این مقاله به تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ متقارن محوری ورق با در نظر گرفتن شعاع گوشه قالب و ضخامت متغیر برای قسمت گنبدی شکل ورق، می پردازد. هدف از انجام این مطالعه، محاسبه توزیع ضخامت در ورق تغییر شکل یافته و همچنین محاسبه میزان فشار شکل دهی لازم در دو حالت نیروی ورق گیر زیاد و نیروی ورق گیر کم می باشد. برای تحلیل، ابتدا یک رابطه برای تغییرات ضخامت قسمت گنبدی شکل ورق پیشنهاد شده و با اعمال قانون تراکم ناپذیری در تغییر شکل پلاستیک، توزیع ضخامت به دست آمده است. سپس بر اساس توزیع ضخامت به دست آمده، کرنش ها و تنش ها در سراسر نقاط ورق و همچنین انرژی کرنشی ورق محاسبه شده اند. با مساوی قرار دادن انرژی کرنشی با کار انجام شده توسط فشار سیال، فشار شکل دهی لازم در هر مرحله تغییر شکل محاسبه شده است. به منظور اعتباردهی به تحلیل حاضر، نتایج به دست آمده با نتایج سایر محققان مقایسه شده است.

ارتعاشات ناشی از سیال در لوله های حامل سیال می تواند باعث خستگی و شکست در این سیستم ها شود، از این رو کنترل ارتعاشات ناخواسته و کاهش دامنه نوسانات در لوله های حامل سیال حائز اهمیت می باشد. بدین منظور، در تحقیق حاضر با ارائه جاذب ارتعاشی غیر فعال برای لوله های حامل سیال، تاثیر پارامترهای جاذب بر مشخصه های ارتعاشی سیستم بررسی شده است. معادلات حاکم بر حرکت با استفاده مستقیم از قانون دوم نیوتن استخراج و با حل تحلیلی معادلات بر مبنای سری های توانی، معادله مشخصه و شکل مودهای ارتعاشی سیستم استخراج شده است. پس از صحه سنجی نتایج، تاثیر پارامترهای جاذب ارتعاشی و سرعت سیال بر مشخصه های ارتعاشی لوله حامل سیال بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تاثیر جاذب بر کاهش حداکثر دامنه نوسانات با افزایش جرم جاذب کمتر شده و در سرعت های مختلف سیال، با تعیین مقدار مناسب پارامترهای جاذب، می توان دامنه نوسانات سیستم را به صورت قابل ملاحظه ای کاهش داد. استفاده از جاذب ارتعاشی مناسب باعث می شود تا در سرعت های سیال نزدیک به سرعت بحرانی سیال که دامنه نوسانات سیستم به بیشترین مقدار خود می رسد، حداکثر دامنه نوسانات سیستم به ازای جاذب واقع در موقعیت 0.07 از انتهای لوله در حدود 98 درصد کاهش یابد. روش ارائه شده در تحقیق حاضر به سهولت می تواند جهت طراحی جاذب ارتعاشی غیر فعال برای لوله های حامل سیال با انواع مختلف شرایط مرزی مورد استفاده قرار گیرد.

در فرایند هیدروفرمینگ لوله، جریان نامناسب فلزی ناشی از شرایط اصطکاکی، سبب پر نشدن گوشه های قالب و نازک شدگی زیاد نواحی نزدیک به گوشه های قالب می گردد. اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به بدنه قالب می تواند شرایط تماسی را بهبود بخشد. مقاله حاضر با هدف بهبود فرایند از لحاظ میزان شکل پذیری و همچنین به لحاظ یکنواختی ضخامت دیواره مقطع، به بررسی اثر اعمال ارتعاشات بر بدنه قالب هیدروفرم لوله پرداخته است. ابتدا یک مدل عددی بر اساس روابط هندسی و حالت تنش و کرنش بنا شده است که قادر است ضخامت دیواره و شعاع گوشه لوله را محاسبه نماید. در این مدل اثر ارتعاشات آلتراسونیک به صورت تغییر در شرایط اصطکاکی اعمال می شود. با مدلسازی اجزاء محدود فرایند فرایند هیدروفرمینگ آلتراسونیک لوله (فشار داخلی همراه با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک) و مقایسه آن با مدل اجزاء محدود همین فرایند در حالت کلاسیک (تنها با فشار داخلی) امکان بررسی میزان بهبود فرایند با استفاده از ارتعاشات قالب فراهم شده است. نتایج نشان می دهد با استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک، میزان پرشدگی گوشه های قالب افزایش قابل توجهی داشته و علاوه بر آن ضخامت دیواره لوله نیز یکنواختی بیشتری دارد.

دبل بالج هیدروفرمینگ یکی از شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله است که در آن به جای استفاده از لوله به عنوان قطعه خام، از قطعه کشش عمیق استفاده شده و پس از پر شدن محفظه از سیال تحت فشار، به شکل قالب شکل داده می شود. در این مقاله نتایج حاصل از شکلدهی قطعاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فشارهای مختلف به روش دبل بالج هیدروفرمینگ ارایه شده است. پس از اندازه گیری بیشینه تغییر ارتفاع (بیشینه قطر خارجی) در منحنی های شکل داده شده توسط ماشین اندازه گیری مختصات، ضخامت در طول پروفیل توسط آزمایش ضخامت سنجی اولتراسونیک اندازه گیری شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر مستقیم فشار بر بیشینه تغییر ارتفاع و تغییرات ضخامت است همچنین مشاهده می شود که تغییرات ضخامت در این روش نسبت به سایر روشهای شکلدهی قطعات (مانند اسپینینگ سنتی) بسیار اندک است. در بخش دیگر، فرایند به کمک نرم افزار جامع ABAQUS 6.4 شبیه سازی شده و اثر پارامترهای موثر بر شکلدهی مانند ضریب اصطکاک و پارامترهای مرتبط با خواص ماده مانند مدول الاستسیته، تنش تسلیم و ضریب کرنش سختی مورد بحث قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که مانند سایر شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله، با افزایش ضریب اصطکاک، بیشینه تغییر ارتفاع کاهش یافته و تغییرات ضخامت افزایش می یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ارتعاش لرزه که در این تحقیق بر روی آن تمرکز شده است، نوعی ارتعاش خود برانگیخته است که در فرآیندهای گوناگون ماشین کاری نظیر فرزکاری و تراشکاری به وجود می آید. این نوع از ارتعاشات بعد از ایجاد به سرعت رشد کرده و پروسه ماشینکاری را ناپایدار می کند. از عوارض این پدیده می توان به سر و صدای اضافی دستگاه، سطوح موجدار، براده های منقطع همچنین شکست ابزار و اجزای ماشین اشاره کرد. عمق برش مهمترین پارامتر بروز لرزه در فرآیند تراشکاری است. اجتناب از عمق برش بحرانی سبب اطمینان از پایداری فرآیند خواهد بود. از روشهای به دست آوردن عمق برش بحرانی، مدلسازی فرآیند است. فرآیند تراشکاری ارتعاشی با مزیت های فراوان دارای ماهیتی متفاوت از تراشکاری سنتی است. در این مقاله به کمک مدلسازی این فرآیند و حل عددی آن، مقادیر عمق برش بحرانی به دست آمده و به کمک آزمایش و قیاس با تراشکاری سنتی صحت سنجی آن انجام شده است. در فرآیند تراشکاری ارتعاشی، هرچه نسبت زمان براده برداری به کل تناوب ارتعاش کمتر باشد، فرآیند پایداری بیشتری خواهد داشت. این نسبت با فرکانس و دامنه ارتعاش نسبت مستقیم و با سرعت برشی نسبت عکس دارد.