحلیل انجام شده نشان داده شده است. در ادامه اثر پارامترهایی مانند توان کار سختی، شعاع اولیه، طول آزاد و ضخامت اولیه لوله در مرحله انبساط آزاد بر روی فشار مورد نیاز برای شکل دهی به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و همچنین به بررسی پایداری در تولید این لوله ها پرداخته شده است. بررسی پارامترهای موثر بر نیروی بسته شدن قالب از قبیل فشار بسته شدن، ضخامت و شعاع لوله نیز به صورت تحلیلی انجام گردیده است. نشان داده شده است که توان کار سختی، طول آزاد، ضخامت و شعاع لوله اولیه از پارامترهای بسیار موثر بر فشار شکل دهی می باشند و همچنین در میان پارامترهای دیگر، فاصله بین صفحات قالب که تعیین کننده طول آزاد لوله می باشد به همراه شعاع لوله اولیه بر محل شروع ناپایداری در تولید تاثیر مستقیم دارند.