ارايه ي يك روش نوين جهت تعيين ثوابت معيار شكست نرم لوله ي درزدار فلزي به كمك فرآيند هيدروبالجينگ

A New Approach to Identify the Ductile Damage Constants of Seamed Metallic Tube Using Hydro-Bulging Process

در پژوهش حاضر، به بررسي عددي و تجربي شكست نرم پيش رونده در فرآيند انبساط دهي آزاد لوله فولادي زنگ نزن 304 درزدار، به كمك فشار روغن پرداخته شده است. در بخش عددي كه از روش المان محدود لاگرانژي به كمك حل گر صريح نرم افزار آباكوس استفاده شد؛ درز جوش به صورت يك نوار نازك، حاوي ضريب ناهمگني نقص در استحكام و شكل پذيري مدل گرديد. از دياگرام حد شكل دهي (FLD) به عنوان معيار شروع آسيب و از پارامتر جابه جايي پلاستيك موثر با الگوي تغييرات خطي براي مدل سازي تكامل آسيب استفاده شد. در بخش تجربي، ضمن استفاده از آزمون كشش لوله براي استخراج خواص مكانيكي، انبساط دهي آزاد به كمك سيال روغن تا رسيدن به آستانه تركيدگي در نوار درز جوش اجرا؛ قطر بيشينه بالجينگ و فشار بحراني مربوطه حاصل شد. در تحليل عددي اثر ضريب ناهمگني جنس بر فشار بحراني و همچنين اثر جابه جايي پلاستيك بحراني بر قطر بيشينه بالجينگ بررسي و ضمن مقايسه با نتايج تجربي مقادير ضريب نقص و جا به جايي پلاستيك موثر بهينه به ترتيب برابر 9/0 و 05/0 بدست آمد كه در اين شرايط قطر لوله و فشار روغن در لحظه ي تركيدگي با دقتي بيش از 99 % تخمين زده شد.

In present research, the numerical and experimental investigation of progressive ductile damage has been conducted in free bulging of 304 stainless steel seamed tube using oil pressure. In the numerical section, using the Lagrangian finite element method with ABAQUS/Explicit solver, the seam weld simulated as a thin strip, contains non-homogeneity factors of strength and formability. Forming Limit Diagram (FLD) criterion was used as a measure of damage initiation, as well as effective plastic displacement factor with linear approach in order to model damage evolution. In the experimental section, tensile test of tube has been conducted to attain mechanical properties and also tube free bulging has been perform. Maximum bulging diameter of tube and critical pressure were recorded at the moment of bursting. In numerical analysis, the effect of material non-homogeneity factor on critical pressure, also the outcome of effective plastic displacement on the maximum bulging diameter investigated and compared with experiments. Finally, the optimum values of non-homogeneity factor and effective plastic displacement obtained respectively equal to 0.9 and 0.05. Using these factors, the accuracy of numerical prediction for tube diameter and oil pressure at bursing moment were more than 99%.