بررسي اثر عوامل انبساط‌ دهي آزاد لوله فولادي زنگ‌نزن 304 با استفاده از ابزار الاستومري

Investigation of Effective Parameters in Free Bulging of Stainless Steel 304 Tube Using Elastomer Tool

روش انبساط‌ دهي با ابزار الاستومري به عنوان يكي از روش‌هاي انعطاف‌پذير در توليد قطعات تو خالي يكپارچه مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه، استفاده از روش‌هاي شكل‌دهي انعطاف‌پذير به علت انعطاف‌پذيرى بالا، كيفيت مطلوب سطح و كاهش هزينه تمام شده مورد توجه اغلب صنايع اعم از هوافضا و تسليحاتي مي‌باشد. در اين پژوهش، شبيه‌سازي اجزاي محدود به وسيله نرم‌افزار آباكوس براي بررسي رفتار فرايند انبساط‌دهي لوله فولادي زنگ‌نزن 304 با استفاده از ابزار الاستومري اجرا گرديده است. در ابتدا نتايج شبيه‌سازي با مقايسه بين هندسه لوله تغيير شكل يافته با آزمون‌هاي تجربي مورد بررسي و صحت‌سنجي قرار گرفت. هدف از تحقيق حاضر تعيين عوامل فرايند و بررسي ميزان تاثير آن‌ها بر ضخامت و متوسط ارتفاع انبساط‌دهي لوله مي‌باشد. در اين راستا، طراحي آزمايش با روش عاملي كامل صورت گرفت و نتايج با استفاده از روش آماري تحليل واريانس تفسير، و مدلي رگرسيوني براي پيش‌بيني اين مقادير ارائه گرديد. مشخص شد كه از بين عوامل بررسي‌شده، اصطكاك (بين لوله و لاستيك)، ارتفاع لاستيك، ميزان پيشروي سنبه و تغذيه محوري لوله اثر معناداري بر روي فرايند دارند. در نهايت مقدار بهينه عوامل موثر در شرايط مورد بررسي اين پژوهش ارائه گرديده است.

Bulging with elastomer tool has been used in the production of integrated hollow parts as one of the flexible forming methods. Nowadays, most industries such as Aerospace and military are using flexible die forming methods due to their flexibility, high quality and lower cost. In this research, finite element simulation has been implemented by ABAQUS software to investigate the behavior of stainless steel 304 tube bulging process using elastomer tool. By comparing the geometry of deformed tubes in experimental tests and simulation results, the FEM model was verified. The aim of this study is to determine the process factors and their effects on the average thickness and depth of bulged tube. In this regard, design of experiment (DOE) was performed using a full factorial method and the results were interpreted using analysis of variance (ANOVA). Also, a regression model was presented to predict these responses. Results showed that among the studied factors, friction (between tube and rubber), rubber height, punch displacement and tube axial feeding have significant effects on the process. Finally, the optimal values for significant factors were presented.