مقایسه FEA هیدروفرمینگ فشار بالا و پایین فولاد TRIP
چکیده
کاربرد روزافزون هیدروفرمینگ برای ساخت قطعات سبک خودرو مربوط به فواید قابل دستیابی در مورد خصوصیات قطعات و بهبود تکنولوژی شکل دهی تجهیزات است. گرچه، الزامات فشار بالا در حین هیدروفرمینگ باعث کاهش منفعت مالی شده و قطعه را گران قیمت می کند.نیاز دیگر صنایع خودروسازی کاهش وزن و عملکرد بهتر در هنگام تصادم است. در نتیجه صنایع فولاد، فولادهای پیشرفته استحکام بالا را تولید کرده اند که استحکام بالا، شکل پذیری خوب و عملکرد بهتر در هنگام تصادم دارند. هر چند که ضخامت صفحه برای تولید قطعه کاهش یافته است، اما الزامات فشاری برای شکل دهی به قطعه در حین انبساط در طی هیدروفرمینگ فشار بالا هنوز بالا است. این مقاله جزئیات مقایسه هیدروفرمینگ فشار بالا و پایین را برای هندسه سطح مقطع مربعی بیان می کند. مشخص می شود که فشار داخلی و نیروی بسته شدن قالب برای فرایند هیدروفرمینگ فشار پایین بسیار کمتر از فرایند هیدروفرمینگ فشار بالا است. توزیع تنش و ضخامت قطعه در حین تصادم به صورت بحرانی آنالیز شد. همچنین توزیع تنش و حالت شکل دهی در این مقاله بحث می شود. علاوه بر این، اثر اصطکاک در هر دوی این فرایند ها موردبحث قرار گرفت.
1. مقدمه
صنعت خودروسازی به شدت علاقه مند به کاهش وزن خودروها برای کاهش در مصرف سوخت است. هیدروفرمینگ یک فرایند شکل دهی فلزات است که امروزه به طور گسترده ای به دلیل کاهش وزن حدود 30% نسبت به روش های قدیمی ساخت اجزا مورد استفاده است. ضمنا خودروسازان به شدت به دنبال پتانسیل هایی برای استفاده از فولادهای پیشرفته استحکام بالا دارند، چرا که این فولادها کاهش وزن را بدون هیچگونه کاهش در خصوصیات عملکردی مانند تصادم و ماندگاری به ارمغان می آورند.
4. نتیجه گیری
فرایندهای HPTH و LPTH فولاد TRIP 780 برای هندسه نهایی خاص مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از شبیه سازی المان محدود، فشار و نیروی بسته کننده قالب بر حسب شعاع گوشه محاسبه شدند. برای هندسه مورد بررسی، MPa 155 فشار داخلی مایع و N 4000 نیروی بسته کننده قالب برای شکل دهی به قطعه در حین HPTH لازم است در حالی که در LPTH این مقادیر MPa 10 و N 2300 است. تغییرات تنش و نازک شدن در HPTH نسبت به LPTH واضح تر است. LPTH با ضخامت 1.75 میلی متر تقریبا توزیع ضخامت یکسانی با HPTH با ضخامت 2 میلی متر دارد. بنابراین کاهش وزن و توزیع یکسان ضخامت مزایای اصلی روش LPTH هستند. توزیع تنش و حالت شکل دهی در دو فرایند متفاوت هستند. در حین هیدروفرمینگ فشار بالا تنش و نازک شدن بدون اصطکاک از مقادیر با اصطکاک کمتر است، بنابراین هیدروفرمینگ فشار بالا به فشار حساس است ولی در مورد هیدروفرمینگ فشار کم، اصطکاک پارامتری مهم محسوب نمی شود.
Abstract
The increasing application of hydroforming for the production of automotive lightweight components is mainly due to the attainable advantages regarding part properties and improving technology of the forming equipment. However, the high pressure requirements during hydroforming decreases the costs benefit and make the part expensive. Another requirement of automotive industries is weight reduction and better crash performance. Thereby steel industries developed advanced high strength steels which have high strength, good formability and better crash performance. Even though the thickness of the sheet to form the component is reduced, the pressure requirement to form the part during expansion is still high during high pressure hydroforming. This paper details the comparison between high and low pressure tube hydroforming for the square cross-section geometry. It is determined that the internal pressure and die closing force required for low pressure tube hydroforming process is much less than that of high pressure tube hydroforming process. The stress and thickness distribution of the part during tube crushing were critically analysed. Further, the stress distribution and forming mode were studied in this paper. Also friction effect on both processes was discussed.
1. Introduction
The automotive industry is increasingly interested in mass reduction of vehicles for improved fuel consumption. Hydroforming is a metal forming process that is now widely used as it can achieve weight reduction of about 30% compared to conventionally manufactured components [1]. At the same time automakers are increasingly exploring the potential to use advanced high strength steels, as they can also provide weight reduction without any reduction in other performance characteristics such as crash and durability.
4. Conclusion
HPTH and LPTH of TRIP 780 steel for the same final geometry is studied. Using finite element simulation pressure and die closing force are found with respect to corner radius. For the analysed part geometry 155 MPa of internal fluid pressure and 4000 N of die closing force is required to form the desired shape during HPTH, while only 10 MPa and 2300 N is required in LPTH. The stress variation and thinning is more pronounced in HPTH than in LPTH. LPTH with t = 1.75 mm gives approximate the same thickness distribution that with t = 2 mm in HPTH. Thus weight reduction and uniform thickness distribution are the main advantage during proposed low pressure tube hydroforming. The stress distribution and forming mode are different in both the processes. During high pressure hydroforming the stress and thinning without friction is less than with friction, thus high pressure hydroforming is sensitive to friction while in case of low pressure hydroforming, friction is not an important parameter.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش شناسی
2.1. مواد
2.2 روش شناسی
3. نتایج و بحث
3.1. هیدروفرمینگ فشار بالا
3.2. هیدروفرمینگ فشار کم
3.3. توزیع تنش و حالت شکل دهی
3.4. اثر اصطکاک
4. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Material and methodology
2.1. Material
2.2. Methodology
3. Results and discussion
3.1. High pressure tube hydroforming
3.2. Low pressure tube hydroforming
3.3. Stress distribution and forming mode
3.4. Friction effect
4. Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه