پيش بيني حد خم كاري لوله آلومينيومي8112 به كمك معيار گلويي در خم كاري كششي دوراني هيدروليكي

Predicting the bending limit of AA8112 tubes using failure criterion in Hydro-Rotary draw bending process

امروزه خم‌كاري كششي‌دوراني لوله‌هاي جدارنازك در نسبت خم بحراني يك فرايند توليدي پركاربرد در صنايع پيشرفته از جمله هوافضا و خودروسازي مي باشد. بيضويشدن سطح مقطع و تغييرات ضخامت لوله از عيوب جدايي ناپذير اين فرايند بشمار مي‌آيند. هدف از انجام اين پژوهش، به دست آوردن كوچكترين نسبت خم و بيشترين فشارداخلي قابل اعمال در خم‌كاري كششي‌دوراني‌هيدروليكي لوله جدارنازك آلومينيومي با آلياژ 8112 به كمك معيارگلويي است. براي اين منظور، كرنش معادل در ناحيه بحراني انحناي خارجي خم، ملاك تعيين پارگي قرار گرفت. نتايج بدست‌آمده نشان داد كه معيار گلويي انتخاب شده با حداكثر اختلاف 12.5% از تست تجربي، روش مناسبي جهت تعيين آغاز گلويي در خم‌كاري است. همچنين تاثير نسبت خم و فشار داخلي بر بيضوي‌شدن سطح مقطع و تغييرات ضخامت، به كمك شبيه سازي در نرم‌افزار آباكوس و تست‌هاي تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. بر خلاف انتظار، محل بيضوي‌شدن بيشينه در سطح مقطع مياني خم نبوده و صرفنظر از ميزان فشار داخلي و نسبت خم، در سطح مقطع با زاويه‌ تقريبا ̊33=θ رخ مي‌دهد. كمترين مقدار بيضوي شدن قابل دستيابي در نسبت‌هاي خم 6.1، 8.1 و 2 به ترتيب 42.11%، 72.7% و 35.4% است. علاوه براين، نسبت خم و فشار داخلي اثر قابل توجهي بر كيفيت سطح مقطع لوله‌هاي خميده دارند. بدين‌صورت كه با افزايش نسبت خم و يا فشار، بيضوي‌شدن سطح مقطع و ضخيم‌شدگي ديواره لوله در انحناي داخلي خم كاهش مي‌يابد. اما افزايش فشار بر خلاف افزايش نسبت خم، باعث افزايش نازك‌شدگي در انحناي خارجي خم ميگردد.

Nowadays thinwalled tube rotary draw bending in small bending ratio is a production process widely used in advanced industries such as aerospace and automotive. Cross section ovality, wall thickness changing during tube bending are the main inevitable defects in this process. The purpose of this research is to obtain the smallest bending ratio and maximum pressure applicable in hydrorotary draw bending of thinwalled aluminum alloy 8112 tube using failure criterion. For this purpose, the equivalent plastic strain at the critical extrados region used for necking prediction. Concluded results showed that this failure criterion by a maximum difference of 12.5% from experimental tests, is a useful method for predicting the necking onset in the bending process. Moreover, the effects of bending ratio and internal pressure on the defects such as cross section ovality and thickness changing are investigated with simulation in the ABAQUS software and experimental methods. The maximum ovality is not located at the midcross section of bent tube unexpectedly and regardless of the internal pressure and bending ratio, occurs at the crosssection with an angle of approximately θ=33°. The minimum achievable amounts of ovality at R/D1.6, R/D1.8 and R/D2 were 11.42%, 7.72% and 4.35% respectively. Furthermore, bending ratio and internal pressure had noticeable effects on the cross section of the bent tubes, so that as the bending ratio or pressure increased, crosssection ovality and the thickening of the tube wall at the intrados decreased, but contrary to bending ratio, as the internal pressure increased, extrados thinning increased.