بررسی تجربی و اجزای محدود فرآیند شکل‌دهی با ضربه مایع برای لوله‌های آلومینیومی جدار نازک AA6063

Abstract

امروزه یکی از مهم‌ترین عوامل در صنعت، تولید در کوتاه‌ترین زمان ممکن با کمترین هزینه و بالاترین کیفیت می‌باشد. در این راستا، محققان روی به سوی ابداع روش‌ها و تکنولوژی‌های جدید برای برآوردن این نیازهای صنعت آورده‌اند. یکی از این روش‌ها، شکل‌دهی با ضربه مایع است که به طور فزاینده‌ای در حال گسترش در صنعت به خصوص صنایع خودروسازی و هوافضا می‌باشد. در این روش، که از فرآیندهای هیدروفرمینگ لوله‌ای محسوب می‌شود، شکل‌گیری با استفاده از فشار مایع صورت می‌گیرد. در این مقاله، فرآیند شکل دهی با ضربه مایع برای یک لوله جدار نازک از جنس آلومینیم به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. در بخش تجربی، به منظور تغییر شکل سطح مقطع لوله آلومینیومی به یک چندضلعی، قالبی طراحی و ساخته شد که در انتهای فرآیند، شکل هندسی استوانه لوله را به یک پروفیل با سطح مقطعی تقریباً مشابه با ذوزنقه تبدیل می‌نماید. آزمایش‌ها نشان داد که قالب از نوع سنبه ماتریس در این فرآیند برای هندسه مورد نظر مناسب نمی‌باشد، در حالی که با استفاده از قالب دیگری که شامل سه قسمت بود شکل‌دهی به خوبی انجام گرفت. در ادامه، شبیه‌سازی این فرآیند با استفاده از روش اجزای محدود انجام گرفت و نتایج مربوط به توزیع تنش فون مایزز، تغییر مکان‌ها، انرژی کرنشی، انرژی داخلی، تغییر ضخامت و نیروی لازم برای انجام فرایند استخراج شد. توزیع تغییر مکان لوله در نواحی مختلف نشان داد که هیچ چروکیدگی در نمونه ایجاد نگردید. مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی و کار تجربی مطابقت خوبی بین آن‌ها نشان داد.