به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "tube hydroforming" در نشریات گروه "مکانیک"

تکرار جستجوی کلیدواژه «tube hydroforming» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • نیما تابعی، امین میرزاخانی، احمد عاصم پور*

    هدف از انجام این مطالعه، مدل سازی تست هیدروفرمینگ لوله منیزیمی و استخراج نمودار حد شکل دهی (FLD) به کمک روش المان محدود می باشد. در گام اول، مدل سازی سه بعدی المان محدود فرآیند هیدروفرمینگ لوله آلومینیوم 7020-T6 به منظور رسم نمودار FLD انجام شد. به منظور شناسایی معیار مناسب شروع گلویی شدن، چهار معیار حداکثر مقدار مشتق دوم کرنش کوچک، کرنش بزرگ، کرنش ضخامتی و کرنش پلاستیک معادل لحاظ گردید. مقایسه نتایج شبیه سازی و تجربی نشان می دهد که سه معیار حداکثر مقدار مشتق دوم کرنش بزرگ، کرنش کوچک و کرنش پلاستیک معادل معیار مناسب برای شبیه سازی هستند. پس از صحت سنجی مدلسازی فرآیند هیدروفرمینگ با نتایج تجربی برای لوله آلومینیوم 7020-T6، نمودار FLD لوله منیزیمی استخراج گردید. نتایج نشان می دهد که در بارگذاری ها با تغذیه محوری های متفاوت، زمان گلویی شدن و مقدار تنش و کرنش در لوله تغییر می کند و سبب می گردد در هر بارگذاری، کرنش های حدی مختلفی بدست آید. همچنین مطابق با نمودار FLD، هر چه نسبت تغذیه محوری به فشار داخلی بیشتر شود، نقطه بدست آمده روی نمودار FLD به سمت کرنش کوچک منفیتر کشیده میشود.

    کلید واژگان: هیدروفرمینگ, نمودار حد شکل دهی, اجزا محدود, گلویی, کرنش پلاستیک, منیزیم
    N. Tabei, A. Mirzakhani, A. Assempour *

    The main objective in this study is to model the hydroforming process for Mg tube and obtain the forming limit diagram (FLD) using finite element method. In the first step, three -dimensional finite element modeling of hydroforming process of AL-7020-T6 tube was performed to plot FLD. In order to identify the appropriate criterion for the onset of necking, the hydroforming process modeling was performed by considering the four criteria including of the second derivative of minimum principal strain, maximum principal strain, thickness strain and equivalent plastic strain. Comparison between simulation and experimental results indicated that the second derivative of minimum principal strain, max principal strain and equivalent plastic strain were appropriate criteria for simulation. After validation of the hydroforming process modeling with experimental result, the FLD of the Mg tube was extracted. The results show that in the loading with different axial feeding, the necking time and the amount of stress and strain change. Therefore, various limit strains are obtained by changing the loading conditions. Also, according to the FLD, the higher ratio of axial feed to internal pressure causes the limit strain shifts to the left in FLD plane.

    Keywords: Tube hydroforming, Forming limit diagram, Finite element simulation, Necking
  • Afshin Ashofteh *, Mahmoud Mosavi Mashhadi, Sana Seifollahpour
    Hydroforming process is largely used for the production of tubular parts in various industries, and has advantages such as less weight, higher quality, more strength and fewer production cost compared to the conventional methods of production. The aim of this study is forming a tube-shaped part with a special geometry that has both bulge- and T-zones with tube hydroforming process. The forming operations were performed on 304 stainless steel and 70/30 brass tubes, and a finite element (FE) model was used to achieve the best forming conditions. To validate FE model, firstly, several experimental tests were performed with different process parameters, and then the results were compared with the FE model in terms of the formed profile and the distribution of thickness. After validation of FE model, various pressure paths were studied and the best one between them was chosen. Finally, the part was formed correctly by the selected pressure path without defects like wrinkling or tearing, and the desired geometry was fully filled.
    Keywords: Tube Hydroforming, FE simulation, pressure path, bulge zone, T-way
  • علی طاهری آهنگر، محمد بخشی جویباری*، سید جمال حسینی پور، حمید گرجی
    در سال های اخیر آلیاژهای آلومینیوم و منیزیوم به دلیل نسبت استحکام به وزن بیشتر در مقایسه با فولادها، مورد توجه محققان و مهندسان قرار گرفته است. محدودیت اصلی آلیاژهای یادشده، شکل پذیری پایین در دمای محیط می باشد. برای غلبه بر این محدودیت، محققان نشان دادهاند که شکل پذیری آلیاژهای آلومینیوم در دماهای بالا افزایش می یابد. هیدروفرمینگ لوله به عنوان یکی از فرآیند های نوین شکل دهی فلزات شناخته می شود که در آن، فشار داخلی سیال و نیروی محوری به طور همزمان به لوله اعمال می شود. در این پژوهش، شکل پذیری لوله آلومینیومی آنیل شده 6063 در فرآیند هیدروفرمینگ گرم بررسی شده است. تاثیر فشار و تغذیه محوری در دماهای مختلف بر روی توزیع ضخامت، فشار پارگی و ارتفاع بالج مربوطه به صورت تجربی و عددی مطالعه شده است. به منظور پیش بینی عددی لحظه شکست در فرآیند، از سه معیار شتاب (مشتق دوم) کرنش پلاستیک معادل، شتاب کرنش اصلی بزرگ و شتاب کرنش در راستای ضخامت استفاده شد. علاوه بر آن، از روش هندسی برای تعیین چروک در شبیه سازی استفاده گردید. با مقایسه نتایج بدست آمده، تطابق قابل قبولی بین نتایج تجربی و شبیه سازی بدست آمد. با انجام شبیه سازی اجزای محدود و آزمایش های تجربی، پنجره های شکل دهی لوله آلومینیومی 6063 آنیل شده در دو دمای °C25 و °C 250 به دست آمد. با توجه به پنجره شکل دهی در دمای C°25 نسبت به دمای C°250 ، بازه اعمال فشار در محدوده ایمن تقریبا دو برابر می باشد اما بازه تغذیه محوری تقریبا نصف می شود.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, هیدروفرمینگ گرم, آلیاژ آلومینیوم 6063, پنجره شکل دهی
    Ali Taheri Ahangar, Mohammad Bakhshi Jooybari *, Seyed Jamal Hosseinipour, Hamid Gorji
    In recent years, aluminum and magnesium alloys have attracted the attention of researchers and engineers due to higher strength to weight ratio, compared with steels. The main limitation of these alloys is the low formability at room temperature. In order to overcome this limitation, researchers have shown that the formability of aluminum alloys increases at high temperatures. Tube hydroforming is known as a novel metal forming process in which the fluid internal pressure and the axial force are applied simultaneously to the tube. In this study, the formability of 6063 annealed aluminum tube has been investigated in warm tube hydroforming process. The effects of pressure and axial feed on the thickness distribution, bursting pressure and the respecting bulge height at different temperatures have been studied experimentally and numerically. In order to numerically predict the onset of fracture in the process, three criteria, namely equivalent plastic strain acceleration (second derivative), major strain acceleration, and thickness strain acceleration were used. Moreover, a geometrical method was adopted in the simulation to determine the wrinkling. By comparing the results, there was an acceptable accordance between experimental and simulation results. By using experimental tests and finite element simulation, the process windows of the 6063 annealed aluminum tube were obtained at the temperature of 25 °C and 250 °C. According to the process window obtained at 25 °C compared with the one obtained at 250 °C, the pressure interval in the safe zone is about twice but the axial feed interval becomes nearly half.
    Keywords: Tube hydroforming, Warm hydroforming, 6063 aluminum alloy, Forming window
  • حمیدرضا رضایی آشتیانی*، صالح بیاتی

    امروزه معیار ارزیابی بهره وری تولید در صنعت، تولید در کوتاه ترین زمان ممکن، با کمترین هزینه و بالاترین کیفیت می باشد. فرآیند هیدروفرمینگ به علت ویژگی های منحصر به فرد آن، به طور فزاینده ای در صنایع نظامی، خودروسازی، هوا فضا و دوچرخه سازی در حال استفاده می باشد. اغلب لوله های هیدروفرم شده توسط چندین مرحله فرآیند بارگذاری تولید می شوند که با انتخاب مناسب شرایط بارگذاری شامل فشار داخلی و پیشروی محوری می توان شکل پذیری ماده را بهبود داده و از بوجود آمدن عیوب مختلف در این فرآیند و قطعه نهایی تولیدی جلوگیری کرد. در این مطالعه به یافتن روشی کارآمد جهت دستیابی به مسیر بارگذاری مناسب فرآیند هیدروفرمینگ لوله پرداخته شده است، بطوری که مسیر بارگذاری مناسب در این فرایند با استفاده از الگوریتم کنترل فازی که با کنترل مناسب بارگذاری مانع از کرنش بیش از اندازه لوله در حال تغییرشکل و یا شکست آن شود، تعیین می گردد. برای این منظور و با توجه به مزیت های منطق و کنترل فازی از الگوریتم کنترل فازی ممدانی و با استفاده از کد نرم افزار المان محدود Abaqus برای کنترل فرآیند هیدروفرمینگ لوله استفاده شد. اندازه گیری های چروکیدگی و تغییر ضخامت بدست آمده از شبیه سازی به عنوان ورودی در کنترل فازی استفاده شده و خروجی کنترل فازی جهت تنظیم مسیر بارگذاری استفاده می شود. الگوریتم کنترل کننده طوری طراحی شده است که انبساط قطعه را بیشینه کرده و به طور هم زمان تغییرات ضخامت دیواره و چروکیدگی را حداقل می کند. مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی حاکی از دقت قابل قبول شبیه سازی ها و مدل ارائه شده جهت پیش بینی مسیر بارگذاری و رفتار ماده می باشد.

    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, مسیر بارگذاری, کنترل فازی, چروکیدگی, تغییر ضخامت
    Hamidreza Rezaei Ashtiani *, Saleh Bayati

    Today, Production in the shortest possible time, with the lowest cost and highest quality is the one of the most important criterions in the industry. Tube hydroforming (THF), because of its unique feature, increasingly used in military, industries, automobile manufacturing, aerospace, and bicycle industries. Most tube hydroformed parts are produced by a multistage loading process which the suitable loading condition in THF with regard to internal pressure and axial feeding should be designed to improve formability and to avoid failure modes on the final hydroformed product. This study deals with the procedure for the determination of the proper loading path in THF using a fuzzy logic control algorithm, which avoids the failure of the tube due to excessive induced strain during the forming process. For this purpose, Mamdani fuzzy control algorithm was used in conjunction with Abaqus FEA code for simulation of the THF process. The wrinkling measurements and the thickness variation obtained from simulation are used as input in fuzzy control and fuzzy control outputs are used to set the loading path. A controlled algorithm is designed to maximize the expansion of the tube and minimize the thickness variation of the wall and wrinkling at the same time. The numerical results were verified and validated by conducting experiments where a good agreement was obtained between the experimental results and simulations

    Keywords: Tube hydroforming, Load path, Fuzzy logic, Wrinkling, Thickness variation
  • سید مرتضی عابدی، سیدمحمدحسین سیدکاشی*، خلیل خلیلی، امیر اشرفی
    با توجه به کاربرد روز افزون قطعات لوله ای در صنایع مختلف از جمله خودرو سازی و صنایع نظامی، فرآیند هیدروفرمینگ لوله به علت مزایایی که نسبت به روش های سنتی دارد، بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. قطعه Y-شکل، یک سه راهی نامتقارن است که نیاز به تجهیزات گران قیمت برای کنترل تغذیه محوری نامتقارن دارد. در این مقاله با طراحی قطعه بصورت جفت متقارن و اعمال نیروی محوری یکسان در دو سمت لوله، فرآیند هیدروفرمینگ قطعه Y-شکل اصلاح شده است. سپس فرآیند با استفاده از نرم افزار آباکوس به روش اجزاء محدود به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و شرایط بهبود شکل دهی قطعه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اطمینان از صحت مدل سازی، مدل تجربی و مدل شبیه سازی با هم مقایسه شدند که تطابق خوبی را نشان می دهد. در ادامه با استفاده از روش طراحی آزمایش، به بررسی تاثیرات پارامترهای طول لوله، فاصله بین دو حفره برآمدگی قالب، میزان فشار داخلی و جابجایی محوری بر روی میزان ارتفاع برآمدگی و درصد نازک شدگی قطعه Y-شکل جفت پرداخته شده است.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, قطعه Y-شکل, شبیه سازی اجزاء محدود, تحلیل واریانس
    Seyed Morteza Abedi, S. M. Hossein Seyedkashi *, Khalil Khalili, Amir Ashrafi
    Due to the increasing use of tubular components in various industries such as automotive and military industries, tube hydroforming process has been widely welcomed due to its advantages over traditional methods. The Y-shaped product is an asymmetric part that requires expensive asymmetric axial feed control equipment for its production. In this paper, by designing the tube in symmetric pairs and applying the same axial force on two sides of the tube, the hydroforming process of the double of Y-shaped is improved. Then, the process is three-dimensionally simulated using the Abaqus software by finite element method and the conditions for the improvement of the shape were investigated. In order to validate the modeling, the experimental product and the simulation model were compared, which showed a good agreement. Using the design of experiment method, the effects of tube length, the distance between the two bulges, internal pressure and axial feeding are investigated on the height of the bulge and the thinning percentage..
    Keywords: Tube Hydroforming, Y- shaped product, Finite element method, Analysis of variance
  • Hamed Ebrahimi Keshmarzi, Ramin Hashemi *, Reza Madoliat
    One of the most important studies in tube hydroforming process is optimization of loading paths. The primary purpose of this research is to maximize formability by detecting the optimal forming parameters. The most significant settings in the prosperity of tube hydroforming process, are internal pressure and end axial feed (i.e., load path). In this paper, a finite element analysis was performed for a double-layered tube hydroforming process using the ABAQUS/Explicit software. Then, the finite element model has been verified with published experimental data. Using design of experiments (DOE) working with the Taguchi method, 32 loading paths are designed for optimization. All 32 loading paths are modelled using the finite element method in ABAQUS/Explicit and the magnitudes of bulge height and the total thickness of tubes at the branch tip are obtained in each loading path. The regression analysis is carried out to estimate the tubes formability and obtain objective functions that are bulge height and the total thickness of tubes at the protrusion peak as functions of loading parameters (internal pressure and axial feed). For solving the multi-objective optimization problem, the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) is utilized and the optimum results were obtained from the Pareto optimal front. Finally, the optimized loading path was applied to the finite element model and better formability (3.4% increase in the bulge height) has been achieved in the results.
    Keywords: Finite Element Method, Loading Path, Multi-Layered Tube, Multi-Objective Optimization, Regression Analysis, Tube Hydroforming
  • حامد دیلمی عضدی، عادل آزاد، مهدی سلمانی تهرانی*، زهرا دهقانیان
    بیلوز های فلزی کاربرد های زیادی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، هسته ای و پتروشیمی دارند. یکی از روش های تولید بیلوز، هیدروفرمینگ لوله است. پارامتر های زیادی در ساخت این قطعه تاثیر گذار هستند که می توان اصلی‏ ترین پارامتر جهت ساخت این قطعات به روش هیدروفرمینگ لوله را فشار اعمالی سیال به لوله دانست. فشار اعمالی کم، موجب بروز عیوبی همچون چروکیدگی می شود و فشار زیاد سبب نازک شوندگی و در نهایت به پارگی می انجامد. در پژوهش های منتشرشده گذشته این فشار برای مواد مختلف به روش تجربی محاسبه و گزارش شده است. اما پایه نظری و کاربردی برای محاسبه فشار، بدون انجام آزمایش تجربی، پیشنهاد نشده است. در این مقاله برای به دست آوردن فشار مورد نیاز شکل دهی جهت مدل سازی تحلیلی، از نظریه مخزن های جداره-‏نازک و همچنین از مدل مادی سوییفت استفاده شده است. مقایسه با نتایج تجربی موجود نشان می دهد فشار نهایی مجاز پیشنهاد شده از دقت خوبی در پیش بینی فشار شکل دهی مناسب برخوردار است.
    کلید واژگان: بیلوز فلزی, هیدروفرمینگ لوله, فشار مجاز, مطالعه تحلیلی
    H. Deilami Azodi, A. Azad, M. Salmani Tehrani *, Z. Dehghanian
    There are many industrial applications, such as in aerospace, nuclear and petrochemical industries, that involve using metal bellows. Tube hydroforming is the major process by which the metal bellows are produced. Although many parameters may affect the final product, the fluid pressure can be regarded as the most important parameter in hydroforming a metal bellows. Low pressure may result in some defects such as wrinkling. On the other hand a high pressure may lead to a highly thinning and even rupture. In the previous researches, no theoretical criterion has been proposed to predict the allowable forming pressure. In this paper, an analytical equation is proposed for determining the allowable pressure, based on thin-walled cylindrical vessels. Neglecting the elastic deformation, Swift equation along with von-misses yield criterion was used to model tube deformation. The analytically computed pressure compared with the existing experimental results and a close agreement was observed. This evidently shows the validity of the propose model.
    Keywords: Metal Bellows, Tube Hydroforming, Allowable Pressure, Analytical Study
  • محمد مهدی کسایی، جواد شهبازی کرمی، بهنام عباس زاده، سید جلال هاشمی، حسن مسلمی نایینی
    در این مقاله روش آب‏بندی جدیدی برای فرآیند هیدروفرمینگ لوله بکار گرفته شده است که هدف از آن حذف نیروی اصطکاک در سطح تماس لوله و قالب است. این روش آب‏بندی در بالج آزاد لوله های آلومینیومی از جنس AA6063 به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفت و کرنش‏های‏ حد گلویی شدن، توزیع ضخامت و ارتفاع بالج نمونه ها اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد با استفاده از روش آب‏بندی جدید در مقایسه با روش آب‏بندی متداول، جریان مواد به ناحیه تغییرشکل تسهیل می‏گردد و در نتیجه ارتفاع بالج لوله های آلومینیومی افزایش می‏یابد. فرآیند بالج آزاد لوله تحت شرایط فرآیندی مختلف در نرم‏افزار آباکوس شبیه‏سازی شد. در این شبیه‏سازی ها برای پیش بینی گلویی شدن، از منحنی حد شکل‏دهی بدست آمده از آزمایش‏های تجربی استفاده شد. نتایج نشان داد با افزایش ضریب اصطکاک، تغذیه محوری و طول لوله، ارتفاع بالج لوله های آلومینیومی در روش آب‏بندی جدید در مقایسه با روش آب‏بندی متداول افزایش می‏یابد.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, آب بندی, اصطکاک, ارتفاع بالج, ضخامت
    Mohammad Mehdi Kasaei, Javad Shahbazi Karami, Behnam Abbaszadeh, Seyed Jalal Hashemi, Hassan Moslemi Naeini
    In this paper, a new sealing method has been applied to eliminate the friction force between the tube and the die. The new sealing method was experimentally examined in the free bulge test of AA6063 aluminum tubes and necking limit strains, thickness and bulge height of specimens were measured. Results showed that the new sealing method compared to the conventional sealing method improves the material flow to the deformation zone and, therefore, increases the bulge height of aluminum tubes. Finite element simulations of the free bulge test were performed in ABAQUS software under the different process parameters. In these simulations, forming limit curve obtained from the experimental tests was utilized to predict of the necking. Results showed that an increase of friction coefficient, axial feed and initial length tub increases the bulge height of aluminum tubs in the new sealing method compared to the conventional sealing method.
    Keywords: Tube Hydroforming, Sealing, Friction, Bulge height, Thickness
  • سهیل نوابی نژاد، عبدالرحمان جامی الاحمدی *
    فرآیند شکل دهی هیدروفرمینگ لوله به شدت به مسیر بارگذاری و یا نمودار فشار- جابه جایی محوری وابسته است. سه واماندگی متداول این فرآیندشامل؛ گلویی منجر به پارگی، کمانش و چروکیدگی از به کارگیری نامناسب مسیربار نتیجه می شوند. برای تعیین مسیر بارگذاری مناسب در جلوگیری از وقوع چروکیدگی، پیش گویی چروک به روش های مختلف تحلیلی، عددی انجام می شود. معیارهای رایج پیش گویی واماندگی چروک در شبیه سازی اجزا محدود، یکی معیار مشتق اول چروک است که از تغییرات شیب منحنی لوله، وقوع پدیده چروک را پیش گویی می کند. دوم، معیار طول به سطح است که به منظور تشخیص چروک زنده و چروک مرده پیشنهاد شده است که برخلاف معیار قبلی علاوه بر اطلاعات لوله، به اطلاعات شکل قالب نیز نیاز می-باشد. در این مقاله روش هندسی جدیدی به نام معیار مرکز حجم پیشنهاد شده است. براساس این معیار در قطعه چروک شده مراکز حجم قطعه فاقد چروک با قطعه چروک شده برابر نمی باشد. به منظور راستی آزمایی معیار معرفی شده، نتایج حاصل از چروکیدگی لوله در بادکردگی آزاد معیار جدید بانتایج معیارهای هندسی مورد استفاده رایج، و همچنین لوله هیدروفرم شده به شکل پیچیده تر با نتایج پژوهش منتشر شده ای، مقایسه شده اند. لذا در مسیرهای بار یکسان، در شبیه سازی اجزا محدود نتایج این معیار به-خوبی وقوع و شدت چروک را پیشگویی می کند.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, چروکیدگی, روش هندسی, معیار مرکز حجم
    S. Navabi Nezhad, A. Jaamialahmadi *
    One of the most common non-traditional forming process, is the tube hydroforming, which is widely used for to form various tubular parts. To produce final product without any failure, tube hydroforming process is strictly dependent on load path, internal pressure-axial feed. Major modes of failure which may be occur in tube hydroforming process are necking, bursting, buckling and wrinkling. Predicting and preventing each of these failures are very important and leads to defects-free products. In this study, geometrical criteria for detecting wrinkling in numerical methods such as finite element analysis are reviewed. This type of identifying the wrinkling can be pointed out such as the first derivative or geometric slope and length to area indices criteria. In this paper, a new geometric method as a center of volume is introduced. In this case, the center of volume of wrinkled part is not equal with the wrinkled-free one. In order to verify, the results of this new criterion were compared with the results of previous measures and experimental tests in published articles.
    Keywords: Tube hydroforming, Wrinkling, Geometrical method, Center of volume criterion
  • Mehdi Zarei *, Gholam Faghani, Mahmood Farzin, Mohammad Mashayekhi
    In ultrasonic tube hydroforming, the tube is hydro formed while the ultrasonic vibration is applied to the die. Prior studies provide experimental proof that ultrasonic tube hydroforming reduces corner radius, improves lubrication and uniform thickness. Use of ultrasonic vibration can decrease friction at the tube-die interface. Few attempts have been made to analyze the wire drawing while the ultrasonic vibrations were also applied during the processes. A detailed analysis and understanding of the mechanism of improvement is not possible with conventional experimental observation because the ultrasonic vibration processing phenomenon occurs at high speed. Therefore, we attempt to understand the processing mechanism of ultrasonic tube hydroforming using the finite element method (FEM).ABAQUS was used for the FEM. Forming force and formability in tube hydroforming analyzed. From these studies, we quantitatively clarified the mechanism of improved formability characteristics, such as decreased forming load and increasing bulging diameter.
    Keywords: tube hydroforming, ultrasonic oscillation, Finite Element Method, bulging process
  • بهزاد اکبرزاده، حمید گرجی *، محمد بخشی جویباری
    خم کاری لوله کاربرد وسیعی در صنایع هواپیمایی و خودروسازی دارد. از مشکلات اصلی این فرآیند، چروکیدگی، پارگی و عدم پر شدگی قالب می باشد. چنانچه نسبت شعاع خم به قطر لوله (R/D) در فرآیند خم کاری بین 1 تا 5/1 باشد، خم کاری با روش های معمول قابل انجام نیست. بنابراین ارایه یک روش جدید در این راستا بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، ابتدا لوله های انتها بسته و بدون درز با استفاده فرآیند های چند مرحله ای کشش عمیق و اتو کاری تولید شده است. سپس، فرآیند هیدروفرمینگ لوله های با مقطع مربعی و با نسبت (R/D) برابر یک، به صورت تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شده است که با استفاده از فرآیند جدید، امکان خم کاری لوله با مقطع مربعی و با نسبت پایین R/D=1 فراهم گردید. به علاوه، اثر فشار سیال و زاویه خم قالب بر توزیع ضخامت لوله در دیواره های داخلی، خارجی و جانبی ناحیه خم لوله مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شده است که با افزایش فشار، تغییر ضخامت در این دیواره ها افزایش می یابد. این افزایش در کاهش ضخامت، برای دیواره خارجی نسبت به دو دیواره دیگر بیشتر است. همچنین لوله در R/D=1، با چند زاویه خم مختلف شکل دهی شده است که با افزایش زاویه خم، فشار شکل دهی کاهش می یابد.
    کلید واژگان: خم کاری لوله, هیدروفرمینگ لوله, شبیه سازی اجزای محدود, لوله با مقطع مربعی
    B. Akbarzadeh, A. H. Gorji *, M. Bakhshi Jooybari
    Tube bending is widely used in the aerospace and automotive industries. Of the main difficulties of this process are wrinkling, rupture and incomplete filling of the die. If the ratio of the bend radius to tube diameter (R/D) in the bending process is between 1 and 1.5, the bending cannot be performed by conventional methods. Therefore, it is important to develop a new technique in this respect. In this study, at first, closed-end seamless tubes were produced by multistage deep drawing and ironing processes. Then, the proposed hydroforming process of square cross-section tubes with the ratio of R/D=1 has been examined experimentally and by FEM. It is illustrated that the square cross section tubes with low R/D can successfully be produced by the developed technique. In addition, the effect of internal fluid pressure and die bend angle on the thickness distribution of the inner, outer and lateral walls of the bending area has been investigated. It is shown that with increasing the pressure, the thickness of the inner, outer and lateral tube walls increases. The reduction in the thickness is much greater for the external wall. The tube in the R / D = 1 was formed with multi of bending angles. The results exhibit with increasing the bending angle, the pressure of forming was decreased.
    Keywords: Tube Bending, Tube Hydroforming, Finite Element Simulation, Square Section
  • Mehdi Zarei *, Mahmood Farzin, Mohammad Mashayekhi
    The purpose of introducing ultrasonic vibrations in the tube hydroforming process is to create more formability by obtaining a lower corner radius, improve thickness distribution of the wall and provide good tribological conditions at the tube and the die interface. Vibrations imposed on the die create alternating gaps which improve the formability in the tube hydroforming process in the presence of ultrasonic vibrations. Therefore, we attempted to understand the processing mechanism of the ultrasonic tube hydroforming in the square die using the finite element method. Abaqus software was used in these simulations and the die was considered as a deformable element.
    Keywords: tube hydroforming, ultrasonic oscillations, Finite Element Method, square die
  • H. Haghighat, A. Janghorban
    In this paper, a mathematical model was developed to analyze the hydroforming process of a long anisotropic circular tube into a square cross-section die. By using the thickness variation in two extreme cases of friction between the tube and die wall, namely no friction and sticking friction cases, thickness variation in the case of sticking friction was captured in the model. Then by using equilibrium equation for contact length segment, thickness distribution was determined and corresponding forming pressure is predicted. It was shown that in a plane strain state, anisotropic value has no influence on thickness variation of the deformed tube and the forming pressure will increase when the anisotropic value increases. The analytical results of forming pressures and thickness distributions were compared with the results available in the literature to verify the validity of this simple analytical proposed model.
    Keywords: Tube hydroforming, Anisotropic, Square cross-section die
  • مجید محمدحسین زاده، حسین قربانی منقاری*، عبدالحمید گرجی، مهران قاسمپور
    در شکل دهی قطعات لوله ای به روش هیدروفرمینگ، دستیابی به شکل های با گوشه های تیز بسیار در عمل مشکل یا نا ممکن است .همچنین پر شدن کامل حفره های قالب و ایجاد گوشه های تیز مستلزم بالا بردن فشار است که این امر باعث نازک شدگی موضعی و پاره شدن گوشه های لوله می گردد. بنابراین گوشه های قطعات در مقایسه با دیگر قسمت ها، عموما دارای ضخامت کمتری هستند. در قالب جدید که باعث تیز شدن گوشه های قطعه نهایی می شود، شکل دهی لوله شامل دو مرحله بالج و نهایی می باشد. در این مقاله یک قالب جدید برای تولید لوله خمیده با شعاع انحنا و قطر غیر یکنواخت از جنس استنلس استیل با استفاده از تستهای آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود ارائه شده است. از جمله مزایای این قالب نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ، داشتن دو بوش متحرک در درون قالب برای ایجاد پله های پر شده کامل می باشد. حرکت بوش های متحرک باعث می شود که قطعه کار در هنگام تغذیه با حرکت همزمان بوش ها حرکت کند که باعث از بین رفتن اصطکاک بین قالب و قطعه کار در محل قرار گیری بوش ها می شود. پیچیده نبودن ساختار قالب و پایین بودن فشار شکل دهی از دیگر مزایای قالب ارائه شده است. همچنین، توزیع ضخامت قطعات شکل داده شده در قالب جدید نسبت به قطعات تولید شده در قالب متداول یکنواخت تر بوده است.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, لوله های خمیده با قطر غیر یکنواخت, شبیه سازی اجزای محدود, چروکیدگی
    M. Mohammad Hosseinzadeh, H. Ghorbani Menghari *, A. Gorji, M. Ghasempour
    Achieving sharp corners in hydroforming process is difficult or impossible in experimental producer. Also, augmenting pressure for producing sharp corner and filling the die is caused local thinning and fracture in the corners of tubes. Then, the corner of tubes has the less thickness compared with the other parts. In new dies which leads sharpen corners, tube forming contains two phases, bulge and forming. In current paper, a new die for producing bended SS-316L tubes with non-uniform bending radius and diatreme has been offered by considering experimental tests and finite element modelling. Having two movable bushes for producing completely filled steps is one of the merits of new die. Movement of movable bushes can omit the friction between die and bushes while the specimen is feeding. Another advantage of this die is having less forming pressure and non-complicated die structure. In addition, thickness distribution of tubes which was produced in this die is more uniform than the previous dies.
    Keywords: Tube hydroforming, curved tubes with unequal diameter, Finite element simulation, Wrinkling
  • غلامحسن پایگانه، کرامت ملک زاده فرد، جواد شهبازی کرمی، اورنگ چاییچی
    در کاربردهای خاص نظیر انتقال سیالات خورنده با درجه حرارت بالا که لوله های یک لایه عملکرد مناسبی ندارند، می توان از لوله های چندلایه استفاده نمود. برای شکل دهی این لوله ها فذآیند هیدروفرمینگ استفاده می گردد. در مقاله حاضر ابتدا شبیه سازی فرآیند شکل دهی لوله دولایه آلومینیوم- مس با استفاده از روش اجزای محدود با فرض همسانگرد بودن ماده صورت گرفت. سپس با طراحی و ساخت مجموعه هیدروفرمینگ لوله باقابلیت کنترل فشار داخلی و تغذیه محوری بر نتایج شبیه سازی های عددی صحه گذاری گردید. نتایج نشان دادند در بین سه منحنی بارگذاری خطی، مرحله ای و اسپیلاین، منحنی بارگذاری خطی بهترین حالت برای فرآیند شکل دهی است. هم چنین هیدروفرمینگ لوله دولایه از توزیع ضخامت همگن تری نسبت به لوله یک لایه برخوردار است. نتایج تجربی، نتایج به دست آمده از شبیه-سازی را که برای پیش بینی منحنی بارگذاری استفاده می گردد، تایید می کند.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, اتصالات دولایه, منحنی بارگذاری, توزیع ضخامتک شبیه سازی اجزای محدود
    Gholamhasan Payganeh, Keramat Malekzadeh Fard, Javad Shahbazi Karami, Orang Chaeichi
    Aluminum alloys, due to their light weight and resistant against corrosion, play a significant role in aviation and automobile industries. Hydroforming process can be used for the formation process of Aluminum alloys. In some applications such as in transferring very high temperature corrosive fluids use of multilayered pipes are recommended. This paper is divided in to two parts: in the first part, formation process of a two layered isotrope Aluminum-Copper pipe is simulated using a 3D finite element method. In the second part, to validate the simulation results, an experimental machine of hydroforming pipe with the capability of controlling the internal pressure and axial feeding is designed and built. Linear loading curve was selected as the best loading curve for the formation process based on a comparison between three different types of loading curves (linear, step-wise, and spline). Also, comparison between thickness distribution of hydroforming of single layer and two layered pipes showed that two-layered pipe has more homogenous distribution. According to the results, wrinkles created befor bulging the pipe playes the role of axial feeding very well and the pipes have better thickness distribution.Experimental results verified simulation outcome that can be used to predict loading curves with a reasonable tolerance.
    Keywords: Tube hydroforming, two-layer connections, loading curve, thickness distribution, Finite element simulation
  • جواد شهبازی کرمی، سید مهدی علوی زاده، محمد مراد شیخی*
    هیدروفرمینگ چندنقطه ای لوله یک فناوری شکل دهی جدید انعطاف پذیربرای تولید انواع مقاطع لوله ای است که برای اولین بار در دنیا در این مقاله ارائه و بررسی می گردد. در این فرآیند لوله می تواند به واسطه فشار سیال با استفاده از تنها یک قالب به اشکال دلخواهی تبدیل شود. در فرآیند هیدروفرمینگ مرسوم برای تولید مقاطع لوله ای مختلف، نیاز به تولید قالب های متعدد است که خود افزایش زمان و هزینه را در پی دارد. در پژوهش حاضر فرآیند هیدروفرمینگ چندنقطه ای به صورت عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در این فرآیند یک قالب جدید بر مبنای شکل دهی چندنقطه ای طراحی و ساخته شده است. با استفاده از این قالب و با توجه به قابلیت بالای شکل پذیری برنج 70/30، یک مقطع لوله ای بالج شده و یک لوله با مقطع مربع شکل با ضخامت اولیه 2mm از جنس برنج تولید شده است. تفاوت عمده این قالب با قالب های سنتی در جایگزینی سطح صلب با مجموعه ای از پین ها با ارتفاع قابل تنظیم است. با تنظیم ارتفاع این پین ها، مقاطع لوله ای مختلفی را می توان تولید کرد. این فرآیند ابتدا شبیه سازی شده و اعتبار سنجی نتایج حاصله با آزمایش بررسی شده و عیوب به وجود آمده نیز پیش بینی شده است. برای کاهش این عیوب از یک لایه الاستیک از جنس پلی اورتان استفاده شده است. برای نمونه بالج شده و نمونه با مقطع مربعی حداکثر مقدار کاهش ضخامت از شبیه سازی به ترتیب حدود 11% و 17% است که این مقادیر در تطابق با آزمایش است.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, شکل دهی چندنقطه ای, قالب گسسته, قالب انعطاف پذیر
    Javad Shahbazi Karami, Seyed Mehdi Alavizadeh, Mohammad Morad Sheikhi *
    Tube multi-point hydroforming is a new flexible forming technology for manufacturing of various tubular parts that presented and investigated in this paper for first time in the world. In this process¡ one die is enough to deform tubes to different shapes by utilizing high pressure fluid. In conventional hydroforming¡ it is necessary to manufacture different dies for producing different geometrical parts. This requires higher process time and cost. In present novel¡ tube multi-point hydroforming is investigated via FE simulation and experiments. In this process a new die based on multi point forming were designed and manufactured. Due to good formability of brass 70/30¡ a bulged tube and a rectangular tabular cross section of brass with initial thickness of 2mm are produced by applying this die to the process. The main difference between multi-point die and conventional dies is substituting the rigid surface by wide spaced pins. By adjusting the pins height¡ different tubular cross sections could be produced. This process is simulated and verified experimentally and defects are predicted. In order to decrease these defects an elastic layer of polyurethane is used. According to the simulation¡ maximum decreases in thickness are 11% and 17% for the bulged and rectangular cross section samples. These results are matched with the experiment.
    Keywords: Tube hydroforming, Multi point forming, Discrete die, Reconfigurable die
  • فروزان محمدعلی زاده، عبدالحمید گرجی، محمد بخشی، مجید الیاسی
    فشار داخلی و تغذیه محوری، از مهم ترین پارامترهای شکلدهی لوله به روش هیدروفرمینگ است. فشار سیال داخل لوله و تغذیه مواد حاصل از نیروی محوری سنبه ها، سبب تغییر شکل لوله میشود. چگونگی اعمال همزمان این دو پارامتر، کیفت، ضخامت و حد شکل دهی قطعه نهایی را تحت تاثیر قرار میدهد. در این مقاله، اثر مسیر فشار داخلی و تغذیه محوری به منظور بهبود توزیع ضخامت لوله های پله ای استوانه ای بررسی شده و با استفاده از روش جدیدی که به منظور رفع چروک ارائه شد، از چروک های ایجاد شده در لوله در مسیرهای بارگذاری استفاده شد. در ابتدا، مسیرهای بارگذاری فشار ثابت با سطوح فشار متفاوت به روش شبیه سازی و آزمایش تجربی بررسی شدند. سپس، سطوح فشاری که در آن قطعات پاره نشده و به طور سالم یا با چروک بدست آمدند، انتخاب و اثر تغذیه محوری در این مسیرها به طور جداگانه ابتدا با شبیه سازی و سپس با آزمایشهای تجربی بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که تغذیه محوری در مرحله ابتدایی افزایش فشار، توزیع ضخامت قطعات را در مرحله نهایی بهبود می بخشد. همچنین، با استفاده از روش جدید و موثر ارائه شده در این مقاله به منظور رفع چروک، با تغییر جهت تغذیه محوری در مرحله ای از فرآیند، چروکهای ایجاد شده در سطح لوله در انتهای فرآیند شکلدهی رفع گردید و قطعه سالم با توزیع ضخامت بهتر بدست آمد. از طرفی با استفاده از مسیر بارگذاری پله ای، یکنواختی توزیع ضخامت با روش رفع چروک بهبود پیدا کرد.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, فشار داخلی, تغذیه محوری, استفاده از چروک, شبیه سازی اجزای محدود
    Foruzan Mohammadalizade, Abdolhamid Gorji, Mohammad Bakhshi, Majid Elyasi
    Internal pressure and axial feeding are the most important factors in tube hydroforming process. The internal fluid pressure and the material feeding that is produced by punch axial loading form the tube. How to apply these two parameters simultaneously in combination has effects on the quality, thickness and forming limit of the final piece. In this paper, the effects of internal pressure and axial feeding paths were investigated to improve the thickness distribution of stepped cylindrical tubes and the wrinkles in the loading path were used to create a new method for removing the wrinkles. Firstly, the constant pressure loading paths with various pressure levels were investigated. Then, the pressure levels in which the parts weren’t burst and formed perfectly or formed with wrinkles were chosen and the effect of axial feeding on these paths were examined separately. The results showed that the axial feeding in the initial step of increasing pressure improves the part thickness distribution in final step. In addition, through using this new method, the wrinkles on tube body were eliminated at the end of the process by changing the direction of axial feeding, and consequently the sound part with better thickness was obtained. Furthermore, using stepped loading path improved thickness distribution uniformity through applying this new method of wrinkle elimination.
    Keywords: Tube Hydroforming, Internal pressure, Axial feeding, Using wrinkles, FEM simulation
  • حسین قربانی منقاری، محمود فرزین، علی سادات، عبدالحمید گرجی
    شکل دهی لوله به روش هیدروفرمینگ در سالهای اخیر توسعه ی بسیار زیادی داشته است. یکی از مسائل مهم در شکل دهی به روش هیدروفرمینگ پیش بینی و جلوگیری از عیوب احتمالی از جمله چروکیدگی و پارگی می باشد. این عیوب مستقیما به فشار اولیه، فشار نهایی و همچنین تغذیه محوری در طول فرآیند بستگی دارد. لذا انتخاب یک مسیر اعمال فشار مناسب و متناسب با تغذیه محوری دارای اهمیت بالایی می باشد. در این مقاله یک قالب جدید برای تولید قطعات دو پله ای جعبه ای شکل از جنس مس با استفاده از تستهای آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود ارائه شده است. از جمله مزایای این قالب نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ، داشتن چهار بوش متحرک در درون قالب برای ایجاد پله های پر شده کامل می باشد. حرکت بوش های متحرک باعث می شود که قطعه کار در هنگام تغذیه با حرکت همزمان بوش ها حرکت کند که باعث از بین رفتن اصطکاک بین قالب و قطعه کار در محل قرار گیری بوش ها می شود. همچنین فاصله حرکتی بین قطعه کار و قالب صفر می شود و در نهایت قطعه کار تولید شده دارای گوشه های کناری پر شده و کامل می باشد. از دیگر مزایای این قالب، داشتن فشار شکل دهی پایین، ساختار ساده قالب و کاهش هزینه ماشین کاری نسبت به قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله می باشد.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, لوله های جعبه ای شکل, شبیه سازی اجزای محدود, چروکیدگی
    H. Ghorbani Menghari, M. Farzin, A. Sadat, A. Gorji
    Recently, tube hydroforming had been developed in many industry. Prediction and prevention of possible defects such as wrinkling and failure are the major issues when it comes to hydroforming technique. These flaws are directly dependent on the initial and ultimate pressures and axial feed in this method. Thus, selecting an appropriate pressure path in a proper correlation with axial feed is crucial. In this paper, a new die capable of producing two-step box shaped pure copper specimens is presented by experimental test and finite element simulation. Compared with conventional hydroforming dies, it consists of four moving bushes to produce completely filled steps. Moving bushes can be considered as one of the advantages of the new die. When feeding, the movement of the specimen is accompanied by the movements of the bushes which results in elimination of friction. Also, sliding between the die and the specimen decreases to zero, so the produced specimen has filled and complete corners. Besides low forming pressure, simple die structure and cheaper machining costs as compared with conventional hydroforming dies can be considered as other advantages of the proposed die.
    Keywords: Tube hydroforming, Box shape tubes, Finite element simulation, Wrinkling
  • Javad Shahbazi Karami *, Gholamhasan Payganeh, Hamid Rakhodaei
    This paper presents a control model of the hydroforming and the dual hydroforming process of a tube. The theoretical part includes calculations to measure the change in tube thickness through the developed process. The hydroforming and the dual hydroforming processes are simulated in the SOLIDSIMULATION software and the static and the dynamic simulations are modeled. The obtained results for the T-shape and the X-shape dies are compared and investigated. Moreover, the developed software in MATLAB calculates the process parameters. The inputs of the developed software are the maximum internal pressure and the axial feed that could be adjusted with linear and non-linear functions. Furthermore, the material of the tube, as well as the tube’s parameters, such as length, thickness, and radius, must to be given to the software. However, the properties of the tube could automatically support the CAD model. The software-generated results are the applied stress, displacement, and the energy through the process. This paper deals with the control strategy model developed in thesoftware packages. The obtained results are then subsequently compared with those of several experiments.
    Keywords: Tube Hydroforming, Computer Aided Design, Dual Hydroforming
  • سیدجلال هاشمی، حسن مسلمی نایینی*، غلامحسین لیاقت، حامد دیلمی عضدی

    ترکیدگی در فرآیند هیدروفرمینگ لوله از مهم ترین عیوب به شمار می رود که پیش بینی وقوع آن می تواند به طراحی بهتر فرآیند کمک کند. هدف از این مقاله، بررسی کاربرد معیارهای شکست نرم برای پیش بینی عیب ترکیدگی و همچنین منحنی حد شکل دهی و حد پارگی در فرآیند هیدروفرمینگ لوله می باشد. معیارهای شکست نرم مختلفی کالیبره شده و در شبیه سازی به کار گرفته شده اند تا بهترین معیار برای پیش بینی زمان و محل ترکیدگی لوله شناخته شود. یک دستگاه بالج آزاد با طول بالج ثابت و قابلیت اعمال تغذیه محوری نیز برای بررسی صحت نتایج عددی ساخته شده است. برای انجام آزمایش بالج آزاد و به دست آوردن منحنی حد شکل دهی تحت شرایط نسبت کرنش ثابت در حالت دو محوری مسیرهای بارگذاری تغییر فشار داخلی و تغذیه محوری ایجاد شده اند. با به کارگیری مسیرهای بارگذاری و معیارهای شکست، منحنی حد شکل دهی و پارگی به دست آمده و با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. منحنی حد شکل دهی پیش بینی شده به وسیله معیارهای شکست نرم با پیش بینی مدل مارسینیاک- کوچینزکی نیز مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد معیارهایی که تاثیر سه محوره بودن تنش را در پیش بینی شکست درنظر می گیرند، برای فرآیند هیدروفرمینگ مناسب تر می باشند. پیش بینی معیارهای آیادا و رایس بهترین تطابق را با نتایج تجربی دارا می باشد.

    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله, منحنی حد شکل دهی, معیار شکست نرم
    Seyed Jalal Hashemi, Hassan Moslemi Narini, Gholam Hossein Liaghat, Hamed Deilami Azodi

    Bursting is the most important defect in tube hydroforming. Prediction of bursting can help to design the process. Aim of this paper is the application of ductile fracture criteria for prediction of bursting, forming limit curve at neck and forming limit curve at fracture in tube hydroforming process. Different ductile fracture criteria have been calibrated and applied in simulation to identify the best criterion for prediction of fracture zone. A free bulge setup has been manufactured to verify the simulation results. This setup has fixed bulging length and the ability of applying axial feed. To bulge the tube under fixed strain ratio, different loading curves (internal pressure versus axial feed) have been created. Using loading curves and prediction of ductile fracture criteria, FLCN and FLCF have been obtained and compared with experimental ones. Predicted FLCN using ductile fracture criteria have been compared with M-K Model too. Results show that the criteria which consider the effect of stress triaxiality on the prediction of fracture are more appropriate for tube hydroforming. Prediction of Ayada' s criterion and Rice' s criterion have the best conformity with the experimental results.

    Keywords: Tube Hydroforming, Forming Limit Curve, Ductile Fracture Criteria
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال