بررسي تجربي و شبيه سازي اثر لزجت سيال بر شكل دهي ورق در فرآيند هيدروفرمينگ

Experimental Investigation and Simulation of Effect of Fluid Viscosity on Sheet Forming in Hydroforming

در اين پژوهش، اثر لزجت سيال بر شكل دهي فنجان هاي استوانه اي با پيشاني تخت با استفاده از روش كشش عميق هيدروديناميكي با فشار شعاعي به صورت آزمايشگاهي و شبيه سازي اجزاي محدود، مورد بررسي قرار گرفته است. ابتدا به منظور تعيين حدود پارامتر هاي عمليات شكل دهي نظير، فشار بيشينه و نيز مسير فشار اعمالي، فرآيند به صورت شبيه سازي اجزاي محدود انجام شد. در ادامه با استفاده از چند سيال با لزجت هاي متفاوت، به عنوان محيط هاي واسطه تغيير شكل دهنده، آزمايش هاي تجربي انجام شد. براي هركدام از سيال هاي استفاده شده، توزيع ضخامت در قطعه نهايي و نيز نيروي بيشينه سنبه بررسي شد. با بررسي نتايج حاصل از آزمايش هاي تجربي، مشخص شد كه توزيع ضخامت و نيروي بيشينه سنبه در دو روش، داراي مطابقت قابل قبولي است. به علاوه در اين مقاله، نشان داده شده است كه با افزايش لزجت سيال، نيروي بيشينه سنبه نيز افزايش مي يابد. همچنين افزايش لزجت سيال، تاثيري در ضخيم شدگي حداكثر ورق در ناحيه ديواره فنجان ندارد. در پايان در اين پژوهش، نشان داده شده است كه با انتخاب سيال با لزجت مناسب، مي توان به قطعه هاي نهايي با توزيع ضخامت يكنواخت تر دست يافت.

In this research work, using the hydrodynamic deep drawing process-assisted radial pressure, the effect of fluid viscosity on forming of flat head cylindrical cups is studied experimentally and also by the finite element (FE) analysis. To determine the forming parameters such as the maximum pressure and applied pressure path, the process is carried out by numerical simulation by the FE method. Then using several types of fluids with different viscosities as pressure-carrying media, several experiments are carried out. For every fluid, the thickness distribution in the final part and the maximum punch force are investigated. By comparing the experimental results with the numerical data, it was found that the results obtained from the numerical simulation were in good agreement with the experimental results. In addition, in this work, it is shown that increasing the fluid viscosity leads to increase in the maximum punch force. Moreover, increasing the fluid viscosity does not have any effect on the maximum blank thickening in the cup wall zone. Finally, it is shown, in this work, that by selecting a fluid with an appropriate viscosity, the final parts with more uniform thickness distribution could be achieved.