تحلیل کرانه بالایی فرآیند هیدروفرمینگ لوله
چکیده
امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به روش هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به دیگر روش های شکل دهی دارد به صورت گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده، نسبت استحکام به وزن بالاتر و تولید قطعات با کیفیت سطح بالاتر از جمله این مزایا می باشند. در این پایان نامه به مقایسه روش های تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله متقارن محوری در قالب باز و ارایه یک مدل جدید پرداخته می شود. هدف از انجام تحلیل، محاسبه توزیع ضخامت در لوله تغییر شکل یافته و محاسبه میزان فشار شکل دهی لازم در هر مرحله تغییر شکل لوله می باشد. برای تحلیل، یک شکل هندسی برای لوله تغییر شکل یافته پیشنهاد شده است. ابتدا به تحلیل فرض شکل کروی برای کمان بیرونی توسط روش کرانه بالایی و روش انرژی پرداخته شده است. در روش کرانه بالایی با استفاده از میدان سرعت مجاز مقادیر نرخ کرنش و کرنش معادل محاسبه شده است و در انتها توان ناشی از تغییر شکل محاسبه می شود و با تقسیم توان داخلی بر مشتق تغییر حجم سیال نسبت به زمان فشار به دست می آید. سپس به تحلیل فرآیند با سه فرض دیگر که شامل هندسه کمان بیرونی به صورت بیضی، منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت دو کره غیر هم مرکز و منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت تابع کسینوسی باشد با استفاده از روش انرژی پرداخته می شود. در روش انرژی با استفاده از قانون تراکم ناپذیری توزیع ضخامت به دست می آید. سپس با استفاده از توزیع ضخامت و معادلات حاکم، انرژی کرنشی برای لوله محاسبه شده و فشار مورد نیاز برای شکل دهی نیز محاسبه شده است. در انتها به تحلیل یک فرض جدید که منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت دو کمان از دو بیضی هم مرکز و با اندازه قطر های کوچک و بزرگ متفاوت پرداخته می شود. به منظور اعتبار دهی به تحلیل حاضر، نتایج به دست آمده با نتایج تحلیل و شبیه سازی عددی سایر محققان مقایسه شده اند.