نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک، باشگاه پژوهشگران و نخبگان جوان دانشگاه آزاداسلامی واحد خمینی شهر ، اصفهان، ایران
2 دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران
چکیده
امروزه با توجه به نیاز صنایع مختلف به قطعات با استحکام بالا و وزن پایین، روش ساخت قطعات اهمیت بسیاری پیدا کرده است. روش شکل دهی داغ با دمش گاز، فرآیند نوینی است که به دلیل حذف عملیات جانبی مانند جوشکاری، وزن کلی قطعات کاهش یافته، استحکام افزایش و در نهایت زمان تولید کاهش مییابد. در فرآیند هیدروفرمینگ به علت استفاده از سیال آب و یا روغن نمی توان از دماهای خیلی بالا برای شکل دهی استفاده نمود، اما در فرآیند شکل دهی داغ با دمش گاز با توجه به اینکه سیال مورد استفاده گاز است محدودیت دما وجود ندارد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی برای دماهای مختلف 350, 400, 450 درجه سانتی گراد پارامترهای تغذیه محوری و فشار داخلی هرکدام در سه سطح از نظر کمترین مقدار نازک شدگی مورد ارزیابی قرار گرفت که بررسی این حالات با استفاده از شبیه سازی المان محدود بوده است و بهترین حالت بدست آمده مورد آزمون عملی فرآیند بالج آزاد گرم برروی لوله دولایه کامپوزیتی Al6063-AZ80 قرار گرفت. نتایج حاصل از روش تاگوچی و شبیهسازی المان محدود فرآیند نشان میدهد که بالج لوله در دمای 400°c و فشار داخلی به مقدار55bar با تغذیه محوری 4 میلی متر بهترین حالت برای انجام فرآیند شکل دهی داغ با دمش گاز است که آزمایشات عملی نیز در این شرایط با موفقیت انجام پذیرفت و با بیشینه اختلاف 5.49 درصدی در مقدار کاهش ضخامت نسبت به نتایج شبیهسازی تطابق خوبی با آن ها داشت.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Experimental and Finite Element Investigation of Hot Gas Forming Process of A6063-AZ80 Bi-layered Composite Tubes using Taguchi Methods for Design of Experiments
نویسندگان [English]
- Mohammad Amin Shahrokhian Dehkordi 1
- Javad Shahbazi Karami 2
- Gholamhasan Payganeh 3
1 Young Researchers Club and the Elite Islamic Azad University of KhomeiniShahr
2 Faculty of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
3 Faculty of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Ira
چکیده [English]
Given the demand for high strength, light materials in today's industry, fabrication methods implemented for manufacturing parts have become increasingly important. Hot Metal Gas Forming (HMGF) is a novel process that enhances the strength of the parts, while reducing total weight and fabrication time, due to the elimination of auxiliary processes such as welding. High temperatures are not feasible in hydroforming given the presence of water/oil in the forming process; however, there is no temperature limit in HMGF as the working fluid is gas. Drawing on Taguchi methods of experimental design, first, the axial feed and the internal pressure were evaluated at different temperatures (350, 400, 450 °C) and at three levels in terms of lowest thinning. The evaluation was performed through finite element simulation and the resulting optimum conditions were experimentally applied in bulge forming of a double-walled composite Al6063-AZ80 tube. The results of Taguchi methods and finite element simulation show that bulge forming of the tube at 400 °C with an internal pressure of 55 bar and axial feed of 4 mm is optimal for the HMGF process. Experiments were successfully performed under these conditions and showed good agreement with simulation results with a maximum difference of 5.49% in thickness reduction compared to simulations.
کلیدواژهها [English]
- Hot gas forming
- Composite tube
- Taguchi method
- finite element analysis