بررسی آزمایشگاهی و شبیه‏سازی پارامترهای خم‏کاری بر میزان برگشت فنری لوله در فرآیند خم‏کاری کششی دورانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فرزاد احمدی خطیر ¹
• مجید الیاسی ²
• حسین طالبی قادیکلایی ³
• وحید مدانلو ⁴

¹ استادیار دانشگاه سمنان

² دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی مکانیک

³ استادیار دانشگاه کاشان

⁴ دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

10.22067/jacsm.2023.84485.1204

چکیده

خم‌کاری لوله‏های آلومینیومی با نسبت خم بحرانی نیازمند به کارگیری روش های نوین خم‌کاری می‌باشد. در این پژوهش روش جدیدی از خم‌کاری کششی ‌دورانی با قالب خم انحنای متغیر ارایه شده است. برخلاف روش‌های مرسوم که لوله‌های توخالی با سطح مقطع گرد با یک شعاع ثابت خم می‌شوند، در این روش به صورت تدریجی از یک شعاع بزرگ به شعاع کوچک تغییرشکل می‌دهد. برای تعیین انحنای قالب خم، یک منحنی اینولوت به عنوان معادله مکان هندسی انحنای متغیر قالب خم در نظر گرفته شده است. با توجه به توسعه هیدروفرمینگ لوله‌ها، سیال تحت فشار به‌جای مندرل در فرآیند خم‌کاری کششی دورانی لوله استفاده شده است. برای این منظور یک لوله جدار نازک آلومینیومی از آلیاژ 6063 ( با نسبت قطر به ضخامت برابر 88/13) تهیه شده است. سپس توسط خم‌کاری کششی‌دورانی در نسبت شعاع خم به قطر 1، 6/1 و انحنای متغیر با زاویه 90 درجه خم گردیده است. تاثیر فشار سیال داخلی و انحنای قالب خم بر میزان برگشت فنری لوله با استفاده از شبیه‌سازی و تست‌های تجربی مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته است. نتایج نشان داد که در یک فشار ثابت، برگشت‌ فنری لوله خمیده توسط قالب خم شعاع متغیر نسبت به قالب خم شعاع ثابت کمتر می‌باشد. فشار داخلی بر روی برگشت فنری لوله خمیده تاثیر نامحسوسی دارد.

کلیدواژه‌ها

• خمکاری
• قالب شعاع متغیر
• فشار سیال هیدروفرمینگ
• برگشت فنری لوله

موضوعات

• شکل دهی

---

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation and Numerical simulation of bending parameters on the spring back of the tube in the rotational bending process

نویسندگان [English]

• Farzad Ahmadi khatir ¹
• Majid Elyasi ²
• Hossein Talebi-Ghadikolaee ³
• Vahid Modanloo ⁴

¹ Department of mechanical engineering, Semnan university

² Faculty of Mechanical Engineering, Babol Noshirvani university of technology

³ Faculty of Mechanical Engineering

⁴ Mechanical Engineering Department, Sirjan University of Technology, Sirjan, Iran

چکیده [English]

Tube bending with a critical bending ratio necessitates the exploration of new bending methods. This research introduces a novel approach to rotational bending using a variable curvature bending die. Unlike conventional techniques that employ fixed-radius bending for hollow tubes with a round cross-section, this method gradually transitions the shape from a large radius to a small radius. To determine the curvature of the bending die, we employ an involute curve as the geometric equation governing the variable curvature of the bending die. With the advancement of tube hydroforming, pressurized fluid is employed instead of a mandrel in the rotational bending process. To investigate this, a thin-walled aluminum tube composed of 6063 alloys (with a D/t ratio of 13/88) is prepared and subjected to rotational tensile bending at critical bending radius ratios of D1, D1.6, and variable curvature, all at a 90-degree angle. Both simulation and experimental tests are utilized to analyze the impact of internal fluid pressure and bending die curvature on tube springback. The results demonstrate that, under constant pressure conditions, the use of a variable-radius bending die results in reduced springback compared to a fixed-radius bending die. Furthermore, the effect of internal pressure on the springback of the bent tube is found to be negligible.

کلیدواژه‌ها [English]

• Bending
• Variable radius die
• Fluid hydroforming pressure
• Tube spring back