بررسی تئوری و تجربی شکل دهی انفجاری مخروط و کنترل چروکیدگی ناشی از ناپایداری
چکیده
در شکل دهی انفجاری مخروط، ورق بر روی یک قالب با حفره مخروطی بدون هیچگونه مهاری قرار گرفته و ماده منفجره در فاصله معینی از آن استقرار می یابد، انفجار ماده منفجره سبب رانده شدن ورق به درون حفره مخروطی قالب شده و ور ق شکل مخروط بخود می گیرد. جهت افزایش راندمان، تجهیزات در یک مخزن آب قرار گرفته و انفجار در زیر آب صورت می پذیرد. در این تحقیق فرآیند شکل دهی انفجاری از سه منظر تحلیلی، عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است که از دو منظر نخست و برخی آزمایشهای تجربی دارای نوآوری هایی می باشد. در مدل تحلیلی ارائه شده فرض شده است که پروفیل تغییر شکل ورق، در اثنا فرآیند شکل دهی انفجاری، بصورت یک مخروط ناقص می باشد که با گذشت زمان، در صورت اعمال فشار مناسب، به سمت یک مخروط کامل میل می کند. همچنین از تغیرات ضخامت ورق در اثنا فرآیند صرفنظر گردیده است. از اهم نتایج این مدل تحلیل ارائه معادلاتی جهت تعیین ابعاد هندسی مخروط، توزیع سرعت و جابجایی مرکز ورق بر حسب زمان، توزیع کرنش محیطی نقاط مختلف ورق تغییر شکل یافته بر حسب زمان و جرم ماده منفجره جهت تولید مخروط کامل می باشد. در شبیه سازی عددی از نرم افزار اجزا محدود abaqus-explicit استفاده گردید. نتایج حاصل از این شبیه سازی باضافه برخی نتایج تجربی انطباق مطلوبی با یکدیگر و با نتایج تحلیلی داشته اند.در این تحقیق همچنین پدیده چروکیدگی مخروط در شکل دهی انفجار از نظر تحلیلی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته شده است. مدل تحلیلی ارائه شده بر اساس روش انرژی می باشد که در نهایت منجر به معادله حاکم بر پدیده چروکیدگی در شکل دهی انفجاری مخروط می گردد. با حل این معادله میتوان تعداد و موضع شروع چروک ها را تعیین کرد. همچنین با استفاده از این معادله می توان به بررسی آثار کمی و کیفی خواص مکانیکی و ابعاد ورق بر پدیده چروکیدگی پرداخت و در این تحقیق با بکارگیری ورقگیر، جهت کنترل چروکیدگی، در شکل دهی انفجاری مخروط گام جدید برداشته شده است. میان نتایج تحلیلی و تجربی انطباق مطلوبی وجود دارد.