مطالعه تجربی و عددی فرایند هیدروفرمینگ لوله دو لایه مس-آلومینیوم

هیدروفرمینگ لوله یکی از فرایندهای شکل دهی می باشد که در آن از فشار هیدرولیکی برای تغییرشکل در ماده استفاده می شود. در این تحقیق شکل پذیری لوله دو لایه مس-آلومینیوم در فرایند هیدروفرمینگ به روش تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا لوله ی دو لایه با لایه بیرونی آلومینیوم و لایه ی داخلی مس تحت آزمایش هیدروفرمینگ قرار گرفته است که به دلیل شکل پذیری کم لوله آلومینیوم، دچار پارگی شده است. سپس لوله دو لایه با لایه بیرونی مس و لایه داخلی آلومینیوم بررسی شده است که لوله ی آلومینیوم داخلی دچار چروکیدگی گردیده است و نهایتا منجر به خرابی دو لایه شده است. برای جلوگیری از چروکیدگی لایه ی آلومینیوم داخلی، از یک قید مکانیکی داخلی از جنس مس استفاده شده است که آزمایش تجربی در این حالت منجر به شکل دهی بدون ترکیدگی و چروکیدگی لوله دولایه شده است. برای مطالعه ی تاثیر پارامترها بر فرایند از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ استفاده گردیده است. پارامترهای مورد بررسی شامل جابجایی سنبه محوری، فشار اول، فشار نهایی، ضخامت لوله آلومینیوم و وجود یا عدم وجود سنبه مخالف بوده است. توابع هدف نیز نازک شدگی لایه ی مس، نازک شدگی لایه ی آلومینیوم و ارتفاع برآمدگی لوله دو لایه بوده است. نتایج تحقیق نشان داد که جابه جایی محوری بیشترین تاثیر را بر ارتفاع برآمدگی دو لایه و ضخامت لایه ی داخلی آلومینیوم بیشترین تاثیر را بر نازک شدگی لایه ها داشته است. به منظور دست یابی به بیشترین ارتفاع برآمدگی دولایه و کمترین میزان نازک شدگی برای لایه های مس و آلومینیوم، پارامترهای بهینه در دو حالت وجود و عدم وجود سنبه ی مخالف استخراج شده اند و نتایج آن با خروجی مدل های شبیه سازی اجزای محدود مقایسه شده اند.