بررسی تجربی و شبیه سازی اجزای محدود فرآیند شکل دهی گرم به روش دمش گاز در قالب های مخروطی

قطعات مخروطی در صنعت دارای کاربرد گسترده ای می باشند، به طوری که در صنایع هوا فضا و صنایع نظامی کاربرد روز افزونی دارند. این قطعات با روش های متنوعی تولید می شوند که هر یک از این روش ها دارای معایب خاص خود می باشند. فرآیند شکل دهی به روش دمش گاز یکی از روش های نوین است که در شکل دهی قطعات پیچیده مانند قطعات مخروطی استفاده می شود. در این پژوهش، شکل دهی ورق آلیاژ al5083 در قالب مخروط ناقص با فرآیند دمش گاز به صورت تجربی و شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در آزمایش تجربی، ابتدا ورق با قطر mm150 به وسیله ورق گیر در پیرامون مهار شده و تا درجه حرارت مورد نظر (c?400، c?450 و c?500) گرم می شود. سپس ورق به کمک فشار گاز به حفره قالب دمیده شده و شکل قالب را می گیرد. نرم افزار تجاری المان محدود abaqus/standard 6.8 جهت شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر پارامترهای هندسی از جمله زاویه، نسبت قطر دهانه به ارتفاع قالب و نیز اثر درجه حرارت فرآیند و فشار بر پرشدگی گوشه قالب و توزیع ضخامت قطعات تولید شده با استفاده از فرآیند شکل دهی به روش دمش گاز است. جهت تعیین تاثیر پارامترها، پرشدگی گوشه قالب و توزیع ضخامت قطعات در فشار متفاوت مطالعه شده است. معیار پرشدگی، شعاع انحنای گوشه ی بالایی قطعه می باشد که با کاهش شعاع مقدار پرشدگی افزایش می یابد. نتایج شبیه سازی و تجربی از تطابق خوبی برخوردار بوده اند. نتایج نشان می دهد با افزایش فشار شکل دهی، شعاع انحنای گوشه ی قطعه کاهش می یابد و قالب بیشتر پر می شود و نیز با افزایش درجه حرارت، فشار مورد نیاز برای شکل دهی کاهش می یابد. با کاهش زاویه مخروط در فشارهای بالاتر پرشدگی قالب بیشتر می شود و نیز با کاهش نسبت قطر بزرگ به ارتفاع مخروط (d/h)، شعاع انحنای گوشه ی قطعه کاهش یافته و پرشدگی قالب افزایش می یابد. مسیرهای فشار اعمالی به ورق هیچگونه تاثیری بر توزیع ضخامت قطعه ندارند و توزیع ضخامت به پروفیل قالب بستگی دارد. با افزایش زمان در فشار و دمای ثابت، شعاع انحنای گوشه ی قطعه کاهش یافته و پرشدگی قالب افزایش می یابد.