تحليل عددي و تجربي شكل‌دهي افزايشي دونقطه‌اي قطعات با هندسه پيچيده

Analyses of two-point incremental forming for parts with complex geometries

در اين پژوهش به‌ كمك شبيه­ سازي و مقايسه نتايج آن با مشاهدات آزمايشگاهي به بررسي عددي و تجربي فرآيند شكل‌دهي افزايشي دونقطه­ اي بر روي قطعات با فُرم آزاد پرداخته شده است. بر اساس بررسي­ هاي انجام شده، شبيه­ سازي شكل‌دهي افزايشي دونقطه ­اي در معدود تحقيقاتي براي قطعات با فرم­هاي مشخص نظير نيم­كره و هرم منتظم ناقص كه مسير ابزار به سادگي با توابع رياضي قابل تعريف است، انجام شده است. اين در حالي است كه روش اتخاذ شده براي شبيه­ سازي شكل‌دهي افزايشي دونقطه ­اي در اين مقاله محدود به فرم خاصي نيست. در اين مقاله شبيه­ سازي عددي براي لوله اگزوز يك نوع هليكوپتر انجام شده و سپس با كمك آزمايش­هاي تجربي صحت نتايج شبيه­ سازي تاييد شده است. با مقايسه نمودار حد شكل‌دهي ورق مورد نظر و نمودارهاي كرنش­ هاي اصلي و فرعي بدست آمده از شبيه­ سازي در حين فرآيند مي­توان از سلامت ورق و به طور كلي امكان انجام شكل‌دهي افزايشي دو نقطه­ اي بر روي قطعه مورد نظر اطمينان حاصل كرد.

In this study, by comparing the simulation results and experimental observations, the incremental forming of free-form parts is investigated experimentally and numerically. In the literature, only a few works regarding numerical simulation of two-point incremental forming method have concentrated on specific geometries, such as truncated hemisphere and truncated regular pyramid, where the tool path can be easily defined by mathematical functions. However, in this paper, the method used to simulate two-point incremental forming is not limited to a specific form. In this paper, a numerical simulation is performed for the exhaust tube of a helicopter, and then, the simulation results are verified with experimental data. By comparing the forming limit diagrams of the sheet under study and the major and minor strain values from the simulation during the process, the integrity of the sheet, and in general, the possibility of using two-point incremental forming of the part can be ensured.