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 « نیروی شکل دهی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « نیروی شکل دهی » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • حمیدرضا قهرمان، محمد هنرپیشه*، محمدباقر سرافرازی

    یکی از روش های شکل دهی لوله ها، روش خمکاری کششی-دورانی است. امروزه خمکاری لوله های جدارنازک با شعاع انحنای کم یک فرآیند تولیدی پرکاربرد در صنایع خودروسازی، نظامی و هوافضا به شمار می رود که برای خمکاری قطعات با استحکام بالا، استفاده می شود. در این مقاله ابتدا مدل های لازم برای انجام شبیه سازی فرایند خم لوله، ایجاد شد و در ادامه خصوصیات مکانیکی لازم برای فولاد 304 و الاستومرها تعیین گردید. در ادامه به بررسی تجربی و عددی نیروی شکل دهی و تغییرات ضخامت دیواره ی لوله پرداخته شد. شبیه سازی فرآیند با استفاده از مندرلهای الاستومری پلی یورتان و نیتریل با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس بر روی فولاد 304 انجام گرفت که با مقایسه ی بین نتایج شبیه سازی و تجربی، انطباق خوبی بین نتایج مشاهده شد. همچنین اثرات پارامترهای فرآیند شامل جنس مندرل، قطر لوله و شعاع خم بر حداکثر نیروی شکل دهی توسط آنالیز فاکتوریال مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر نیروی شکل دهی برای هر دو نوع جنس مندرل برای لوله هایی با قطر کم و شعاع انحنای بالا حاصل می گردد. همچنین، با افزایش 30 درصدی شعاع خم برای لوله های با قطر کمتر، نیروهای خمکاری 5 برابر می شوند. ضمنا، در قطر و شعاع خم برابر، نیروهای خمکاری در حالت استفاده از مندرل پلی یورتان 25 درصد بیشتر از مندرل نیتریل می باشد.

    کلید واژگان: خمکاری کششی-دورانی, شبیه سازی اجزای محدود, لوله SS-304, نیروی شکل دهی, توزیع ضخامت}
    HamidReza Ghahreman, Mohammad Honarpisheh*, MohammadBagher Sarafrazi

    One of the forming pipes methods is the rotary draw bending process. Today, bending of thin-walled pipes with low radius of curvature is widely used in the automotive, military and aerospace industries, which is used to bend high-strength pipes. In this paper, at first the necessary models were created to simulate the bending process of the rotary pipe, and then the necessary mechanical and physical properties for stainless steel 304 and elastomers were determined. Then, experimental and numerical study of the forming force and changes in pipe wall thickness were performed. The process simulation was analytically performed using polyurethane elastomeric mandrels and nitrile rubber based on ABAQUS finite element software on 304 steel. The results show a good agreement between simulation and experimental results. Finally, the effects of process parameters including mandrel type, pipe diameter and bending radius were analyzed on the maximum forming force by factorial analysis. The results showed that the maximum forming force for both types of mandrel materials is obtained for pipes with small diameter and high curvature radius. Also, the bending forces increase 5 times by 30%increasing the bending radius, for pipes with smaller diameters. In addition, in equal diameter and radius of bending, the bending forces in the case of using polyurethane mandrel are 25% more than nitrile mandrel.

    Keywords: Rotary draw bending, FEM, SS-304 pipe, Forming force, Thickness distribution}
  • رضا ناصری*، مهران کدخدایان، محمود شریعتی

    فرآیند ایکپ، یکی از موثرترین فرآیندهای تغییر شکل پلاستیکی شدید جهت تولید فلزات فوق ریزدانه است. نظریه کران بالا نیز یکی از ابزارهای تیوری قابل اعتماد جهت پیش بینی تغییرشکل کرنشی و نیروی شکل دهی می باشد. در این تحقیق، تحلیل روش ایکپ با استفاده از نظریه کران بالا در زاویه کانال و گوشه دلخواه انجام و رابطه ای کلی و کاربرپسند جهت پیش بینی نیروی شکل دهی، بر اساس هندسه فرآیند و خواص الاستیک-پلاستیک ماده پیشنهاد گردید. با مقایسه ی مقدار نیروی به دست آمده از رابطه تیوری با مقدار تجربی حاصل از اعمال فرآیند روی آلیاژ آلومینیوم 7075، انطباق مناسبی بین نتایج مشاهده شد که این مهم قابلیت اعتماد به این رابطه را برای نیروی ایکپ تضمین می کند. بر اساس نتایج تحقیق حاضر، در ایکپ این ماده در شرایط زاویه کانال، زاویه گوشه، قطر و طول بیلت به ترتیب برابر °135، °20، mm 10 و mm 90 میزان نیروی شکل دهی در دو حالت تجربی و تیوری به ترتیب برابر kN 48 و kN 04/55 به دست آمد. همچنین با افزایش زاویه کانال از 60 به 150 درجه در زاویه گوشه ثابت 20 درجه، میزان نیروی فرآیند با % 41/3 کاهش از kN 86/4 به kN 50/7 تغییر یافت. با افزایش زاویه گوشه از صفر به 40 درجه در زاویه کانال ثابت 135 درجه نیز کاهشی قابل چشم پوشی به میزان % 2/5 از kN 56 به kN 54/6 مشاهده شد.

    کلید واژگان: فرآیند ایکپ, نظریه کران بالا, خواص الاستیک- پلاستیک, نیروی شکل دهی}
    Reza Naseri *, Mehran Kadkhodayan, Mahmoud Shariati

    The equal channel angular pressing process is one of the most effective severe plastic deformation processes to produce ultrafine grained steels metals. Also, the upper bound theory is one of the reliable theoretical tools to forecast deformation strain and forming load. In this research, analysis of equal channel angular pressing technique in an arbitrary channel and corner angles using upper-bound theory was performed and a general and user-friendly equation for predicting the forming force is proposed according to the geometry of process and elastic-plastic properties of work-piece material. By comparing the amount of obtained theoretical load with experimental forming force resulted from applying process on 7075 Al alloy, has been observed very good agreement between the results. This guarantees the reliability of the achieved general equation for equal channel angular pressing force. According to the results of the present research, experimental and theoretical forming load of equal channel angular pressing process on this material under conditions of channel angle 135°, corner angle 20°, billet diameter 10 mm, and billet length 90 mm were obtained equal to 48 kN and 55.04 kN, respectively. Furthermore, by increasing the channel angle from 60 to 150 under a constant corner angle of 20°, process load is decreased equal to 41.3% from 86.4 kN to 50.7 kN. In addition, by increasing the corner angle from 0° to 40° under a constant channel angle of 135°, the negligible reduction of a load equal to 2.5% was observed from 56 kN to 54.6 kN.

    Keywords: Equal channel angular pressing, Upper-bound theorem, Elastic-plastic properties, Forming load}
  • علی عبدالهی طاهری، سعید گلابی*

    در سال های اخیر، کاربردهای صنعتی ورق های کامپوزیتی به دلیل خواص فوق العاده متفاوت مانند استحکام بالا، چگالی کم و مقاومت به خوردگی خوب در مقایسه با ورق های تک لایه به طور فزاینده ای گسترش یافته است. به همین دلیل در این مقاله فلنج کاری ورق سوراخ دار کامپوزیتی بررسی شده است. در پژوهش حاضر، پارامترهای موثر بر شکل دهی ورق سوراخ دار دولایه جوش انفجاری آلومینیوم- مس مورد بررسی تجربی و عددی قرار گرفته اند. همچنین به منظور اعتبارسنجی شبیه سازی عددی فرآیند شکل دهی از نتایج تجربی کمک گرفته شده است. در ابتدا به منظور درک ماهیت یقه دهی ورق سوراخ دار، تاثیر قطر سوراخ و ترتیب چینش لایه ها بر دقت ابعادی، توزیع ضخامت و نیرو مورد بررسی قرار گرفتند و سپس تاثیر فلنج کاری و یقه دهی با استفاده از دو روش با هم مقایسه شدند. نتایج حاصل نشان می دهند که با کاهش قطر سوراخ اولیه ورق، نیرو بیشینه عمودی متوسط به میزان 9% افزایش می یابد و همچنین کمینه ضخامت کاهش و موقعیتش به سمت مرکز ورق متمایل می شود. چینش آلومینیوم- مس نیز به دلیل خاصیت محافظتی لایه مس در حالت کششی، 7% کاهش نیروی متوسط و 4% افزایش کمینه ضخامت، نسبت به مس- آلومینیوم را تجربه می کند. همچنین روش چندمرحله ای به دلیل جریان مواد بهتر نسبت به روش تک مرحله ای افزایش 6درصدی کمینه ضخامت را ایجاد می کند.

    کلید واژگان: شکل دهی نموی تک نقطه ای, ورق دوفلزی آلومینیوم- مس, ایجاد یقه, نیروی شکل دهی}
    A. Abdollahi Taheri, S. Golabi*

    In recent years, industrial applications of composite sheets have been increasingly expanded due to their extremely different properties such as high strength, low density, and good corrosion resistance compared to single layer sheets. For this reason, in the current study, it is investigated the flanging of composite metal sheets. Also, the behavior of an aluminum-copper sheet, cladded using explosive welding, during incremental forming of a circular collar have been experimentally and numerically studied. In addition, the experimental results are used to validate the numerical simulation of the forming process. At first, in order to understand collar forming of the perforated sheet, the effect of hole diameter, forming direction or layer arrangement on dimensional accuracy, thickness distribution and forming force were investigated and then, the effect of hole flanging and collar forming were compared using two strategies. The results show that by decreasing the initial hole diameter of sheet, the average vertical maximum force increases by 9%, the minimum thickness decreases and its location shifts toward the center of sheet. Aluminum-copper arrangement also experiences a 7% reduction in average force and a 4% increase in minimum thickness due to the protective property of copper layer in tensile state compares to copper-aluminum. Besides, the multi-step method leads to a 6% minimum thickness increase due to better material flow compared to single-step method.

    Keywords: Single Point Incremental Forming (SPIF), Aluminum-Copper Bimetal Sheet, Collar Forming, Forming Force}
  • مسعود محمودی*، محمد کرکه آبادی، رمضانعلی حاجی قربانی

    شکل‏‏دهی افزایشی ورق فلزی یکی از فرآیند های فرم دهی بدون قالب می‏‏باشد. در این فرآیند ابزار سر کروی مسیر از پیش تعیین شده را طی می‏‏نماید تا با اعمال فشار موضعی به ورق آن را به شکل مد نظر تبدیل نماید. یکی از معایب موجود در فرآیند شکل‏‏ دهی افزایشی، پدیده برگشت فنری ورق می‏‏باشد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر برگشت‏‏ پذیری فنری در ورق دو لایه مس- فولاد آستنیتی حاصل از شکل دهی افزایشی، پرداخته شده است. پارامترهای ورودی این فرآیند شامل قطر ابزار، گام عمودی، ضخامت ورق، عمق شکل‏‏ دهی، سرعت پیشروی و ترتیب قرارگیری لایه های ورق دولایه می‏‏باشد. با استفاده از شبیه سازی المان محدود فرآیند به کمک نرم افزار آباکوس و روش طراحی آزمایش های تاگوچی به کمک نرم افزار مینی تب، تاثیر پارامترهای ورودی بر روی برگشت‏‏ پذیری فنری و نیروی شکل‏‏ دهی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه سازی توسط آزمون تجربی اعتبار سنجی شده و مشخص شد که نتایج شبیه سازی المان محدود دارای هم پوشانی مناسبی در مقایسه با جواب ‏‏های نهایی بدست آمده از آزمون عملی می‏‏باشند. در پایان میزان تاثیر هر یک از پارامتر‏‏های نام برده شده بر روی برگشت فنری و نیروی شکل‏‏دهی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و مشخص شد که پارامتر ضخامت ورق بیشترین تاثیر را هم در برگشت فنری و هم نیروی شکل دهی دارا می باشد.

    کلید واژگان: شکل‏‏ دهی تدریجی, ورق دو لایه, برگشت‏‏ فنری, مس-فولاد آستنیتی, نیروی شکل‏‏ دهی}
    Masoud Mahmoodi *, Mohammad Karkeabadi, Ramezanali Hajighorbani

    The Incremental Sheet metal forming is one of the dieless forming processes. In this process, the ball nose tool runs the predetermined path to form the sheet by applying the local pressure on the sheet. One of the disadvantages of the incremental forming process is the springback phenomenon. In this paper, the effect of parameters on the springback in the two layear sheet Cu / Austenite St produced by the Single Point Incremental Sheet Forming has been investigated. The input parameters of this process include the tool diameter, vertical step, sheet thickness, depth of form, forward velocity, and arrangement of layers of the double layer sheet. Using the finite element simulation via Abaqus software and the Taguchi design of experiments method via Minitab software, the effect of input parameters on springback and forming force has been investigated. Also, the results of the simulation were validated by the empirical test and it was determined that the finite element has an appropriate overlap in extraction of the final results. At the end, the effect of each of the parameters mentioned on the springback and forming force was analyzed. It was determined that the thickness of the sheet had the greatest effect on both springback and forming force.

    Keywords: Incremental Forming_Two layers sheet_Spring Back_Copper - Austenitic Stainless Steel_Forming force}
  • مهدی محمودی، حامد دیلمی عضدی*، عباس پاک
    فرآیند شکل دهی افزایشی یکی از روش های نوین شکل دهی ورق های فلزی است که به دلیل عدم نیاز به ابزار و قالب خاص و گران قیمت برای تولیدات با تعداد کم و تنوع زیاد بسیار مناسب است و از همین رو در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این مقاله مدلی تحلیلی جهت پیش بینی نیروی عمودی وارد بر ابزار در فرآیند شکل دهی افزایشی ورق فلزی با در نظر گرفتن اثرات کشش و خمش ارائه شده است. با انجام فرآیند شکل دهی افزایشی به صورت تجربی، نتایج به دست آمده از روابط تحلیلی با نتایج تجربی مقایسه شده است که دقت مناسب روابط تحلیلی را نشان می دهد. همچنین با استفاده از طراحی آزمایش بر اساس روش سطح پاسخ اثر پارامترهای فرآینز قبیل قطر ابزار، اندازه گام و زاویه کشش بر نیروی شکل دهی بررسی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش قطر ابزار، اندازه گام و زاویه کشش نیروی شکل دهی افزایش می یابد.
    کلید واژگان: شکل دهی ورق های فلزی, فرآیند شکل دهی افزایشی, مدل تحلیلی, نیروی شکل دهی, مطالعه تجربی}
  • علیرضا وحدتی*، مهدی وحدتی
    ورق های آلیاژی آلومینیم با توجه به دارا بودن ویژگی های خاص ، کاربرد چشمگیری در صنایع گوناگون یافته اند. از سوی دیگر، به دلیل قابلیت شکل پذیری کم، شکل دهی آن ها در دمای اتاق به آسانی صورت نمی پذیرد. از این رو، برای تسهیل شکل دهی، می توان از روش های شکل دهی گرم نیز استفاده نمود که این امر منجر به اکسیداسیون ماده می شود. در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای (SPIF) ، ورق فلزی با حرکت موضعی ابزار سرنیمکروی، شکل دهی می شود. در این پژوهش، با اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار، فرآیند SPIF به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UVaSPIF) توسعه داده شد که این امر سبب بهبود قابلیت شکل پذیری ورق در دمای اتاق گردید. در مقاله پیش رو، تاثیر ارتعاش اولتراسونیک و روانکار بر رفتار نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور ابزار سرنیمکروی به قطر 20 میلیمتر و با فرکانس طبیعی 4/20 کیلوهرتز، طراحی و ساخته شد. ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده ی رزونانس در ابزار توسط نتایج حاصل از تحلیل مودال و تست تجربی به تایید رسید. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O نشان داد که در فرآیند UVaSPIF، اعمال ارتعاش بدون حضور روانکار و در فرآیند SPIF، استفاده از روانکار، بیشترین تاثیر را بر کاهش مولفه عمودی نیروی شکل-دهی دارد.
    کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ارتعاش اولتراسونیک, تحلیل مودال, روانکار, نیروی شکل دهی}
    A.R. Vahdati *, M. Vahdati
    Aluminum alloys have been widely used in various industries, due to its special characteristics. On the other hand, due to its low formability, the forming of these alloys is difficult at room temperature. Therefore, in order to facilitate the forming, warm forming methods can be used, which will lead to the oxidation of the material. In Single Point Incremental Forming (SPIF), a sheet metal is formed by a progression of localized plastic deformation using a hemispherical-head tool. In this study, by applying ultrasonic vibration to the tool, Ultrasonic Vibration assisted SPIF (UVaSPIF) process was developed that improved the sheet formability at room temperature. In present paper, the effect of ultrasonic vibration and lubricant on behavior of the forming force has been investigated. Consequently, a hemispherical-head tool (D = 20 mm) with natural frequency of 20.4 kHz was designed and manufactured. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Then, Al 1050-O sheet was used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that in UVaSPIF, imposing of vibration without lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force whereas in SPIF, the lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force.
    Keywords: Incremental Forming, Ultrasonic Vibration, Modal Analysis, Lubricant, Forming Force}
  • فرزاد احمدی خطیر، ابراهیم علیزاده، محمد مهدی برزگری، محمد مومنی فر، سید حسین مسروری سعادت
    صفحات دوقطبی یکی از مهمترین بخش های پیل سوختی هستند که هزینه تولید زیادی را به همراه دارند. در این پژوهش، شکل پذیری صفحات دوقطبی فلزی با سطح فعال 100 سانتی مترمربع از جنس فولاد زنگ نزن 316L با فرآیند شکل دهی استمپینگ موردبررسی قرارگرفته است. فرآیند شکل دهی استمپینگ نسبت به روش های دیگر شکل دهی دارای مزایایی همچون سادگی فرآیند، سرعت تولید بالاتر و هزینه تولید پایین تر می باشد. مساله مهمی که در صفحات دوقطبی حائز اهمیت است، دقت ابعادی کانال های شکل داده شده می باشد. در این مقاله، پهنا و عدم تختی کانال و ریب صفحات تولیدشده موردبررسی قرارگرفته است. نتایج این پژوهش نشان داد که افزایش نیروی استمپینگ باعث افزایش جریان یافتن ورق شده که خود سبب افزایش در پهنای کانال و ریب می گردد. همچنین، میزان عدم تختی حاصل از برگشت فنری ورق نیز در این فرآیند در بازه تلورانسی کمتر از 02 / 0 میل یمتر قرار داشته و این صفحات می توانند به عنوان صفحات دوقطبی فلزی در سری پیل سوختی مورداستفاده قرار گیرند.
    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری, صفحات دوقطبی فلزی, شکل‏ دهی استمپینگ, تختی, نیروی شکل دهی}
    F. Ahmadi Khatir, Ebrahim Alizadeh, M. Barzegari, M. Momenifar, H. Masroori Saadat
    Bipolar plates are one of the most important parts of the fuel cell which have the highest production cost for the system. In this study, the formability of SS 316L bipolar plates with an active area of 100 cm2 by the stamping process is investigated. With respect to various types of the forming process, stamping process has the advantages of simplicity, higher production speed, and lower production. In this process, the sheet is considered to be between two rigid die slabs, and applying force to the die set results in forming the plates. The important issue of bipolar plates is the dimension accuracy of the channels. In this paper, the width and flatness of the channels and ribs of the produced plates are investigated. If the tolerances of the formed channels are not in the desirable range, the performance of the fuel cell is disturbed and the fuel cell efficiency is considerably decreased. The results of this study demonstrate that increasing the stamping force results in an increase of the width of channel and rib. Moreover, the flatness due to the spring-back of the sheet is in the desired tolerance range and these plates can be utilized as metallic bipolar plates in the fuel cell stacks.
    Keywords: PEM fuel cell, Metallic bipolar plate, Stamping process, Flatness, Forming force}
  • محمد هنرپیشه، محمد جواد عبدالحسینی
    در این مقاله، فرآیند شکل دهی افزایشی گرم الکتریکی ورق تیتانیوم Ti6Al4V، با استفاده از آزمایش های تجربی و تحلیل اجزای محدود بررسی شده است. آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V کاربرد گسترده ای در صنایع هوایی دارد. از این رو، شکل دادن این آلیاژ سبک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. قابلیت شکل دهی این آلیاژ در دمای محیط بسیار پایین بوده ولی در دمای بالا می تواند به خوبی شکل داده شود. در این مقاله، شکل هندسی قطعه نهایی مخروط ناقصی بود که از شکل دهی ورق مستطیلی به دست آمد و تاثیر پارامترهای فرآیند از قبیل زاویه دیواره، اندازه گام و قطر ابزار بر مقدار نیروی شکل دهی، بررسی شده است. نتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان دادند افزایش اندازه گام و کاهش قطر ابزار موجب افزایش نیروی شکل دهی می شود. همچنین برای شکل دهی قطعات با زاویه دیواره بزرگتر، نیروی کمتری نیاز می باشد. همچنین بررسی شکل پذیری ورق در این فرآیند، با ایجاد حرارت متمرکز بر روی آن در نرم افزار ا جزای محدود آباکوس مورد تحلیل قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل عددی و آزمایش های تجربی این فرآیند روی ورق تیتانیومTi6Al4V، حاکی از همگرایی نتایج عددی و تجربی می باشد و اختلاف نتایج عددی و تجربی نیروی شکل دهی حدود 7/5% می باشد.
    کلید واژگان: شکل دهی افزایشی گرم, ورق Ti- 6Al- 4V, نیروی شکل دهی, شبیه سازی اجزا محدود}
    M. Honarpisheh, M. J. Abdolhoseini
    In this paper, the performance of electric hot incremental forming process is investigated on the Ti-6Al-4V sheet by FE simulation and experimental method. Ti-6Al-4V titanium alloy sheet has extensively used in aerospace industries. Therefore, forming of this lightweight alloy is very important. Ti-6AI-4V sheet has poor formability at the room temperature and can be well-formed in high temperature. In this paper, the geometrical shape of final part was a cone frustum that obtained from forming of rectangular sheet, and the effect of processing parameters, such as wall angle, step size and tool diameter, on the forming forces were investigated. The results demonstrated that the forming force are increased by increasing of step size and decreasing of tool diameter. Also, to form parts with larger wall angle, the required force is lower. The process was simulated in the ABAQUS software to investigate the process using finite element analysis. The modeling was performed using local heat on the sheet. It showed a good agreement between the experimental and numerical results of forming force and deference between both of them is about 5.7%.
    Keywords: Hot Incremental Forming, Ti-6Al-4V sheet, Forming Force, FE Simulation}
  • محمدعلی رسولی، ابوذر طاهری زاده، محمود فرزین، امیر عبدالله، محمدرضا نیرومند
    فرایند شکل دهی چرخشی لوله که گونه ای از فرایندهای شکل دهی چرخشی است، یکی از روش های ساخت لوله های مدور بدون درز در صنایع پیشرفته می باشد. در این فرایند موادی که به زیر غلتک وارد می شوند باید در جهت محوری به صورت اکسترود شده جریان پیدا کنند. ماهیت اصلی فرایند، موضعی بودن ناحیه تغییر شکل و مقید بودن این ناحیه به ابزار و مواد اطراف آن است. لذا این فرایند پتانسیل بالایی برای شکل گیری و توسعه عیوب به دلیل جریانهای ناخواسته دارد. انتخاب نامناسب پارامترهای فرایند موجب شکل گیری و توسعه عیوب هندسی و ابعادی در قطعه می گردد. در این تحقیق بر اساس اصول طراحی آزمایش، چگونگی تاثیر پارامترهای فرایند بر شکل گیری و توسعه عیوب و ارتباط آن با جریان مواد و نیروهای فرایند در شکل دهی آلیاژهای آلومینیم آنیل شده 6061 بررسی شدند. نتایج آزمون های تجربی نشان می دهد با استفاده از نسبت کاهش ضخامت و میزان پیشروی در دور بهینه می توان از توسعه عیوب هندسی و ابعادی جلوگیری کرد. همچنین ارزیابی نحوه تغییرات نیروهای اندازه گیری شده نسبت به نیروهای محاسبه شده با استفاده از روابط معیار نشان می دهد که میزان انحراف نیروهای اندازه گیری شده نسبت به نیروهای محاسبه شده با استفاده از روابط معیار ناشی از جریان ناخواسته مواد است که عامل اصلی توسعه عیوب هندسی و ابعادی و تغییر ماهیت فرایند نیز می باشد.
    کلید واژگان: شکل دهی چرخشی لوله, آلیاژ آلومینیوم 6061, توسعه عیوب, نیروی شکل دهی}
    Mohammad Ali Rasouli, Aboozar Taherizadeh, Mahmood Farzin, Amir Abdolah, Mohammad Reza Niroomand
    Investigating the effects of process parameters on forming forces and defects formation in tube spinning process of AA6061
    ˜یÏå [English]
    Tube spinning or flow forming process is used for manufacturing of seamless tubes widely put into service in advanced industries. The ideal flow for materials entering the deformation zone in this process is extrusion-type flow in axial direction. Very localized deformation zone which is confined by outer materials and forming tools is very important aspect of this process. Therefore, development of defects during the deformation process with undesirable flow of materials can be easily occurred. The main reason of undesirable flow of materials is choosing inappropriate process parameters which results in arising various geometrical and dimensional defects. In this paper, the effects of process parameters on formation and growth of different defects and their correlations with material flow and forming forces in tube spinning of AA6061 was investigated by using design of experiment (DOE) method. The results of experiments show that by applying the optimized values of reduction and feed rate per revolution, these defects can be controlled. Also, by comparing the experimentally measured and theoretically calculated forming forces it can be shown that the larger the deviation of measured forces from calculated ones gets the more severe formation of defects and undesirable materials flow becomes.
    Keywords: Tube spinning, AA6061, Defects formation, Forming forces}
  • منوچهر محمدحسینی میرزایی، بهزاد سلطانی
    در این مطالعه روش های متداول آزمون شیار در شکل دهی نموی با رویکرد تحلیل نیروهای وارد شده به کلگی ماشینCNC، به کمک شبیه سازی اجزای محدود بررسی شده است. در ابتدا تحلیل اجزای محدود به کمک نرم افزار آباکوس مطابق با پژوهشی عملی، انجام و اعتبارسنجی شد. در تحلیل، ابزار و ورق گیر اجسامی صلب و ورق، انعطاف پذیرفرض گردیدند. سپس استفاده از ورق گیر جانبی به کمک مقید کردن لبه های جانبی ورق مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که استفاده از ورق گیر جانبی سبب افزایش نیرو می گردد هرچند تعداد رفت و برگشت ابزار به نصف کاهش می یابد و با یکبار رفت و برگشت ابزار آزمون شیار کامل می گردد. همچنین به کمک روش باردهی شیب دار، برای جلوگیری از رخداد قله های نیرویی آسیب زا به دستگاه، می توان این آزمون را با هزینه کمتر انجام داد. مثلا برای ورق AA 7075-O با طول شکل دهی mm80 بین دو گام متفاوت mm25/0 با دوبار رفت و برگشت و mm50/0 با یکبار رفت و برگشت، وضعیت باردهی با شیب کمتر همراه با دوبار رفت و برگشت، نیروی عمودی قله بیشینه کمتر می باشد و برای ماشین CNC با ظرفیت نیرویی کمتر بسیار مناسب تر می باشد.
    کلید واژگان: شکل دهی نموی, آزمون شیار, شبیه سازی اجزای محدود, نیروی شکل دهی}
    M. Mohammad Hosseini Mirzaei, B. Soltani
    In this study, conventional methods of the groove test on an incremental forming process by finite element method have been investigated in order to analyze the forces imposed by the spindle of CNC machine. Initially, the finite element method analysis using ABAQUS software was validated by empirical research in the published paper. In this analysis, tool and clamping are supposed rigid body and the sheet is deformable body. When using the side fixture for constraining of side edge of sheet was investigated, it was found that the use of the side fixture increase force between 2 to 2.5 times. However the number of tool sweeps would be halved and groove test would be completed with 1 tool sweep. Also by smoothly graded loading for prevention of traumatic force peaks to the machine, this test can be done at a lower cost. For example, for AA7075-0 sheet with 80mm forming path between two different steps 0.25 with 2 sweeps and 0.5mm with 1 sweep, using lower slope and 2 tool sweeps, the maximum vertical force peaks decrease and process is very proper for low load capacity CNC machine.
    Keywords: Incremental forming, Groove test, Finite element simulation, Forming force}
  • Hamed Deilami Azodi*, Abbas Pak, Mehdi Mahmoudi
    Incremental sheet forming process (ISF) is a dieless forming method capable to produce small-batch of sheet metal components economically. This makes ISF attention-grabbing for research and development. Use of ultrasonic vibration is a modern approach implemented to improve ISF process. In this article¡ the effects of process parameters of ultrasonic vibration assisted incremental sheet forming (USVAISF) such as tool diameter¡ pitch size and vibration amplitude on forming force¡ fracture depth and percent reduction of forming force is investigated experimentally through response surface method. Results indicate that decreasing tool diameter and increasing ultrasonic vibration amplitude decrease the forming force and make the ultrasonic vibration more effective (increase the percent reduction of forming force) in USVAISF process. Fracture depth decreases with increasing pitch size and vibration amplitude. The influences of tool diameter on fracture depth and pitch size on forming force are complicated and different effects are seen in various conditions. Results show 33% to 63% reduction in forming force and 2% to 29% reduction in fracture depth in ultrasonic vibration assisted incremental sheet forming (USVAISF) compared with conventional ISF (without ultrasonic vibration). Eventually¡ optimal process parameters are predicted for ultrasonic vibration assisted incremental sheet forming and validated experimentally.
  • عباس پاک، حامد دیلمی عضدی، مهدی محمودی
    فرآیند شکل دهی افزایشی یکی از روش های شکل دهی است که به دلیل عدم نیاز به قالب خاص برای تولید قطعات با تعداد کم و نمونه سازی سریع مورد توجه قرار گرفته و تلاش های زیادی برای بهبود آن انجام شده است. یکی از روش های نوین بهبود فرآیندهای شکل دهی استفاده از نوسانات مافوق صوت (آلتراسونیک) است. هدف از این مقاله بررسی اثر اعمال نوسان آلتراسونیک به ابزار در فرآیند شکل دهی افزایشی است. برای این منظور ابتدا روابط تحلیلی نیرو در حالت معمولی اصلاح و استخراج شده سپس روابط تحلیلی نیروی شکل دهی با اعمال نوسانات آلتراسونیک بدست آمده است. سپس با طراحی، ساخت و اتصال کلگی شکل دهی افزایشی به کمک آلتراسونیک به دستگاه فرز CNC اثر نوسانات آلتراسونیک در فرآیند شکل دهی افزایشی بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از روابط تحلیلی و مقایسه با نتایج عملی می توان تخمینی مناسب از تغییرات نیروی شکل دهی در فرآیند شکل دهی افزایشی معمولی و با اعمال نوسانات آلتراسونیک ارائه نمود. همچنین بر اساس نتایج آزمون های انجام شده نیروی شکل دهی با اعمال نوسانات آلتراسونیک در مقایسه با نیروی شکل دهی بدون آلتراسونیک بین 33 تا 63.5 درصد بستگی به شرایط آزمون کاهش یافته است.
    کلید واژگان: فرآیند شکل دهی افزایشی ورق های فلزی, نوسانات آلتراسونیک, نیروی شکل دهی, مدل تحلیلی نیروی شکل دهی}
    Abbas Pak, Hamed Deilami Azodi, Mehdi Mahmoudi
    Incremental sheet metal forming process is considered as one of methods which able manufacturer to produce parts without dedicated die in low and rapid prototype production, and many researches have been done to improve it. Using of ultrasonic vibration is one of the modern approaches in forming processes which reduce friction and forming force. The purpose of this study is to investigate the effect of ultrasonic vibration applied to the tool in single point incremental sheet metal forming process. For this, first theory of single point incremental forming has been studied; its principle has been investigated and analytical relations have been modified then analytical relations in the case of applying ultrasonic are derived from those. To practical evaluation of applying ultrasonic to this process a set can be installed to the head of CNC milling machine is designed and manufactured. According to results of analytic compared to experimental results a reasonable approximation of forming force variation in normal single point incremental forming process and applying ultrasonic can be offered. Based on tests results forming force in applying ultrasonic compare to normal mode reduces between 33 to 63.5 percent depend on test circumstances.
    Keywords: Incremental sheet metal forming, Ultrasonic vibration, Forming force, Analytical model of forming force}
  • مهدی وحدتی، رمضانعلی مهدوی نژاد، سعید امینی، امیر عبدالله، کارن ابری نیا
    مکانیزم فرآیند شکل دهی تدریجی بر اساس تغییرشکل پلاستیکی و موضعی ورق فلزی، می باشد. در این فرآیند، ورق فلزی با استفاده از ابزار سرنیمکروی واقع بر روی اسپیندل ماشین فرز CNC و مطابق مسیر تعریف شده، شکل دهی خواهد شد. مطالعه ی رفتار نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، به عنوان یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در این فرآیند می باشد. افزایش اندازه ی گام عمودی ابزار، قطر ابزار، زاویه ی دیواره و ضخامت ورق به همراه کاربرد ورق های فلزی و آلیاژی سبک وزن با استحکام بالا، منجر به افزایش نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، خواهد شد. در این مقاله، روند طراحی، ساخت و تست ابزار شکل دهی مرتعش به منظور توسعه ی فرآیند «شکل دهی تدریجی ورق فلزی به کمک ارتعاش اولتراسونیک»، ارائه شده است. نتایج حاصل از تحلیل مودال و آنالیز تجربی فرکانس طبیعی ابزار مرتعش، موید ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده-ی رزونانس در ابزار شکل دهی، می باشد. در ادامه، تاثیر اعمال ارتعاش اولتراسونیک بر مولفه ی عمودی نیروی شکل دهی و پدیده برگشت فنری، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O، نشان داد که انتقال و اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار شکل دهی در مقایسه با فرآیند متداول شکل دهی تدریجی، موجب کاهش میانگین نیروی اعمالی به محور ابزار شکل دهی و کاهش میزان برگشت فنری نمونه شکل دهی شده، خواهد شد.
    کلید واژگان: شکل دهی تدریجی, ارتعاش اولتراسونیک, تحلیل مودال, نیروی شکل دهی, برگشت فنری}
    Mehdi Vahdaty, Ramezan Ali Mahdavinejad, Saeid Amini, Amir Abdullah, Karen Abrinia
    Incremental Sheet Metal Forming (ISMF) is based on localized plastic deformation. In this process, a hemispherical-head tool, controlled by a CNC milling machine, shapes a sheet metal according to a defined path. Study of the forming force is one of the most important topics in this process. Increasing of vertical step size, tool diameter, wall angle and sheet thickness together with using of high strength sheet metals and lightweight alloys, leads to an increase in the forming force. In this paper, the performance of a novel forming process, named Ultrasonic Vibration assisted Incremental Sheet Metal Forming (UVaISMF) has been investigated. The procedure of design, manufacture and test of vibratory forming tool, is presented. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Furthermore, the effect of ultrasonic vibration on the vertical component of forming force and spring-back has been studied. Aluminium sheet of grade Al 1050-O is used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that ultrasonic excitation of forming tool, will reduce the average of vertical component of forming force and spring-back in comparison to conventional process.
    Keywords: Incremental forming, Ultrasonic vibration, Modal Analysis, Forming force, Spring, back}
  • حسین قاسمی، بهزاد سلطانی
    شکل دهی نموی تک نقطه ای یک فرآیند شکل دهی ورق است که قابلیت انعطاف پذیری بالاتری نسبت به دیگر روش های شکل دهی دارد. در این روش نیازی به ساخت قالب برای فرآیند نیست و می توان با استفاده از یک ابزار ساده و ماشین CNC، شکل دهی را به اشکال گوناگون انجام داد. در این مقاله، تاثیر برخی پارامترها بر نیرو و دقت ابعادی و توزیع ضخامت در فرآیند شکل دهی نموی تک نقطه ای بررسی شده است. این پارامترها شامل سرعت پیشروی، چرخش ابزار، گام عمودی، استراتژی حرکت ابزار و روانکار می باشد. ابتدا، با طراحی و ساخت ابزار و ورق گیر و بستن آن بر روی دینامومتر، آماده سازی فرایند بر روی دستگاه فرز CNC انجام گردید. سپس آزمایش ها بر روی ورق از جنس آلومینیوم (Al-1200) با ایجاد یک هرم ناقص انجام شد و پس از اندازه گیری نیرو در جهات مختلف، تاثیر پارامترها بر نیروی شکل دهی بررسی شد. همچنین نمونه های شکل دهی شده با دستگاه CMM اندازه گیری و با هم مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که افزایش سرعت پیشروی ابزار، نیروی عمودی را کاهش می دهد و با افزایش سرعت چرخش، نیروی افقی کاهش می یابد. استفاده از روانکار، در بهبود فرآیند تاثیرگذار است.
    کلید واژگان: شکل دهی نموی, پیشروی, چرخش ابزار, نیروی شکل دهی, دقت ابعادی}
    Hossein Ghasemi, Behzad Soltani
    Single point incremental forming is a sheet metal forming process that has more flexibility than another methods. This process don''t require to die and could formed various shape white use the simple tool and CNC machine. In this paper the influence of process parameters on the forces and dimensional accuracy and thickness distribution in single point incremental forming is investigated. These parameters include the feed rate، tool rotation، vertical step، movement strategy of tool and lubrication. Beginning with the design and construction of the fixture and clamping it on the dynamometer and create of tool (tungsten carbide)، the preparation process was done on a CNC milling machine. Then، the experimental tests were carried out on Aluminum alloy sheets (Al-1200) with creation of pyramid frustum; after the measuring of force in different directions، the influence of parameters on the forming force was investigated. Also parts were measured with CMM devices and compared. The results showed that with increasing the feed rate، the vertical force decreases and with increasing tool rotation speed، horizontal force decreases. The use of lubricant، is effective on the improvement of process.
    Keywords: Incremental Forming, Feed, Tool Rotation, Forming Force, Dimensional Accuracy}
  • تحلیل اکستروژن جانبی قطعات شبه چرخ دنده با روش تعادن نیروها
    داود الماسی، حشمت الله حقیقت
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