بررسی جایگزینی فشار سیال داخلی به جای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله های جدارنازک با شعاع خم بحرانی

امروزه خم کاری لوله های جدارنازک (D/t≥20، D قطر خارجی لوله و t ضخامت لوله) در نسبت خم بحرانی (R/D≤2، R شعاع خم) از جمله فرآیندهای تولیدی پرکاربرد در صنعت هوافضا، خودروسازی و صنایع دیگر است. طی خم کاری لوله، تغییرات ضخامت و اعوجاج سطح مقطع قابل توجهی رخ می دهد. ضخامت در انحنای داخلی لوله خمیده افزایش و در انحنای خارجی کاهش می یابد. همچنین در اکثر موارد، وقتی شعاع خم کوچک باشد، چین خوردگی در انحنای داخلی اتفاق می افتد. در صنعت برای رفع چروکیدگی و اعوجاج سطح مقطع از مندرل استفاده می شود، که انتخاب مندرل به جنس لوله، زاویه خم، شعاع لوله و شعاع خم بستگی دارد. اما، در مواردی که شعاع قالب خم کوچک باشد، استفاده از مندرل اجتناب می شود زیرا مندرل، علاوه بر هزینه فرآیند، نازک شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی افزایش می دهد و این در عملیات تولید نامطلوب است. در پژوهش حاضر با توجه به توسعه هیدروفرمینگ لوله ها، اثر فشار سیال داخلی بجای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، به منظور امکان سنجی، مشاهده و آنالیز نحوه شکل گیری لوله طی فرآیند خم کاری، فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله با دو راهبرد با مندرل و فشار سیال داخلی بوسیله نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده از پژوهش ارایه شده نشان داد، جاگزینی فشار سیال داخلی به جای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی، حداکثر نازک شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی به میزان چشمگیری بهبود می بخشد. اما حداکثر اعوجاج سطح مقطع و حداکثر ضخیم شدگی دیواره در انحنای داخلی، نسبت به حالت با مندرل افزایش می یابد.