فرآیند شکل دهی افزایشی یکی از روش های شکل دهی است که به دلیل عدم نیاز به قالب خاص برای تولید قطعات با تعداد کم و نمونه سازی سریع مورد توجه قرار گرفته و تلاش های زیادی برای بهبود آن انجام شده است. یکی از روش های نوین بهبود فرآیندهای شکل دهی استفاده از نوسانات مافوق صوت (آلتراسونیک) است. هدف از این مقاله بررسی اثر اعمال نوسان آلتراسونیک به ابزار در فرآیند شکل دهی افزایشی است. برای این منظور ابتدا روابط تحلیلی نیرو در حالت معمولی اصلاح و استخراج شده سپس روابط تحلیلی نیروی شکل دهی با اعمال نوسانات آلتراسونیک بدست آمده است. سپس با طراحی، ساخت و اتصال کلگی شکل دهی افزایشی به کمک آلتراسونیک به دستگاه فرز CNC اثر نوسانات آلتراسونیک در فرآیند شکل دهی افزایشی بررسی شده است. بر اساس نتایج بدست آمده از روابط تحلیلی و مقایسه با نتایج عملی می توان تخمینی مناسب از تغییرات نیروی شکل دهی در فرآیند شکل دهی افزایشی معمولی و با اعمال نوسانات آلتراسونیک ارائه نمود. همچنین بر اساس نتایج آزمون های انجام شده نیروی شکل دهی با اعمال نوسانات آلتراسونیک در مقایسه با نیروی شکل دهی بدون آلتراسونیک بین 33 تا 63.5 درصد بستگی به شرایط آزمون کاهش یافته است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله، فرآیند اکستروژن مستقیم ورق های دو فلزی با قالب گوه ای شکل، به روش کرانه بالایی تحلیل و به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است. منطقه تغییر شکل به دو ناحیه تغییر شکل تک فلزی و و ناحیه دو فلزی تقسیم شده و بر اساس میدان سرعت داده شده برای هر ناحیه، توان های داخلی، برشی و اصطکاکی کل محاسبه شده اند. با مساوی قرار دادن توان خارجی با توان کل، نیروی اکستروژن لازم به دست آمده است. نتایج روش تحلیلی با نتایج به دست آمده از شبیه سازی به روش اجزا محدود (نرم افزار ABAQUS) مقایسه شده اند. مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج شبیه سازی، تطابق مناسبی را نشان دادند. در پایان نیز اثر پارامترهای مختلف شامل درصد کاهش سطح مقطع و ثابت اصطکاک بر نیروی اکستروژن و زاویه بهینه قالب بررسی شده اند.

فرآیند شکل دهی چند نقطه ای، یک روش شکل دهی انعطاف پذیر جهت تولید انواع قطعات از ورق های فلزی است. در این مقاله روش شکل دهی چند نقطه ای به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور تخمین پارامترهای مطلوب طراحی، ابتدا فرآیند شکل دهی به صورت دینامیکی شبیه سازی شده و سپس مجموعه قالب شکل دهی چند نقطه ای جهت انجام آزمایشات تجربی ساخته شده است. با در نظر گرفته کاربرد گسترده آلیاژ آلومینیومی AA2024 در صنایع هوا و فضا، ورق های از جنس این آلیاژ برای انجام آزمایشات مورد استفاده قرار گرفته و شکل دهی قطعات تحت شرایط مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. عیوب به وجود آمده در فرآیند شکل دهی چند نقطه ای پیش بینی شده و تاثیر پارامترهای فرآیندی از جمله قطر پین و ضخامت لایه الاستیک بر روی دقت ابعادی و توزیع ضخامت قطعات تولید شده بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که فرآیند فوق می تواند به عنوان یک روش کارآمد و اقتصادی برای تولید انواع قطعات تکی موجود در زمینه های مختلف صنعتی به ویژه صنعت هوا و فضا مورد استفاده قرار گیرد، به طوری که با تنظیم مناسب پارامترهای فرآیند امکان تولید قطعات با شکل های هندسی متنوع تنها با استفاده از یک قالب وجود خواهد داشت.

فرایند شکل دهی هیدرولیکی یکی از فرایندهای شکل دهی فلزات است که در ابتدا برای ساخت قطعات توخالی تحت فشار سیال به کار گرفته می شد. پارامتر اساسی در این فرایند کنترل فشار سیال است. این نوشتار به تخمین فشار در فرایند شکل دهی هیدورلیکی یک جفت ورق فلزی می پردازد. پس از به دست آوردن میدان سرعت سازگار سینماتیکی، با کمک روش تحلیل کران بالا، معادله فشار به دست می آید. اثرات پارامترهای کار سختی، اصطکاک، ابعاد قطعه خام و همچنین شرایط اتساع در داخل حفره قالب در نظر گرفته شده اند. معادله تخمین فشار به دست آمده برای هر نوع هندسه یی به شرط آنکه بتوان هندسه لحظه ای ورق در منطقه حفره قالب را به صورت تحلیلی بیان کرد، کاربرد دارند. به منظور ارزیابی روابط به دست آمده، این معادلات برای تخمین فشار در مورد یک قطعه نیم کروی به کار گرفته شده اند. نتایج به دست آمده از این کار با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است.

شکل دهی افزایشی ورق فلزی یکی از فرآیند های فرم دهی بدون قالب می باشد. در این فرآیند ابزار سر کروی مسیر از پیش تعیین شده را طی می نماید تا با اعمال فشار موضعی به ورق آن را به شکل مد نظر تبدیل نماید. یکی از معایب موجود در فرآیند شکل دهی افزایشی، پدیده برگشت فنری ورق می باشد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر برگشت پذیری فنری در ورق دو لایه مس-فولاد آستنیتی حاصل از شکل دهی افزایشی، پرداخته شده است. پارامترهای ورودی این فرآیند شامل قطر ابزار، گام عمودی، ضخامت ورق، عمق شکل دهی، سرعت پیشروی و ترتیب قرارگیری لایه های ورق دولایه می باشد. با استفاده از شبیه سازی المان محدود فرآیند به کمک نرم افزار آباکوس و روش طراحی آزمایش های تاگوچی به کمک نرم افزار مینی تب، تاثیر پارامترهای ورودی بر روی برگشت پذیری فنری و نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه سازی توسط آزمون تجربی اعتبار سنجی شده و مشخص شد که نتایج شبیه سازی المان محدود دارای هم پوشانی مناسبی در مقایسه با جواب های نهایی بدست آمده از آزمون عملی می باشند. در پایان میزان تاثیر هر یک از پارامتر های نام برده شده بر روی برگشت فنری و نیروی شکل دهی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و مشخص شد که پارامتر ضخامت ورق بیشترین تاثیر را هم در برگشت فنری و هم نیروی شکل دهی دارا می باشد.

هدف اصلی این پژوهش آزمون تجربی و مدل سازی عددی فرآیند شکل دهی استوانه برنجی CuZn30 طی سه مرحله کشش عمیق و اتوکاری دیواره و دو مرحله آنیل می باشد. به منظور تعیین شکل و اندازه دانه ها، قبل و بعد از فرآیندهای عملیات حرارتی، متالوگرافی بر روی سطح بدنه پوسته کشش و اتوکاری شده، انجام شده و طی آن تاثیر کار سختی بر تغییر استحکام تسلیم ماده مشخص شده است. مدل سازی عددی مراحل مختلف شکل دهی با روش اجزا محدود، انجام شده اند. هدف از مدل سازی عددی تعیین تاثیر پارامتر هایی مثل ضریب اصطکاک، نمای کارسختی و ناهمسانگردی ورق اولیه بر نسبت کشش حدی، نیروی وارد بر سنبه و ابعاد نهایی قطعه، می باشد. نتایج نشان می دهند که تغییر ضریب اصطکاک بر توزیع کرنش موثر تاثیرگذار است درحالی که نمای کارسختی تاثیر ناچیزی بر توزیع کرنش موثر دارد. تغییر نمای کارسختی، نیروی وارد بر سنبه کشش را تحت تاثیر قرار می دهد. برخی عیب های ایجادشده در نمونه های تجربی، طی تحلیل های نرم افزاری بررسی و علت بروز عیب ها مشخص شده و در آزمون های تجربی مورد استفاده قرار گرفتند. هندسه به دست آمده از تحلیل های نرم افزاری با آزمون های تجربی مقایسه و صحت سنجی شده اند.

مکانیزم فرآیند شکل دهی تدریجی بر اساس تغییرشکل پلاستیکی و موضعی ورق فلزی، می باشد. در این فرآیند، ورق فلزی با استفاده از ابزار سرنیمکروی واقع بر روی اسپیندل ماشین فرز CNC و مطابق مسیر تعریف شده، شکل دهی خواهد شد. مطالعه رفتار نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، به عنوان یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در این فرآیند می باشد. افزایش اندازه گام عمودی ابزار، قطر ابزار، زاویه دیواره و ضخامت ورق به همراه کاربرد ورق های فلزی و آلیاژی سبک وزن با استحکام بالا، منجر به افزایش نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، خواهد شد. در این مقاله، روند طراحی، ساخت و تست ابزار شکل دهی مرتعش به منظور توسعه فرآیند «شکل دهی تدریجی ورق فلزی به کمک ارتعاش اولتراسونیک»، ارائه شده است. نتایج حاصل از تحلیل مودال و آنالیز تجربی فرکانس طبیعی ابزار مرتعش، موید ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده رزونانس در ابزار شکل دهی، می باشد. در ادامه، تاثیر اعمال ارتعاش اولتراسونیک بر مولفه عمودی نیروی شکل دهی و پدیده برگشت فنری، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O، نشان داد که انتقال و اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار شکل دهی در مقایسه با فرآیند متداول شکل دهی تدریجی، موجب کاهش میانگین نیروی اعمالی به محور ابزار شکل دهی و کاهش میزان برگشت فنری نمونه شکل دهی شده، خواهد شد.