بررسي پارامترهاي تاثير گذار در فرآيند بشكه اي شدن و بدست آوردن منحني حد شكل دهي لوله فولادي زنگنزن با معيار GTN

Investigation of the effective parameters in the bulging process and obtaining Forming limit curve of the stainless steel tube by the GTN criterion

هيدروفرمينگ لوله فرآيندي است كه در سال‌هاي اخير براي توليد قطعه‌هاي يكپارچه و بدون درز جوش مورد توجه قرار گرفته است. پيش‌بيني عددي پارگي در اين فرآيند به منظور طراحي مناسب ابزارآلات امري مهم مي‌باشد. در اين پژوهش، شكل‌پذيري لوله فولادي زنگ نزن304 توسط آزمون بالج آزاد بصورت تجربي و عددي به منظور تعيين منحني حد شكل‌دهي مورد بررسي قرار گرفت. مدل گارسون- تيورگارد- نيدلمن(GTN) يك مدل ميكرومكانيكي براي پيش‌بيني شكست نرم فلزات مي‌باشد. به منظور تعيين پارامترهاي تعريف كننده مدل آسيب GTN، ابتدا تست كشش تجربي از نمونه استاندارد و نيز شبيه سازي اجزاي محدود با استفاده از نرم افزار آباكوس انجام شد. با بكارگيري اين معيار در نرم‌افزار آباكوس و مقايسه نمودار نيرو – جابجايي تست كشش تجربي و حاصل از شبيه‌سازي اجزا محدود، پارامترهاي مدل GTN توسط روش معكوس بدست آورده شد. سپس با استفاده از معيار شكست نرم GTN، پارامتر‌هاي هندسي قالب در هيدروفرمينگ بالج آزاد بررسي گرديد و نمودار حد شكل‌دهي لوله فولادي 304 بصورت عددي بدست آمد. براي صحت سنجي نتايج شبيه‌سازي‌ اجزا محدود، آزمايش‌هاي تجربي نيز انجام شد كه تطابق قابل قبولي را نشان مي‌دهد. در نهايت بكارگيري مدل مذكور در هيدروفرمينگ قطعه T شكل بصورت عددي و تجربي مورد بررسي قرار گرفت.

Tube hydroforming is a process that has been considered to produce integrated and seamless parts in recent years. The numerical prediction of tearing to design the right equipment in this process is important. In this study, the formability of 304 stainless steel tube by free bulge test was experimentally and numerically evaluated to determine the forming limit diagram. The Gurson- Tvergaard- Needleman (GTN) is a micromechanical model to predict ductile fracture of metals. In order to determine the defining parameters of the GTN damage model, the experimental tensile test of the standard sample and the finite element simulation using ABAQUS software was performed. Using this criterion in the ABAQUS software and comparing the force-displacement diagram obtained from the experimental tensile test and the finite element simulation, the parameters of the GTN model were obtained by the inverse method. Then, the geometrical parameters of the die in the free bulge hydroforming process were investigated by the GTN ductile fracture criterion and the forming limit diagram of the 304 stainless steel tube was numerically obtained. The experimental tests were also carried out to verify the results of the finite element simulation. Acceptable agreement is shown.