بررسی تجربی و شبیه ‏سازی تاثیرات فشار بر توزیع ضخامت و شکل سطح مقطع نهایی لوله در فرآیند خم‏کاری کششی دورانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکده مهندسی مکانیک

3 استادیار دانشگاه کاشان

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

چکیده

در میان انواع روش‏های جدیدی که جهت تولید خم مطلوب مورد استفاده قرار گرفته‏اند، خم‏کاری کششی دورانی به عنوان معمول‏ترین و تحت کنترل‏ترین روش خم‏کاری لوله شناخته شده است. در این پژوهش، خمکاری کششی دورانی هیدرولیکی لوله آلومینیومی با آلیاژ 6063 به منظور بررسی تاثیر نوع قالب خم‏کاری بر روی کیفیت خم تولید شده از نظر توزیع ضخامت و شکل سطح مقطع لوله با دو نسبت شعاع خم ثابت (1 برابر و 6/1 برابر قطر) و شعاع خم متغیر مورد ارزیابی قرار گرفته است. اثر فشار سیال داخلی بر کیفیت لوله‏های خمیده بصورت تجربی و شبیه‏سازی بررسی گردید. فاکتورهای ارزیابی کیفیت لوله خمیده شده، بیضوی شدن و تغییرات ضخامت لوله بوده است. نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین مقدار بیضوی شدن سطح مقطع در خم‏کاری با شعاع ثابت در زاویه 33 درجه و برای خم شعاع متغیر در زاویه 5/22 درجه رخ می‏دهد. با بررسی نحوه شکل‏گیری لوله در فرآیند خم‏کاری کششی دورانی لوله به همراه فشار سیال داخلی، مشاهده گردید که حداکثر میزان بیضوی شدن در حالت بدون استفاده از فشار سیال داخلی در نسبت شعاع خم 1، 6/1 و شعاع خم متغیر، بترتیب 46/48%، 68/17% و 6/19% می باشد. در حالیکه در فشار 8/3 مگاپاسکال، حداکثر میزان بیضوی شدن در نسبت شعاع خم ثابت 6/1 و شعاع متغیر بترتیب 82/10% و 22/11% می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical Investigation of Pressure-Induced Changes in Tube Thickness Distribution and Cross-Section during Rotary Bending

نویسندگان [English]

  • Farzad Ahmadi khatir 1
  • Majid Elyasi 2
  • Hossein Talebi-Ghadikolaee 3
  • Vahid Modanloo 4
1 Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Faculty of Mechanical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
3 Faculty of Mechanical Engineering
4 Mechanical Engineering Department, Sirjan University of Technology, Kerman, Iran
چکیده [English]

Among the innovative techniques employed to achieve desired bends, rotational tensile bending has emerged as the most prevalent and controlled method for tube bending. This research focuses on the hydraulic rotational tensile bending of aluminum tubes made from alloy 6063. The primary objective is to examine the influence of the bending die type on the quality of the resulting bend, particularly in terms of thickness distribution and cross-sectional shape. The study involves two constant bend radius ratios as well as variable bending radii. The impact of internal fluid pressure on the quality of the bent tubes is investigated. The quality assessment criteria for the bent tubes include ovality and variations in tube thickness. The obtained results demonstrate that the highest level of ovality in the cross-section occurs during fixed-radius bending at an angle of 33 degrees, while variable-radius bending at an angle of 22.5 degrees exhibits maximum ovality. Furthermore, the findings from the thickness distribution analysis reveal that, under constant pressure conditions, the curvature of the bend radius significantly influences thickness distribution. By examining how the tube is formed in the process of rotational tensile bending of the tube with internal fluid pressure, it was observed that the maximum amount of ovality in the state without using internal fluid pressure in the bending ratio of 1, 1.6 and variable radius, 48.46%, 17.68% and 19.6% respectively. While at a pressure of 3.8 MPa, the maximum amount of ovality in the bending ratio 1.6 and variable radius is 10.82% and 11.22%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bending
  • Hydroforming pressure
  • Thickness distribution
  • Tube bending simulation
CAPTCHA Image