ارائه ی یک روش نوین جهت تعیین ثوابت معیار شکست نرم لوله ی درزدار فلزی به کمک فرآیند هیدروبالجینگ

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود

2 استادیار، دانشکده‌ی مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود

چکیده

در پژوهش حاضر،به بررسی عددی و تجربی شکست نرم پیش­رونده در فرآیند انبساط­دهی آزاد لوله فولادی زنگ­نزن 304 درزدار، به کمک فشار روغن پرداخته شده است. در بخش عددی که از روش المان محدود لاگرانژی به کمک حل­گر صریح نرم­افزار آباکوس استفاده شد؛ درز جوش به صورت یک نوار نازک، حاوی ضریب ناهمگنی نقص در استحکام و شکل­پذیری مدل گردید. از دیاگرام حد شکل­دهی (FLD) به عنوان معیار شروع آسیب و از پارامتر جابه­جایی پلاستیک موثر با الگوی تغییرات خطی برای مدل­سازی تکامل آسیب استفاده شد. در بخش تجربی، ضمن استفاده از آزمون کشش لوله برای استخراج خواص مکانیکی، انبساط­دهی آزاد به کمک سیال روغن تا رسیدن به آستانه ترکیدگی در نوار درز جوش اجرا؛ قطر بیشینه بالجینگ و فشار بحرانی مربوطه حاصل شد. در تحلیل عددی اثر ضریب ناهمگنی جنس بر فشار بحرانی و همچنین اثر جابه­جایی پلاستیک بحرانی بر قطر بیشینه بالجینگ بررسی و ضمن مقایسه با نتایج تجربی مقادیر ضریب نقص و جا­به­جایی پلاستیک موثر بهینه به ترتیب برابر 0.9 و 0.05 بدست آمد که در این شرایط قطر لوله و فشارروغن در لحظه­ی ترکیدگی با دقتی بیش از 99 % تخمین زده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Kalpakjian S, Schmid SR (2006) Manufacturing engineering and technology. 5th edn. Prentice Hall.

[2]  Kim J, Kang SJ, Kang BS (2003) A prediction of bursting failure in tube hydroforming processes based on ductile fracture criterion. The Int J of Adv Manu Tech 22: 357-362.

[3]  Butcher C, Chen Z, Bardelcik A, Worswick M (2009) Damage-based finite-element modeling of tube hydroforming. Int J of Frac 155: 55-65.

[4]  Chen X, Yu Z, Hou B, Li S, Lin Z (2011) A theoretical and experimental study on forming limit diagram for a seamed tube hydroforming. J of Mat Proc Tech  211: 2012-2021.

[5]  Solhjoei N, Ghazavi H (2012) Prediction of Rupture Using Ductile and MSFLD Damage in T-Shape Tube Hydro-Forming Process. Int J Adv Des and Manu Tech 5: 53-60.

[6]  Li H. Y, Wang X. S, Yuan S. J, Miao Q. B, Wang Z. R (2004) Typical stress states of tube hydroforming and their distribution on the yield ellipse. J of Mat Proc Tech 151: 345-349.

[7]  گردویی م، امیرعبدالهیان ش (1390) بررسی عددی ناپایداری پلاستیک در فرآیند هیدروفرمینگ لوله. پنجمین کنفرانس شکل دهی فلزات و مواد ایران. تهران. دانشگاه شریف.

[8]  Abaqus Reference Manual.

[9]  Makkouk R, Bourgeois N, Serri J, Bolle B, Martiny M, Teaca M (2008) Experimental and theoretical analysis of the limits to ductility of type 304 stainless steel sheet. Eur J of Mech 27: 181-194