شبیه سازی یک فرایند هیدروفرمینگ ورقه ای برای قطعات فنجانی شکل تیتانیمی و اعتبارسنجی

محورهای موضوعی : بهینه سازی

فریبرز فروهنده ¹

1 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود

تاریخ دریافت : 1395/06/31 تاریخ پذیرش : 1395/07/10 تاریخ انتشار : 1395/09/01

کلید واژه: المان محدود, هیدروفرمینگ, تیتانیم خالص تجاری, کامپیوتر به کمک مهندسی,

چکیده مقاله :

هیدروفرمینگ ورقه‌ای در بین روش‌های شکل‌دهی به‌دلیل برتری‌هایی مانند بهتربودن کیفیت سطح محصول، نسبت کشش بیشتر، نیاز کمتر به عملیات دوباره مانند ماشین‌کاری متداول گردیده است. تیتانیم و آلیاژهای آن نه تنها به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا بلکه به دلیل توانایی کار در دماهای بالا بسیار پرکاربرد می باشد. در این مقاله فرایند هیدروفرمینگ ورقه‌ای به روش المان محدود شبیه‌سازی شده است. پارامترهای مختلف مانند نیروی ورق‌گیر، نرخ کرنش، فشار سیال، توزیع ضخامت و غیره مورد تحلیل قرار گرفته است. یک دستگاه هیدروفرمینگ ورقه‌ای بر مبنای نتایج حاصل از شبیه‌سازی طراحی و ساخته شده است. دستگاه با انواع فلزات و آلیاژها به‌خصوص فلز تیتانیم مورد آزمایش قرار گرفته است. اعتبار مناسبی از مقایسه نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی به‌دست آمده است. در نهایت خصوصیات مواد محصولات هیدروفرم شده ارائه شده و برتری روش مذکور نسبت به روشهای سنتی به اثبات رسیده است.

چکیده انگلیسی:

Sheet hydroforming process has been come very common between sheet metal forming methods due to some advantages like better surface quality of products, more drawing ratio, less needing to secondary operation etc. Titanium and Titanium alloys are very applicable not only due to high ratio of strength to weight but also because of ability to tolerate work in elevated temperature. In this paper, sheet hydroforming process has been simulated using finite element method. Different parameters like effect of blank holding force, strain rate or ram speed, temperature, fluid pressue, thickness distribution etc have been analyzed. A sheet hydroforming setup based on simulation studies has been designed and fabricated. Setup has been tested for different metals and alloys especially for Titanium. Setup has ability to measure ram speed, blank holding force, total forming load and all the parameters. A good agreement has been found by comparison between simulation and experimental results. Finally, material characterization for sheet hydroformed products has been presented.