تاثير مندرل‌هاي پلي‌يورتان و NBR در فرآيند خم دوراني لوله فولادي با استفاده از شبيه-سازي عددي و نتايج تجربي

The Effect of Polyurethane Mandrels and NBR in the Bending Process of Steel Pipe with using the Numerical Simulation and Experimental Test

امروزه لوله‌هاي خميده با شعاع خم گوناگون، كاربرد بسياري در صنايع خودروسازي، هوافضا و كشتي‌سازي دارند. در خم‌كاري لوله‌ها، هر چه ميزان شعاع خم كوچك‌تر و ضخامت ديواره لوله كمتر باشد احتمال ايجاد عيوبي نظير چين و چروك و گسيختگي بيشتر مي‌شود. برطرف كردن اين عيوب، يكي از مسايل مهم مي‌باشد. به اين منظور جهت كاهش چروكيدگي و گسيختگي نياز به بررسي تأثير پارامترهاي هندسي ابزار خم‌كاري، قالب و مندرل‌هاي مورد استفاده در لوله مي‌باشد. نوع مندرل استفاده شده در فرايند خم‌كاري لوله مي‌تواند علاوه بر كاهش عيوب موردنظر در بهينه كردن نيروي قالب خم‌كاري تاثيرگذار باشد. اين مقاله شبيه‌سازي و آزمايش تجربي فرآيند خم دوراني لوله‌هاي فولادي با قطرهاي مختلف با استفاده از مندرل‌هاي الاستومري پلي‌يورتان و NBR را ارائه مي‌دهد و آنگاه بررسي نيروي خمكاري و انرژي‌هاي داخلي و جنبشي انجام مي‌گردد. از جمله نوآوري‌هاي اين پژوهش حصول پارامترهاي بهينه به منظور خم‌كردن لوله بدون پارگي و گسيختگي و بررسي تاثير نوع مندرل بر نيروي قالب مي‌باشند. آزمايش تجربي جهت صحت‌سنجي نتايج با دقت مناسبي انجام شده است.

Today, the bent tubes of various bending radius are widely used in the automobile, aerospace, and shipbuilding industries. In the tubes bending, the smaller the bending radius and wall thickness of the tube, the greater the likelihood of defects such as wrinkle, rupture and non-circularity of the cross-section of the tube. Therefore, one of the most important issues is how to fix these defects. For the reduction of wrinkle and rupture, the effect of geometric parameters of bending tools, mold and mandrels in pipes are been considerate. The type of mandrel used in the bending process can be effective in optimizing bending mold force and the reduction of wrinkle and rupture. In the paper, the simulation and test of the rotational tube bending process will be presented with using elastomer mandrels of polyurethane elastomeric mandrels and NBR and then the crucial mechanical and physical properties for steel tubes of different diameters. Then the optimal parameters are determined for bending the tube without rupture with using mold force, internal and kinetic energy. The test results verify the simulation results.