مطالعه تجربی و شبیهسازی اجزای محدود برای تعیین پنجره شکلدهی لوله های آلومینیومی 6063-O در فرآیند هیدروفرمینگ گرم

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.