Numerical Investigations on the Effect of Pulsating Pressure on Improvement of Formability in Hydroforming of Bent Tube by FEM
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک
امیر خورسندی
1
(مدرس، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر)
محسن لوح موسوی
2
(استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر.)
کلید واژه: Finite Element Method, Hydroforming, Bent tube, pulsating pressure, Formability,
چکیده مقاله :
In this paper, hydroforming process of bent tubes in T-shaped die is studied for pulsating and linear pressure paths by the finite element method. Forming Limit Diagrams (FLDs) and thickness distribution curves are used to investigate the effect of pulsating pressure on hydroforming process. In addition, the obtained numerical results are compared with experimental results of hydroforming of straight tubes with T-shape protrusions. Itis shown that for tubes with similar bend radius and diameter of bent tube, the formability increases by linear pressure which means pulsating pressure is not so effective. But in the bent tubes whith bend radius larger than tube diameter, pulsating pressure improves formability in hydroforming process. Also, it is found that in hydroforming the pulsating pressure can not increase formability in any bent tube case. In some cases the linear pressure path is more effective for formability.
در این مقاله، فرایند هیدروفرمینگ لوله خمیده در قالب T شکل به روش اجزای محدود شبیه‍سازی شده و در مسیر فشار نوسانی و غیرنوسانی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نمودارهای حد شکلدهی(FLD) و نمودارهای توزیع ضخامت، تاثیر فشار نوسانی بر شکل دهی لوله بررسی شده و نتایج با نمونه‍های تجربی هیدروفرمینگ لولههای مستقیم مقایسه شده است. نشان داده شده برای لوله‍هایی باشعاع خم درحدود اندازه قطر لوله، بهبود شکل‍پذیری در مسیر فشار خطی، بالاتر از فشار نوسانی است و توزیع ضخامت یکنواخت در قسمت برآمده لوله را به همراه دارد. در عوض درشعاع خم بالاتر از قطر لوله، فشار نوسانی باعث بهبود پرشدگی گوشه‍های قالب می‌شود. از نتایج این تحقیق آن است که فشار نوسانی در همه حالات هیدروفرمینگ لولههای خمیده موثر نیست و فشار خطی می‌تواند به بهبود شکلدهی بالاتری منجر شود.
[1] Mac Donald B.J., Hashmi M., Near-Net-Shape Manufacture of Engineering Components using Bulge-Forming Process , J. Mater. Process. Technol., Vol. 120, 2002, pp. 341-347.
[2] www.opton.co.jp.
[3] Mori K., Patwari A.U., Maki, S. , Improvement of formability by Oscillation of Internal pressure in pulsating hydroforming of Tube, Annals of the CIRP, 53-1 (2004), pp. 215-218.
[4] Loh-Mousavi M., Bakhshi-Jooybari M., Mori K., Hyashi K., Improvement of formability in T-shape hydroforming of tubes by pulsating pressure, Key Engineering Materials , Vol. 222, 2008, pp. 1139-1146.
[5] Strano M., Jirathearanat S., Altan T. ,Adaptive FEM Simulation for Tube Hydroforming:a Geometry-Based Approach for Wrinkle Detection, The Ohio State University, Columbus, USA, 2001.
[6] TranaK. , Finite element simulation of the tube hydroforming process – bending, performing and hydroforming , Journal of Materials Processing Technology, 127, 2002, pp. 401–408.
[7] Loh-Mousavi M. ,Bakhshi-jooybari M., Mori K., Maeno T. , Farzin M., Hosseinipoor S.J. , 3-D Finite element simulation of pulsating free bulge hydroforming of tubes, Iranian Journal of Science & Technology, Vol. 32, No. B6, 2008, pp 611-618.
[8] Kim J., Kim S.W., Song W. J., Kang B. S., Analytical and numerical approach to prediction of forming limit in tube hydroforming , Int. J. of Mechanical Sciences, Vol. 47, 2005, pp. 1023-1037.
[9] Singh H., Fundamentals of hydroforming, Society of Manufacturing Engineers, 2003.
