مطالعه تجربی و شبیه سازی اجزای محدود هیدروفرمینگ قطعات مخروطی ورق های دولایه به روش هیدرودینامیکی با فشار شعاعی

امروزه ورق¬های فلزی چند لایه، موارد استفاده مختلف در صنایعی از قبیل هوا فضا و خودرو دارند. در این بین استفاده از ورق¬های دولایه فلزی به¬دلیل ایجاد خواص ترکیبی در صنایع مختلف توسعه یافته است. فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی می¬تواند در شکل دهی این گونه ورق ها مورد توجه قرار گیرد. شکل دهی قطعات مخروطی در صنعت یکی از فرایند¬های پیچیده است. زیرا به¬علت تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل دهی، تنش زیادی به ورق اعمال می¬شود و باعث پارگی آن خواهد شد. در این پژوهش کشش عمیق به¬روش هیدرو دینامیکی با فشار شعاعی ورق¬های دولایه از نظر تجربی و شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس بررسی گردید. ورق دولایه از جنس فولاد (st13) و آلومینیوم (al1050) انتخاب شد. آزمایش¬های متعددی براساس مسیر فشارهای مختلف انجام شد و فشارهای بحرانی تعیین کننده، به¬دست آمد. پارامتر¬هایی از قبیل توزیع ضخامت در مسیر فشارهای مختلف، عیوب احتمالی ایجاد شده در طی فرایند و اثر ترتیب چیدمان ورق¬ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می¬دهد بحرانی ترین ناحیه در فرایند هیدروفرمینگ قطعات دولایه مخروطی، ناحیه تماس با شعاع سر سنبه است. در فشار¬های پایین به علت عدم تماس کامل ورق با سر سنبه، عیوبی از قبیل پارگی، چروکیدگی و گلویی شدن در آن رخ می¬دهد. در یک مسیر فشار معین و مطلوب، قطعه کامل و بدون عیب شکل می¬گیرد و در مسیر فشارهای بالاتر، تأثیری روی کیفیت کشش بوجود نمی¬آید. مسیر فشار مطلوب برای حالت (al/st)، bar250 و برای حالت (st/al)، bar210 به¬دست آمده است. ترتیب چیدمان ورق¬ها در فرایند هیدروفرمینگ اثر مهمی روی فشارهای بحرانی دارد. به¬گونه¬ای که هرگاه ورق با استحکام پایین¬تر در تماس با سنبه باشد، فشارهای بحرانی افزایش می¬یابد. نتایج شبیه سازی توسط آزمایش¬های تجربی تایید شده است.