بررسی عددی و تجربی تغییر‌ شکل ورق در فرآیند شکل‌دهی قفسه‌ای لوله‌هایی با نسبت ضخامت به قطر پایین

Abstract

فرآیند شکل‌دهی قفسه‌ای یکی از روش‌های جدید شکل‌دهی غلتکی سرد می‌باشد که به‌طور گسترده برای تولید لوله‌های جوشکاری مقاومتی (ERW) به‌کار می‌رود. استفاده از فرآیند شکل‌دهی قفسه‌ای، علاوه بر تأمین شکل‌دهی آرام ورق در طول فرآیند، سبب کاهش هزینه و زمان تولید می‌گردد. به علت پیچیدگی فرآیند، مطالعات کمی در این زمینه انجام شده است و دانش موجود، بیشتر براساس تجربه بنا شده است. در این مقاله به‌منظور بررسی تغییر‌شکل ورق در شکل‌دهی قفسه‌ای لوله‌هایی با نسبت ضخامت به قطر پایین، فرآیند شکل‌دهی قفسه‌ای سرد لوله به صورت سه‌بعدی در نرم‌افزار اجزای محدود مارک منتات شبیه‌سازی می‌شود. با توجه به این‌که کمانش لبه ورق از عیوب رایج در فرآیند شکل‌دهی غلتکی لوله‌هایی با نسبت ضخامت به قطر پایین می‌باشد، توزیع کرنش‌های طولی در ناحیه‌های‌ لبه و مرکز ورق بررسی و ایستگاه‌های مستعد برای کمانش لبه ورق معرفی می شوند. هم‌چنین الگوی گل تغییر‌شکل و انحنای ورق تغییرشکل‌یافته با استفاده ‌از نتایج شبیه‌سازی، پیش‌بینی شده و اثر هر یک از مراحل شکل‌دهی قفسه‌ای بر روی شکل یا انحنای ورق تغییرشکل یافته مشخص می‌گردد. برای بررسی صحت شبیه‌سازی‌های انجام گرفته، محیط خارجی، فاصله افقی دو لبه ورق و توان شکل‌دهی در مراحل مختلف شکل‌دهی از نتایج شبیه‌سازی به‌دست آمد و با داده‌های تجربی اندازه‌گیری شده در خط تولید مقایسه گردید. انطباق خوب این نتایج، صحت شبیه‌سازی‌ها را تأیید می‌کند.

Keywords

• شکل‌دهی قفسه‌ای لوله
• لوله‌های جوشکاری مقاومتی
• کرنش طولی
• کمانش لبه
• الگوی گل
• انحنای نسبی