علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

بررسی تجربی و عددی پارامترهای موثر بر فرایند فلوفرمینگ فولاد خاص استحکام بالای مورد استفاده در صنایع هوافضا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه امام حسین
2 داتشگاه امام حسین
چکیده
فلوفرمینگ لوله یکی از اقتصادی‌ترین روش‌های تولیدی برای لوله‌های استوانه‌ای ساده با برآمدگی‌های خارجی و داخلی همراه یا بدون فلنج است. استفاده از عملیات فلوفرمینگ برای تولید بدنه به جای ماشینکاری خام لوله‌ها، منجر به استفاده بیشتر از مواد خام و همچنین افزایش خواص مکانیکی محصول به دلیل ایجاد کارسختی بر روی قطعه است. عملیات فلوفرمینگ به دلیل استحکام بالای لوله‌های تولیدی، به عنوان یکی از مهم‌ترین روش‌های ساخت بدنه‌های استوانه‌ای در صنایع هوافضا شناخته میشود. در این پژوهش، شکل‌پذیری یک فولاد خاص استحکام بالای مورد استفاده در صنایع هوافضا توسط فرایند فلوفرمینگ سه غلتکه بصورت تجربی و تحلیل المان محدود بررسی شده است. اثر تغییرات پارامترهای فرایند فلوفرمینگ نظیر سرعت چرخش ماندریل، نرخ پیشروی و زاویه حمله بر روی دقت ابعادی و هندسی و همچنین کیفیت سطح محصول تولیدی بصورت تجربی و تحلیل اجزای محدود بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ پیشروی، زبری سطح محصول نهایی تا 62 درصد افزایش می‌یابد. افزایش نرخ پیشروی همچنین منجر به کاهش عدم‌گردی بیش از 50 درصد و در نتیجه بهبود کیفیت هندسی قطعه نهایی می‌شود. افزایش سرعت دوران ماندریل منجر به کاهش زبری سطح تا 30 درصد می‌شود. همچنین افزایش سرعت دوران منجر به افزایش عدم‌گردی محصول می‌شود. افزایش زاویه حمله غلتک از 15 تا 30 درجه منجر به افزایش زبری سطح تا حدودا 30 درصد و کاهش عدم‌گردی و کاهش رشد قطری می‌شود
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] ک. تابعی، ف. جوانرودی، “اثر پرامترهای موثر بر کیفیت لوله فلوفرمینگ"، دوازدهمین کنفرانس مهندسی ساخت و تولید ایران، تهران، 1390.
[2] و. حقیقت، م.ر. یاوری، “بهبود خواص مکانیکی و تغییر ساختار فولاد 4130 بر اثر فرآیند فلوفرم در تولید پوسته بدنه موتور راکت"، دومین کنفرانس انجمن پیشرانش فضایی ایران دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 1392.
[3] ا. عابدینی، س. احمدی، ع. دنیوی، ح. دیلمی، “بررسی تجربی بهینه سازی فرآیند فلوفرمینگ به کمک روش تاگوچی"، بیستمین همایش سالانه بین الملی مهندسی مکانیک ایران، شیراز، 1391.
[4] R. J. Bhatt and H. K. Raval, “Influence of Operating Variables during Flow Forming Process”, in Procedia CIRP, Elsevier B.V., vol. 55, pp. 146–151, 2016.
[5] P. Banerjee, N. B. Hui, M. K. Dikshit, and S. Som, “FE modelling of three dimensional staggered backward metal flow forming process,” International Journal of Modern Manufacturing Technologies, vol. 13, no. 1, pp. 15–25, 2021.
[6] A. K. Singh, K. Narasimhan, and R. Singh, “Finite element modeling of backward flow forming of Ti6Al4V alloy”, Materials Today: Proceedings, Elsevier Ltd, vol. 5, no. 11, pp. 24963–24970. 2018.
[7] C. Erdogan, H. Vural, A. Karakaş, T. O. Fenercioğlu, and T. Yalçinkaya, “Ductile failure of Inconel 718 during flow forming process and its numerical investigation”, Engineering Failure Analysis, vol. 152, p. 107424, 2023.
[8] C. Zhu, F. Li, Y. Dong, S. Zhao, J. Lv, and D. Meng, “The Rollers’ Offset Position Influence on the Counter-Roller Flow-Forming Process”, Metals (Basel), vol. 12, no. 9, p. 1471, Sep. 2022.
[9] و. سلیمانی، ق. فرجی، “ارزیابی خواص مکانیکی و ریزساختار فولاد 4130 بعد از فرایند فلوفرمینگ معکوس لوله"، ماهنامه علمی مهندسی مکانیک مدرس، جلد 23، شماره 3، صفحات 184-190، 1401.
[10] H. Vural, C. Erdoğan, T.O. Fenercioğlu, and T. Yalçinkaya, “Ductile failure prediction during the flow forming process,” Procedia Structural Integrity, vol. 35, pp. 25–33, 2022.
[11] M. Runge, Spinning and flow forming, Verlag Moderne Industrie, 1994.
[12] P. Banerjee and N. Hui, “A Simplified Model for the Estimation of Forces in Flow Forming and Its Comparison with Ideal Deformation and FEM Models,” Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, vol. 102, no. 1, pp. 13–26, 2021.
[13] J. Chakrabarty, Theory of Plasticity, Elsevier, 2006.
[14] A. Ghosh and A.K. Mallik, Manufacturing Science (vol. 432), Ellis Horwood Series in Electrical and Electronic Engineering, 1986.

  • تاریخ دریافت 30 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری 21 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش 23 تیر 1403