مطالعه تجربی و عددی اثر پروفیل سنبه بر نسبت کشش در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی

در این پژوهش شکل دهی قطعه های استوانه ای با پیشانی تخت، محدب و مقعر مورد مطالعه قرار گرفته است. شکل دهی این قطعه ها و دست یابی به نسبت کشش بالا با فرایند کشش عمیق، موضوع دشوار و پیچیده ای محسوب می گردد و نیاز به چند مرحله کشش دارد. از آنجایی که تا کنون در زمینه هیدروفرمینگ این قطعه ها و بررسی اثر پارامترهای هندسی و فرایندی تحقیق جامعی گزارش نشده است، در این پژوهش شکل دهی این قطعه ها با استفاده از روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به صورت تجربی و شبیه سازی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، قطعه های استوانه ای به قطر mm7/41 با استفاده از ورق هایی از جنس مس خالص شکل داده شده و تاثیر برخی از پارامترهای هندسی قالب یعنی شعاع گوشه و ارتفاع تقعر سنبه، شعاع لبه ماتریس، فاصله بین ورق گیر و ماتریس و پارامترهای فرایندی یعنی مسیر فشار و ضریب اصطکاک بر توزیع ضخامت، نیروی شکل دهی و نسبت کشش مطالعه شد. در بررسی منحنی توزیع ضخامت قطعه های با پیشانی های تخت و محدب مشاهده شد که با افزایش فشار بیشینه توزیع ضخامت یکنواخت تر می شود. افزایش فشار به بالاتر از یک حد معین تاثیری در بهبود ضخامت قطعه ها ندارد. در قطعه های مقعر، پس از شکل گیری پروفیل مقعر، فشار تاثیری بر کاهش ضخامت نواحی بحرانی ندارد. همچنین مشاهده شد که پارامترهای هندسی قالب و فرایندی نظیر اصطکاک بر توزیع ضخامت قطعه ها تاثیر دارند و می توان با انتخاب مناسب پارامترها، به توزیع ضخامت یکنواخت تری دست یافت. بعلاوه، نتایج نشان داد که نسبت کشش قطعه های استوانه ای با پیشانی تخت و محدب با هم برابر بوده و افزایش شعاع گوشه سنبه تاثیری بر نسبت کشش آن ها ندارد. نسبت کشش قطعه های مقعر اندکی کمتر از نسبت کشش قطعه های محدب و تخت است و ارتفاع تقعر، نسبت کشش این قطعه ها را تحت تاثیر قرار می دهد، در حالیکه شعاع گوشه سنبه اثری بر آن ندارد. همچنین با بررسی پارامترهای فرایندی و هندسی قالب بر نسبت کشش مشاهده شد که این پارامترها نیز نسبت کشش را تحت تاثیر قرار می دهند و با انتخاب مناسب پارامترهای هندسی و فرایندی می توان به نسبت کشش بیشتر در قطعه های استوانه ای دست یافت.