کمینه‌سازی نیروی لازم شکل‌دهی در فرایند هیدروفرمینگ ورق با استفاده از طرح عاملی کسری

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

doi
10.22034/ijme.2023.400065.1788
چکیده

شکل‌دهی مطلوب قطعات فلزی با استفاده از حداقل نیروی لازم، همواره مورد توجه پژوهش‌گران بوده است. در این مقاله، پارامترهای مؤثر در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به‌منظور تولید قطعات استوانه‌ای با پیشانی تخت با حداقل نیروی لازم شکل‌دهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش عاملی کسری، آزمایش‌های مورد نیاز طراحی شدند. در این طراحی، فشار بیشینه سیال، سرعت سنبه، شعاع گوشه سنبه، ضریب اصطکاک بین ورق با سنبه، ضریب اصطکاک بین ورق با قالب و شعاع گوشه ماتریس به‌عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شدند. آزمایش‌های طراحی‌شده به کمک مدل اجزای محدود صحت‌سنجی شده اجرا شده و بیشینه نیروی سنبه برای هر آزمایش استخراج گردید. در پایان، با انجام تحلیل واریانس، اثرات اصلی و متقابل پارامترها بر روی تابع بیشینه نیروی سنبه مشخص گردید. با بررسی نتایج، مشخص شد که فشار بیشینه سیال و شعاع گوشه سنبه بیشترین تأثیر را بر روی بیشینه نیروی سنبه دارند. کاهش فشار بیشینه سیال از 39 تا 15 مگاپاسکال، منجر به کاهش بیشینه نیروی سنبه به میزان 55% می‌شود. همچنین، کاهش شعاع گوشه سنبه از 10 تا 2 میلی‌متر، منجر به کاهش بیشینه نیروی سنبه به میزان 55% می‌شود.