دانلود ترجمه مقاله نقش ماندرل در فرآیند خمش دقیق NC

1. مقدمه 2. مدلسازی تحلیلی ماندرل در خمش NC 3. مدلسازی FEM و حل مسائل کلیدی 4. نتایج و بحث و بررسی 5. نتیجه گیری

چکیده – فرآیند خمش لوله دیواره نازک یک فرآیند فیزیکی بسیار پیچیده با اثرات تعاملی کوپلینگ چندعاملی (مولتی فاکتور) است. ماندرل کلید بهبود محدودیت خمش و دستیابی به کیفیت زیاد است. در این تحقیق، یک مدل تحلیلی از ماندرل (شامل ساق و توپی های ماندرل) ایجاد شده اند و تعدادی فرمول مرجع استخراج شدند تا پارامترهای ماندرل در ابتدا انتخاب شوند، یعنی قطر ماندرل، d، امتداد ماندرل، e ، تعداد توپی ها یا گلوله ها n، ضخامت توپی ها k ، طوف فضای بین توپی ها p و شعاع دماغه r. این آزمایش برای تایید مدل تحلیلی بکار گرفته شد. براساس تحلیل بالا، یک مدل FEM پلاستیک الاستیک سه بعدی با استفاده از کد دینامیک FEM صریح ABAQUS/Explicit بر انجام شد. بنابراین، تاثیر ماندرل بر توزیع تنش در طی فرآیند خمش بررسی شده اند و سپس نقش ماندرل در فرآیند خمش دقیق NC مانند جلوگیری از چین خوردگی آشکار شد. نتایج موارد زیر را نشان می دهند (1) چین خوردگی در فرآیند خمش لوله NC به وضعیت تنش تراکمی دو محوری غشا بستگی دارد؛ هرچه اختلاف بین تنش غشایی دو محوری بیشتر باشد، احتمال چین خوردگی بیشتر می شود. (2) اگر ماندرلهایی با اندازه بزرگتر استفاده شوند، باعث می شود که محور خنثی به سمت بیرون حرکت کند و اختلاف بین تنش های تراکمی درون صفحه بیشتر مشهود شود، که این می تواند انرژی چین خوردگی حداقل و توانایی ضد چین خوردگی را حداکثر سازد. اما اندازه ماندرل بزرگت باعث می شود بیرون لوله بیش از حد نازک شود (3) هنگامی که طول امتداد ماندرل افزایش یابد، محور خنثی به سمت بیرون حرکت می کند و اختلاف بین تنش های تراکمی دو محوری بیشتر می شود ، اما اهمیت آن نسبت به اهمیت قطر ماندرل کمتر می شود. امتداد بیش از حد باعث بیش از حد نازک شدن لوله یا حتی ترک برداشتن می شود (4) اهمیت اثر تعداد گلوله بر موقعیت محوری خنثی و اختلاف بین تنش های تراکمی دو محوری بین اختلاف قطر ماندرل و امتداد ماندرل است. افزایش تعداد توپی ها میزان نازک شدن رو هزینه بهبود را کم می کنند. نتایج در درک بهتر نقش ماندرل بر بهبود محدوده فرمکاری و کیفیت فرم کاری در فرآیند، می توانند مفید واقع شوند.

The thin-walled tube NC bending process is a much complex physical process with multi-factors coupling interactive effects. The mandrel is the key to improve bending limit and to achieve high quality. In this study, one analytical model of the mandrel (including mandrel shank and balls) has been established and some reference formulas have been deduced in order to select the mandrel parameters preliminarily, i.e. mandrel diameter d, mandrel extension e, number of balls n, thickness of balls k, space length between balls p and nose radius r. The experiment has been carried out to verify the analytical model. Based on the above analysis, a 3D elastic–plastic FEM model of the NC bending process is established using the dynamic explicit FEM code ABAQUS/Explicit. Thus, the influences of mandrel on stress distribution during the bending process have been investigated, and then the role of the mandrel in the NC precision bending process such as wrinkling prevention has been revealed. The results show the following: (1) Wrinkling in the tube NC bending process is conditional on membrane biaxial compressive stress state; the smaller the difference between the biaxial membrane stresses is, the more possibility of wrinkling occurs. (2) If the mandrels of larger sizes are used, it will cause the neutral axial to move outward and the difference between the in-plane compressive stresses to become more obvious, which may increase minimum wrinkling energy and anti-wrinkling ability. But the larger mandrel sizes make outside tube over-thinning. (3) When the mandrel extension length increases, the neutral axial will move outward and the difference between the biaxial compressive stresses becomes larger, but the significance is less than that of the mandrel diameter. The excessive extension will cause tube to over thin or even crack. (4) The significance of ball number's effect on the neutral axial position and difference between biaxial compressive stresses is between ones of mandrel diameter and mandrel extension. Increasing the ball number will enhance the thinning degree and manufacturing cost. The results may help to better understanding of mandrel role on the improvement of forming limit and forming quality in the process.