Experimental and Numerical Study of Rotational Draw Bending Process of SS-304 Thin-walled Pipes Using Polyurethane and NBR Mandrels

(1)

ISSN: 2476-6909; Modares Mechanical Engineering. 2022;22(05):303-310

Experimental and Numerical Study of Rotational Draw Bending Process of SS-304 Thin-walled Pipes Using Polyurethane and NBR Mandrels

A R T I C L E I N F O A B S T R A C T Article Type

Original Research

One of the methods of forming pipes is the rotary draw bending process. Today, the bending of thin-walled pipes with a low radius of curvature is widely used in the automotive, military, and aerospace industries. This process is used to bend high-strength pipes. In this paper, at first, the necessary models were created to simulate the bending process of the rotary pipe.

Then, the mechanical and physical properties of stainless steel 304 and elastomers were determined. Then, the forming force and changes in pipe wall thickness were experimentally and numerically measured. The process simulation was analytically performed by polyurethane elastomeric and nitrile rubber mandrels in ABAQUS finite element software.

The results show a good agreement between simulation and experimental results. Finally, the effects of process parameters including mandrel type, pipe diameter, and bending radius were analyzed on the maximum forming force by factorial analysis. The results showed that the maximum forming force for both types of mandrel materials obtain for pipes with small diameter and high curvature radius. Also, the bending forces increase 5 times by 30%

increasing the bending radius, for pipes with smaller diameters. In addition, in equal diameter and radius of bending, the bending forces in the case of using polyurethane mandrel are 25%

more than nitrile mandrel.

Authors Ghahreman HR,¹ Honarpisheh M,¹* Sarafrazi MB¹

How to cite this article

Ghahreman HR, Honarpisheh M, Sarafrazi MB. Experimental and Numerical Study of Rotational Draw Bending Process of SS-304 Thin- walled Pipes Using Polyurethane and NBR Mandrels. Modares Mechanical

Engineering. 2022;22(05):303-310. Keywords Rotary Draw Bending, FEM, SS-304 Pipe, Forming Force, Thickness Distribution

C I T A T I O N L I N K S

1Manufacturing Department, Faculty of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran

[1] Finite element simulation of the tube hydroforming process—bending, preforming and hydroforming. [2] Role of mandrel in NC precision bending process of thin-walled tube. [3]

Research on the springback of thin-walled tube NC bending based on the numerical simulation of the whole process. [4] Three-dimensional finite-elements modeling and simulation of rotary-draw bending process for thin-walled rectangular tube. [5] 3D numerical study on wrinkling characteristics in NC bending of aluminum alloy thin-walled tubes with large diameters under multi-die constraints. [6] Numerical study on deformation behaviors of thin-walled tube... [7] Plastic-deformation analysis in tube bending. [8] Tube bending under axial force and internal pressure. [9] Three-dimensional finite element model of high strength... [10] Insights on tube rotary draw bending with superimposed localized thermal field. [11] Forming mechanism and characteristics of a process... [12] An upper bound analysis for reshaping thick tubes to polygonal cross-section tubes through multistage roll forming process. [13] Experimental and numerical investigation of a short, thin-walled steel tube incremental forming process. [14] Crashworthiness of foam-filled thin-walled circular tubes under dynamic bending. [15] Advances and trends on tube bending forming technologies. [16] Bending behaviors of large diameter thin-walled CP-Ti tube in rotary draw bending. [17] In-process measurement of springback in tube rotary draw bending. [18] Analysis of wrinkling limit of rotary-draw bending process for thin- walled rectangular tube. [19] Three-dimensional finite element modeling of rotary-draw bending of copper-titanium composite tube. [20] Investigation of tube fracture in the rotary draw bending... [21] Springback angle prediction of circular metal tube considering the interference of cross-sectional distortion in mandrel-less rotary draw bending. [22]

Analysis of the Rotary-draw Bending Process for Thin-walled Rectangular Aluminum Tube.

[23] Modelling of springback in tube bending: A generalized analytical approach. [24] In- line springback measurement for tube bending using a laser system. [25] Tube forming processes: a comprehensive guide. [26] http://www.hineshending.com [27] Tube and pipe bending: principles, methods, tooling, techniques, developments.

*Correspondence Address: Manufacturing Department, Faculty of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran

[email protected]

Article History

Received: September 09, 2021 Accepted: November 10, 2021 ePublished: March 20, 2022

Copyright© 2020, TMU Press. This open-access article is published under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License which permits Share (copy and redistribute the material in any medium or format) and Adapt (remix, transform, and build upon the material) under the Attribution- NonCommercial terms.

(2)

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

یراک مخ دنيآرف یددع و یبرجت هعلاطم يششک -

هلول ينارود کزان رادج یاه

SS-304 اب

لردنم زا هدافتسا یلپ یاه

لیرتین و ناتروی

نامرهق اضردیمح ناشاک هاگشناد ،کيناکم یسدنهم هدکشناد ،دیلوت و تخاس هورگ ناریا ،ناشاک ،

هشیپرنه دمحم

*

یسدنهم هدکشناد ،دیلوت و تخاس هورگ ناشاک هاگشناد ،کيناکم

ناریا ،ناشاک ،

یزارفارس رقاب دمحم ناشاک هاگشناد ،کيناکم یسدنهم هدکشناد ،دیلوت و تخاس هورگ ناریا ،ناشاک ،

هدیکچ شور زا یکی لکش یاه

هلول یهد یششک یراک مخ شور ،اه -

.تسا ینارود

هلول یراک مخ هزورما کزانرادج یاه

کی مک یانحنا عاعش اب یدیلوت دنیآرف

یم رامش هب اضفاوه و یماظن ،یزاسوردوخ عیانص رد دربراکرپ مخ یارب هک دور

یم هدافتسا ،لااب ماکحتسا اب تاعطق یراک لدم ادتبا هلاقم نیا رد .دوش

یاه

هیبش ماجنا یارب مزلا یزاس

دنیآرف تایصوصخ همادا رد و دش داجیا ،هلول مخ

دلاوف یارب مزلا یکیناکم 304

و ییعت اهرموتسلاا ن

یسررب هب همادا رد .دیدرگ

لکش یورین یددع و یبرجت هراويد تماخض تارييغت و یهد

دش هتخادرپ هلول ی .

هیبش یلپ یرموتسلاا یاهلردنم زا هدافتسا اب دنیآرف یزاس و ناتروی

لیرتین اب

مرن زا هدافتسا دلاوف یور رب سوکابآ دودحم ناملا رازفا

304 ب هک تفرگ ماجنا ا

هسیاقم هیبش جیاتن نیب .دش هدهاشم جیاتن نیب یبوخ قابطنا ،یبرجت و یزاس

تارثا نینچمه

لماوع رب مخ عاعش و هلول رطق ،لردنم سنج لماش دنيآرف

لکش یورين رثکادح طسوت یهد

لیلحت جياتن .تفرگ رارق لیلحت دروم لایروتکاف

لکش یورين رثکادح هک داد ناشن ون ود ره یارب یهد

هلول یارب لردنم سنج ع -

یم لصاح لااب یانحنا عاعش و مک رطق اب ییاه شیازفا اب ،نینچمه .ددرگ

30

هلول یارب مخ عاعش یدصرد یراک مخ یاهورين ،رتمک رطق اب یاه

5 یم ربارب -

ش نمض .دنو ا رين ،ربارب مخ عاعش و رطق رد ، و

زا هدافتسا تلاح رد یراک مخ یاه

یلپ لردنم ناتروی 25 دصرد یم لیرتین لردنم زا رتشیب دشاب

.

هژاودیلک اه : یششک یراک مخ -

هیبش ،ینارود هلول ،دودحم یازجا یزاس

SS-304

،

لکش یورين تماخض عیزوت ،یهد

:تفایرد خیرات 23

/ 06 / 1400

:شریذپ خیرات 19

/ 08 / 1400

:لوئسم هدنسیون*

ir [email protected].

1 - همدقم یراک مخ یژولونکت هزورما هلول

یمهم رایسب شقن کزانرادج یاه

متسیس ،تفن ،اضفاوه تعنص رد افیا یماظن عیانص و تردق یاه

یم تبسن ینعی مهم رتماراپ ود عبات یراک مخ شور باختنا .دنک

هلول رطق هب مخ عاعش

( )R/D هلول تماخض هب هلول رطق تبسن و

( یم )D/t یرگید لماوع هب یراک مخ شور باختنا نینچمه .دشاب

دراد یگتسب هریغ و دیلوت خرن ،ژاریت ،تقد ریظن .

هلول عون نیا یراک مخ دنیآرف ماجنا نیح رد رایسب مخ عاعش اب ،اه

کچوک (R/D=1-1.5)

رایسب ،درس یراک مخ یلومعم شور اب

یم یتح ای و لکشم دنیآرف ماجنا .تسا نکممریغ تفگ ناوت

تیقفوم هلول عون نیا یراک مخ زیمآ دنمزاین ،اه

هئارا یروآنف دیدج

.تسا هتفرشیپ و لاس رد انارترفتسیرک 2002

یششک شور هب هلول یراک مخ دنیآرف -

چ مرن زا هدافتسا اب ار گنیمرفوردیه و یشخر سیسنا رازفا

هیبش تسا هدومن یزاس لاس رد ناراکمه و گنه .[1]

2007 یسررب هب

لردنم شقن هلول یراک مخ دنیآرف رد اه

یاه و دنتخادرپ کزانرادج

هلول یراک مخ دنیآرف موسرم لردنم زا هدافتسا اب ار کزانرادج یاه

مرن رد و هیبش سوکابآ رازفا دندومن یزاس

لاس رد ناراکمه و وگ .[2]

2007 هیبش هب هلول یزاس یرنف تشگرب هبساحم و کزانرادج یاه

مرن زا هدافتسا اب هلول دنتخادرپ سوکابآ رازفا

و واژ .[3]

رد ناراکمه

لاس 2009 هیبش هب هلول یزاس

هدافتسا اب عبرم عطقم اب کزانرادج

یششک شور اب و لردنم زا -

دنتخادرپ ینارود ه .[4]

و ی رد ناراکمه

لاس 2009 هیبش هب هلول یراک مخ دنیآرف یزاس ی

کزانرادج

مرن رد یموینیمولآ هدیدپ و دنتخادرپ سوکابآ رازفا

یگدیکورچ یاه

هراوید رد تخت و یلخاد هراوید رد یگدش

ی نینچمه و هلول یجراخ

کزان هراوید یگدش ی

دندومن یسررب ار هلول یجراخ ناراکمه و یل .[5]

لاس رد 2009 هیبش هب یششک هلول یراک مخ دنیآرف یزاس -

ینارود

هلول یارب مرن زا هدافتسا اب کزانرادج یاه یسررب و سوکابآ رازفا

شنت یگدیکورچ داجیا و اه دنتخادرپ هلول رد

لاس رد گنای .[6]

2000

شنت دروم رد کورچ خرن ،هراوید تماخض رییغت ،مخ هیحان رد اه

و یلخاد هراوید رد مخ لوط ،یثنخ رات فارحنا ،هلول عطقم رد تخت و مخ نامم ،یجراخ دومن قیقحت یجراخ هراوید رد یگدش

.[7]

لاس رد ناراکمه و لاوراگآ 2006

شنت یسررب هب غت ،اه

تماخض ریی

دنیآرف رد ،مخ نامم و هلول یلخاد هراوید رد یگدیکورچ خرن ،هراوید یلخاد راشف و یششک یروحم یورین زا هدافتسا اب هلول یراک مخ دنتخادرپ لاس رد ناراکمه و ناج .[8]

2015 هیبش هطبار و یزاس

کیتسلاا یتابساحم -

هلول ینارود یراک مخ کیتسلاپ دلاوف یاه

گنز تسا اب نزن دندومن یسررب ار لااب ماکح

یعضوم یهد ترارح .[9]

ماجنا هب شناراکمه و یتویق طسوت هک تسا یتامادقا زا یکی تسا هدیسر یلیلحت یشور یريگراکب اب دوخ شهوژپ رد اهنآ .[10]

شیپ هب تشگرب رب نآ تارثا و عطقم رد شنرک و شنت عیزوت ینیب

پ هعطق هب هدش هداد یعضوم ترارح هطساوب یرنف هتخادر

.دنا

يسررب هب شناراکمه و گنيل يو گنوه

راکوزاس و يهد مرف

لکش دنيارف تاصخشم ميخض هرادج تماخض اب هلول کي مخ یهد

دنتخادرپ يطورخم کتلغ تفج کي زا هدافتسا اب و دنمهرف .[11]

هلاقم رد شناراکمه ناونع هب یا

لیلحت هلول يلااب نارک یاه

لکش ويد تماخض اب ددجم ریذپ یعلضدنچ عطقم حطس و ميخض هرا

لکش دنيآرف رد هلحرم دنچ هلول یهد

دنتخادرپ یا رشيو دلرارج .[12]

هلاقم رد شناراکمه و ب یا

ا هلول يبرجت و يددع يبايزرا ناونع یاه

هراويد اب يدلاوف ی

هیبش و يسررب و کزان هلول یزاس

يدلاوف یاه

دنتخادرپ کزان رادج هب شناراکمه و رلچير .[13]

يهد مرف يسررب

هلول نآ .دنتخادرپ ميزينم ژايلآ اب يیاه شیامزآ زا اه

اه ی و يبرجت

دندومن هدافتسا دنيآرف يسررب يارب يليلحت طباور

]

و يل گنوه .[14

(3)

و هلول رطق ریثأت شناراکمه

کزان ،يگديکورچ رب ار هلول تماخض

،شيامزآ زا هدافتسا اب هلول عطقم حطس لکش رييغت و هرادج ندش ر هیبش و يليلحت طباو مرن اب یزاس

دندرک يسررب رازفا

] 15

.[

يز گناز

هرادج ندش کزان و يگديکورچ شناراکمه و گنوژ ی

هلول زا

سنج CP-Ti هیبش اب و يليلحت شور و شيامزآ زا هدافتسا اب یزاس

مرن رد هلول شمخ يارب رازفا دروم ار

يسررب دنداد رارق

] 16

هزادنا .[

-

گ اریخا هک تسا یتامادقا زا یکی دنيآرف نيح رد یرنف تشگرب یري

تسا هدیسر ماجنا هب شناراکمه و وتنومیس طسوت

] 17

رب لرتنک .[

یم ثعاب یرنف تشگرب طخ ت دوش

تامیظنت ماجنا اب ا

لماوع

دودح شناراکمه و وياژ .ددرگ ناربج یرنف تشگرب رادقم دنیآرف دوجو يگديکورچ نآ رد هک ممينيم شمخ عاعش و يگديکورچ هلول يارب ار دشاب هتشادن ی

لکش يعبرم عطقم حطس اب کزانرادج

دنداد رارق يسررب دروم ينارود شمخ دنيارف رد

] 18

.[

هنيمز رد

لدم زاس یششک یراک مخ دنيآرف دودحم ازجا ی -

هلول ینارود ،اه

شناراکمه و وژ

] 19

[

لدم هب هلول یدعب هس یزاس یسنج ود یاه

مویناتیت - هتخادرپ سم لدم رد اهنآ .دنا

لدم عون ود دوخ یزاس

هتسوپ هداد رارق یبایزرا دروم ار یمجح و یا نایردفص .دنا

] 20

[

هب

هلول تسکش یددع و یبرجت یسررب اه

یششک یراک مخ دنيآرف رد -

،یددع و یبرجت جياتن یجنسرابتعا روظنم هب .تسا هتخادرپ ینارود هراوید تماخض تارييغت هتفرگ رارق یبایزرا دروم مخ یجراخ ی

شیپ .تسا هلول یرنف تشگرب ینیب

یششک یراک مخ رد -

ینارود

شناراکمه و وواژ طسوت هک تسا یشهوژپ لردنم نودب

] 21

[

رد

لاس 2021 نایسکل و یمتاحدیس .تسا هدیسر ماجنا هب

] 22

[

زیلانآ هب

یششک یراک مخ -

هلول ینارود هتخادرپ یموينيمولآ کزان یاه

.دنا

مرن رد ار دوخ لیلحت اهنآ هدناسر ماجنا هب سوکابآ رازفا

هئارا .دنا ی

هلول یراک مخ یارب یرنف تشگرب دروم رد یلیلحت لح هار کی اه

و ام طسوت شناراکمه

] 23

[

لاس رد 2021 رد اهنآ .تسا هدش هئارا

هلول زا دوخ لیلحت هدرک هدافتسا یمویناتیت یلااب ماکحتسا یاه

.دنا

یبیرقت یاطخ اهنآ طسوت هدش هئارا لدم 6

و اه .تسا اراد ار %

شناراکمه

] 24

هزادنا[

لاس رد ار دنيآرف نيح رد یرنف تشگرب یریگ

2020 هدناسر ماجنا هب .دنا

یرزیل متسیس کی زا روظنم نيا یارب

هدرک هدافتسا .دنا

رب اب ر هک تسا هدیدرگ صخشم هدش ماجنا تاقیقحت و تلااقم یس

،مخ هیواز دننام یدراوم یور رتشیب ناققحم ،یرنف تشگرب

عاعش

کزان و هلول عطقم حطس لکش رییغت ،مخ هک نیا هب هجوت اب یگدش

هلول رد دیابن یگتخیسگ و یگدیکورچ .دنراد زکرمت دیایب دوجو هب

نیرتمهم وزج دراوم نیا اریز

لماوع هلول مخ رد یسررب دروم

شهاک دننام هلول یگدیکورچ زا یریگولج یارب ییاهراکهار .دنتسه هدش داهنشیپ زین هلول و بلاق نیب یقل شهاک و هلول یلخاد راشف تسا . سنج هک یتیمها لیلد هب ،تاقیقحت ندرک لماک یاتسار رد

لردنم

هدافتسا اب ات تسا هدش نیا رب یعس دراد یگدیکورچ و اهورین رد یلپ لردنم سنج ود زا یراک مخ زا لصاح جیاتن ،لیرتین و ناتروی

هلول ش هسیاقم رگیدکی اب اه دنو

تسا نیا رد عوضوم نیا تیمها .

رب هولاع ،هلول یراک مخ بلاق یارب بسانم سنج باختنا اب هک یم هک نیا اب ناوت

هلول هب هدش دراو یورین رادقم شهاک ثع دش اه

یم شهاک زین ار دح زا شیب یگدش کزان و یگدیکورچ رادقم ناوت

داد .

2 - قیقحت شور هداد ناشن یلک یاهرازبا لماش شور نیا لکش رد هدش

1 یم هک دشاب

هدافتسا اهرازبا نیا زا یضعب ای همه یراک مخ طیارش هب هجوت اب یم راک مخ شور .دنوش یم تروص نیا هب ی

رد لردنم هک دشاب

یم رارق هلول لخاد هلول فارطا و هدرک تکرح رگید یاهرازبا و دریگ

ار یم هطاحا هب مخ بلاق زکرم لوح هریگ و مخ بلاق سپس .دننک

یمرد شخرچ یم هدیشک مخ بلاق یور رب هلول و دنیآ

مخ و دوش

یم تروص یراک دریگ

] 25

ک مخ بلاق زا شهوژپ نيا رد .[

یششک یرا

:تسا هدش هدافتسا ریز یکمک یاهرازبا لماش ینارود 1 - نیا یور رب هدشداجیا رطق و نآ زا هدافتسا اب هک یراک مخ بلاق

یم داجیا هلول یور رب رظن دروم مخ عاعش ،بلاق یور رب هلول .ددرگ

یم هدیشک بلاق نیا یور ،هدمآ دوجو هب رایش .دوش

2 - هلول نتفرگ لمع هک هریگ بلاق

ماجنا یراک مخ بلاق هلیسو هب ار

یم نیح رد هیلوا تیعقوم هب هلول تشگزاب و شزغل زا عنام و دهد

یم هلول یراک مخ دنیآرف و هریگ بلاق یلخاد حطس یور رب .دوش

اب ،یراکمخ بلاق هریگ شخب یلخاد حطس یور رب نینچمه حوطس یور رب ییاهرایش داجیا اب ای و تسلاب دنس شور زا هدافتسا نآ یم هلول یراک مخ دنیآرف نیح رد هلول شزغل زا عنام اه دنوش

.

3 - شخرچ زا یریگولج و هلول هب راشف لامعا تهج راشف بلاق

یم لمع هریگ بلاق و مخ بلاق هارمه هلول یم هداس نایب هب .دنک

-

سکع یورین راشف بلاق هک تفگ ناوت دراو هلول هب ار مخ لمعلا

یم .دنک

4 - بلاق هدنزغل : هطقن رد بلاق نیا

سامم هطقن ،هلول لباقم

یگدش کورچ زا عنام و تسا هتفرگرارق هلول یجراخ هراوید رد لردنم یم یراک مخ ماگنه رد هلول و یلخاد حطس رد لردنم .ددرگ

هدنزغل

،مخ بلاق هب لردنم سامم هطقن رد ود ره و هلول یجراخ حطس رد یم هلول ندش کورچ زا عنام دندرگ

.

وظنم هب هب هلول یراک مخ رد هدافتسا دروم یاهرازبا داعبا نييعت ر

يششک شور -

لودج زا ینارود 1

یم هدافتسا دوش

.

لکش 1 ) شهوژپ نیا رد هدافتسا دروم هلول شمخ تازیهجت و هاگتسد

(4)

لودج 1 ) یششک یراک مخ بلاق یاهرازبا و داعبا -

ینارود

بلاق مان داعبا

مخ = بلاق رطق

]2R 26 [

هریگ = هریگ بلاق لوط

]9OD 25 [

رتسوب(راشف 13 ) = راشف بلاق لوط

OD α+ 2 [13]R

رپپاو نیب هلصاف

هدنزغل مخ بلاق و = 3/048 یلا 572 / 4 یلیم رتم

بلاق هیواز هدنزغل = هلول روحم اب 5

/ 0 ات 1 هجرد ] 27 [

نآ رد هک R

،مخ عاعش OD

،هلول یجراخ عاعش α

یم مخ هیواز -

ب .دنشا هلداعم تروص هب رتسوب تعرس ميظنت هطبار نينچمه 1

یم هتشون دوش

.

( 1 نامک طیحم=2 × 𝜋 × 𝑅 × 𝛼 )

360

طيحم نازيم هب لقادح دياب راشف بلاق تكرح نازيم رد .دشاب نامك

بلاق ژاتنوم زا دعب قیقحت نیا ازجا هک ییاه

ء دش یفرعم نآ

، هلول -

لودج رد هک یداعبا هب ییاه 2

یفرعم لردنم اب هدیدرگ یلپ یاه

-

ی ب هک دنتفرگ رارق یراک مخ دروم لیرتین و ناترو یار

روظنم نیا

سيرگ اب ار رپياو يلخاد حطس و لردنم يور و هلول لخاد ادتبا .تسا هدش هداد رارق هلول لخاد لردنم و هدرك هتشغآ صوصخم هاگتسد رلرتنك قيرط زا سپس CNC

هب لردنم يتسد تروص هب و

لول لخاد هدش هتسب راشف بلاق و هریگ بلاق سپس و هدش تياده ه

بلاق لرتنک اب و یاه

هدنزغل هعطق راکدوخ تروص هب یراک مخ و

تسا هدش مخ .

لکش رد 2 هنومن هلول زا یا یلپ لردنم ود اب هدش مخ یاه و ناتروی

یم هدهاشم لباق لیرتین دشاب

.

لودج 2 ) شیامزآ یاه ریغتم شیامزآ تلااح لردنم سنج )mm( هلول رطق )mm( شمخ عاعش

1 لیرتین 25/4 62/5

2 لیرتین 25/4 65

3 لیرتین 38 57

4 لیرتین 38 80

5 ناتروییلپ 25/4 62/5

6 ناتروییلپ 25/4 65

7 ناتروییلپ 38 57

8 ناتروییلپ 38 80

( فلا )

( ب )

لکش 2 ) یلپ )ب( لیرتین )فلا( لردنم زا هدافتسا اب هدش مخ هلول هنومن -

ی ناترو دلاوف یکیناکم صاوخ ندروآ تسد هب تهج نينچمه

304 هنومن -

ا هلول ی درادناتسا اب قباطم نیعم لوط اب لکش یا ASTM-E8

تحت

دلاوف گنای لودم .تفرگ رارق ششک تست 210

و لاکساپاگیگ

نآ نوساوپ بیرض 33

/ 0 گنای لودم نینچمه .دیدرگ جارختسا

رموتسلاا 517 / 5 نوساوپ بیرض و لاکساپاگم 49

/ 0 دیدرگ ظاحل .

3 - لدم یزاس ازجا یششک یراک مخ دنیآرف دودحم -

ینارود

هلول همادا رد

، هدافتسا اب شمخ بلاق یازجا

هب سوکابآ رازفا مرن زا

یدعب هس تروص لدم

یزاس یراذگراب ،صاوخ فیرعت اب و هدش اه

و لیلحت دروم دنیآرف فلتخم طیارش و تلااح یارب یزرم طیارش و هیبش دنیآرف رد .تفرگ رارق یسررب بلاق یزاس

هلول و بلص مسج اه

لکش مسج زین و هدش لدم ریذپ

یازجا لامعا مادکره هب طوبرم

گ شم .دیدر بلاق یدنب

هیبش لح دنیآرف رد یریثأت اه دنرادن یزاس

اما مه ییارگ زئاح تسرد جیاتن یجورخ و هلول لیلحت رد شم

دش هتخادرپ نآ هب هک تسا تیمها تسا ه

روظنمب شهوژپ نيا رد .

مخ یورين رب مخ عاعش و هلول رطق ،لردنم سنج تارثا یسررب هلول تماخض عیزوت و یراک لاوف یاه

گنز دض د 304

رازفا مرن زا ،

لودج ساسا رب و سوکابآ دودحم ناملا 2

لکش رد .دش هدافتسا

3 هیبش طيحم زا ییامن یششک یراک مخ دنیارف یزاس

- هب ینارود

هیبش زا یجیاتن هارمه یششک یراک مخ دنیارف یزاس

- لباق ینارود

یم هدهاشم اب

دش .

4 - ثحب و جياتن

هیبش زاغآ زا لبق تحت دنيآرف یزاس

تحت یجنسرابتعا هب ،فلتخم

هب هلول تماخض عیزوت روظنم نيا یارب .دش هتخادرپ یددع جياتن

( فلا )

( ب )

لکش 3 ) هیبش زا ییامن یششک یراک مخ دنیارف یزاس

- )ب( ینارود

هیبش جیاتن زا یشیامن یششک یراک مخ دنیارف یزاس

- ینارود

(5)

هیبش و یبرجت شور یزاس

،دودحم ناملا لیلحت رد .ديدرگ هسیاقم

هیواز اب هلول یراک مخ 45

عیزوت رادومن .تفریذپ تروص هجرد

هلول یراک مخ یلخاد هیحان رد تماخض 4

/ 25 هیواز اب رتم یلیم

45 لکش( تسا هدش هداد شیامن هطقن هد رد هجرد 4

.)

نامه لکش رد هک روط یاه

5 - و )فلا(

5 - اب ،تسا صخشم )ب(

هسیاقم ی تماخض شیامزآ زا هدمآ تسد هب یاه هیبش و اه

،یزاس

مرن زا ،یشان یاطخ نازیم سوکابآ رازفا

تسا هدمآ تسد هب .

رد تماخض شهاک نیگنایم ،هدمآ تسد هب جیاتن هب هجوت اب هراوید ی یجراخ 26 / 7 هراوید رد تماخض شیازفا نیگنایم و دصرد

مخ یلخاد 5

/ 9 تسا دصرد نياربانب .

یم زا ناوت زا لصاح جیاتن

شور هب هلول یراک مخ دنیآرف رد هدافتسا تهج زین سوکابآ

لکش 4 ) هزادنا طاقن هلول یراک مخ هدش یریگ 4

/ 25 هیواز اب رتم یلیم 45

هیبش رد یزاس

( فلا )

( ب )

لکش 5 ) هیبش زا لصاح جیاتن )فلا(

رطق هب هلول یبرجت تست و یزاس 4

/ 25

اب رتم یلیم هیواز

45 هيحان رد هجرد

هیبش زا لصاح جیاتن )ب(یجراخ -

س هلول یبرجت تست و یزا 38

هیواز اب رتم یلیم رطق هب 45

هیحان رد هجرد

یلخاد یششک

- دوش هدافتسا ینارود .

دنیآرف نیح رد

مخ یراک هراوید ،

یم یط هلول روحم هب تبسن یرتشیب تفاسم هلول یجراخ و دنک

هب هدام هدیشک راچان

یم هراوید هک یتفاسم ،رگید یوس زا و ؛دوش

یم یط هلول یلخاد یفاضا داوم نیاربانب هدوب هلول روحم زا رتمک دنک

یم مکارتم هیحان نیا رد میخض هیحان نیا رد هراوید و دنوش

یم هديدپ نینچ هب .ددرگ رد یا

عجرم هلول یراک مخ یامنهار زين اه

تسا هدش هراشا

] 26

.[

لکشرد 6 و 7 یارب فلتخم تلااح یراک مخ یورين زا لصاح جياتن

هیبش یلپ و لیرتین لردنم یبرجت تست و یزاس لباق ناتروی

.تسا هدهاشم

( فلا )

( ب )

( ج )

( د )

لکش 6 ) لکش یورين هلول رطق )فلا( یارب لیرتین لردنم زا هدافتسا اب یهد

4 / 25 مخ عاعش و 5

/ 62 هلول رطق )ب(

4 / 25 و مخ عاعش 65 هلول رطق )ج(

38 مخ عاعش و 57

هلول رطق )د(

(6)

( فلا )

( ب )

( ج )

( د )

لکش 7 ) لکش یورين یلپ لردنم زا هدافتسا اب یهد

رطق )فلا( یارب ناتروی

هلول 4 / 25 مخ عاعش و 5

/ 62 هلول رطق )ب(

4 / 25 مخ عاعش و 65

رطق )ج(

هلول 38 مخ عاعش و 57

هلول رطق )د(

یم ناشن اهورین لیلحت زا لصاح جیاتن اب شمخ دنیارف هک دهد

یلپ لردنم شمخ بلاق هب ار یرتشیب یاهورین یدودح ات ناتروی

یم دراو لردنم هب تبسن لردنم ود نیا هک تسا رکذ هب مزلا .دنک -

ا هدافتسا ابیرقت و هتشاد ار یرتمک یاهورین رگید یاه ود نیا ز

یم داجیا ار یهباشم جیاتن یبوخ بیرقت اب لردنم یاطخ .دنک

دودح رد یبرجت و یزاس هیبش جياتن نیب نيگنایم 7

یم دصرد -

ب .دشا تارثا یسررب روظنم هب و همادا رد

لماوع رثکادح یورين رب دنيآرف

لکش ینیم رازفا مرن زا ،یهد لکش .دش هدافتسا بت

8 وتراپ مارگاید

ب طوبرم ه لماوع یم ناشن ار دنيآرف دهد

.

لکش 8 ) دنيآرف یاهرتماراپ لباقتم تارثا یسررب یارب وتراپ مارگاید

لکش هب هجوت اب 8

هک تسا هدش صخشم حضاو تروص هب

لماع

لکش یورين رثکادح یور ار ریثات نیرتشیب مخ عاعش یم یهد

-

رد هلول رطق و مخ عاعش بیکرت نینچمه .دراذگ یدعب هلحرم

لکش رد .دنراد رارق یراذگرثا 9

رب دنيآرف یاهرتماراپ کت کت تارثا

لکش رثکادح یورين .تسا هدش شرازگ یهد

نامه هنوگ لکش زا هک 9

لردنم زا هدافتسا ،تسا هدهاشم لباق

یلپ لیرتین لردنم هب تبسن ار یرتشیب یراک مخ یاهورين ناتروی

یم ناشن شیازفا اب نینچمه .دهد هلول رطق

، یراک مخ یورین

یم ادیپ شهاک شیازفا ثعاب مخ عاعش شیازفا رگيد فرط زا .دنک

یم دنيآرف رد یراک مخ یاهورين .دوش

یورين رب فلتخم یاهرتماراپ تارثا یسررب روظنم هب زين نایاپ رد لکش .تسا هدش هدافتسا لباقتم تارثا روتناک زا یراک مخ رثکادح 10 فارگ یاه ار رظن دم یم شیامن دهد

.

لکش 9 ) یاهرتماراپ بسح رب ورين تارييغت یارب نيگنایم تارثا مارگاید

دنيآرف

(7)

( فلا )

( ب )

لکش 10 ) یورین رب هلول رطق و مخ عاعش یاهرتماراپ رثا هب طوبرم روتناک

یلپ )ب( لیرتین )فلا( لردنم یارب یراک مخ رثکادح ناتروی

لکش هب هجوت اب 10

یم هدهاشم زا هدافتسا ماگنه رد هک دوش

لااب مخ عاعش یارب یراک مخ یورين نیرتشیب ،فلتخم یاهلردنم یم تسدب نيياپ هلول رطق و ديآ

.

5 - عمج یدنب تارثا یددع و یبرجت هعلاطم هب هلاقم نيا رد

لماوع و هلول رطق

یراک مخ دنيآرف رد مخ عاعش یششک

- هلول ینارود سنج زا ییاه

SS-304 روظنم نيا یارب .دش هتخادرپ راب نیلوا یارب

سنج ود

یلپ لردنم لیرتین و ناتروی

.دنتفرگ رارق هسیاقم دروم هب هجوت اب

هیبش جیاتن و یزاس

نومزآ یاه هب تبسن شهوژپ نیا رد یبرجت

لماوع تن روکذم :تسا ریز حرش هب جیا

1 - شيپ رد یددع و یبرجت جياتن نیب یاطخ رثکادح تاريغت ینیب

ادودح یجراخ مخ رد تماخض 13

یم دصرد یارب اطخ نيا .دشاب

ادودح یلخاد مخ 11

.تسا هدمآ تسدب دصرد

2 - مخ دنیآرف ،هدمآ تسد هب یددع و یبرجت جیاتن هب هجوت اب

( یاهرطق اب هلول یراک 4

/ 25 و 38 یلیم ) هیواز اب رتم هدنزغل

5 / 0

ات 1 روکذم جیاتن هب هجوت اب تسا رکذ هب مزلا .تسا ماجنا لباق هجرد مخ یارب مزلا یاهورین دنک ادیپ شیازفا هلول یجراخ رطق هچ ره

یم شهاک یراک .دبای

3 - لکش یاهورین یراک مخ عاعش نازیم شیازفا اب زین یهد

یم شیازفا هلول یارب .دنبای

شیازفا ،مک رطق اب یاه 30

یدصرد

هب رجنم مخ عاعش 5

یم یراک مخ یورين رادقم ندش ربارب اب .دوش

هب یراک مخ یورين رب یراک مخ عاعش تارثا ،هلول رطق شیازفا یم شهاک تدش .دبای

4 - اشن جياتن لکش یاهورین ناتروی یلپ لردنم زا هدافتسا دنداد ن -

د یم لصاح لیرتین لردنم هب تبسن یرتشیب یه ب .دوش

ه ناونع

رد یراک مخ یورين رادقم ،تباث مخ عاعش و رطق کي رد لاثم یلپ زا هدافتسا تلاح ناتروی

25 یم لیرتین لردنم زا رتشیب دصرد -

ب .دشا

5 - لاا اب لردنم رد یراک مخ یاهورین یلپ رموتس

لردنم زا ناتروی

.تسا رتشیب لیرتین رموتسلاا 6 - هلول هراويد تماخض تارییغت هب طوبرم یبرجت و یددع جياتن مخ هب طوبرم تماخض شهاک نیرتشیب هک تسا هتکن نيا رگنایب یلخاد مخ هب طوبرم هراويد تماخض شیازفا نیرتشیب و یجراخ یم دشاب . یقلاخا هیدییات :

وتحم ی تا ملع ی ون شهوژپ لصاح هلاقم ی

ناگدنس

نآ هدهع رب زين نآ جياتن تحص و تسا .تسا اه

:عفانم ضراعت

هلاقم ی و صخش چيه اب رضاح ی ا

نامزاس ی ضراعت

.درادن عفانم :یلام عبانم لام عبانم

ی مات ديتاسا هناهوژپ زا ی

ن .تسا هدش

عبانم

1- Trana K. Finite element simulation of the tube hydroforming process—bending, preforming and hydroforming. Journal of Materials Processing Technology. 2002;127(3):401-8.

2- Heng L, He Y, Mei Z, Zhichao S, Ruijie G. Role of mandrel in NC precision bending process of thin- walled tube. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007;47(7-8):1164-75.

3- Gu RJ, Yang H, Zhan M, Li H, Li HW. Research on the springback of thin-walled tube NC bending based on the numerical simulation of the whole process.

Computational Materials Science. 2008;42(4):537-49.

4- Zhao GY, Liu YL, Yang H, Lu CH, Gu RJ. Three- dimensional finite-elements modeling and simulation of rotary-draw bending process for thin-walled rectangular tube. Materials Science and Engineering: A.

2009;499(1-2):257-61.

5- He Y, Jing Y, Mei Z, Heng L, Yongle K. 3D numerical study on wrinkling characteristics in NC bending of aluminum alloy thin-walled tubes with large diameters under multi-die constraints. Computational Materials Science. 2009;45(4):1052-67.

6- Li H, Yang H, Yan J, Zhan M. Numerical study on deformation behaviors of thin-walled tube NC bending with large diameter and small bending radius.

Computational Materials Science. 2009;45(4):921-34.

7- Tang NC. Plastic-deformation analysis in tube

bending. International Journal of Pressure Vessels and

Piping. 2000;77(12):751-9.

(8)

8- Wang J, Agarwal R. Tube bending under axial force and internal pressure. Transactions of the ASME. 2006 128:598-605.

9- Fang J, Lu S, Wang K, Yao Z. Three-dimensional finite element model of high strength 21-6-9 stainless steel tube in rotary draw bending and its application. 2015, 22:141-152.

10- Ghiotti A, Simonetto E, Bruschi S. Insights on tube rotary draw bending with superimposed localized thermal field. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2021;33:30-41.

11- Li HW, Ren GY, Li ZJ, Feng L, Yang H. Forming mechanism and characteristics of a process for equal- thickness in-plane ring roll-bending of a metal strip by twin conical rolls. Journal of Materials Processing Technology. 2016;227:288-307.

12- Farahmand HR, Abrinia K. An upper bound analysis for reshaping thick tubes to polygonal cross-section tubes through multistage roll forming process.

International Journal of Mechanical Sciences.

2015;100:90-8.

13- Raujol-Veillé J, Toussaint F, Tabourot L, Vautrot M, Balland P. Experimental and numerical investigation of a short, thin-walled steel tube incremental forming process. Journal of Manufacturing Processes.

2015;19:59-66.

14- Li Z, Zheng Z, Yu J, Guo L. Crashworthiness of foam- filled thin-walled circular tubes under dynamic bending. Materials & Design (1980-2015).

2013;52:1058-64.

15- He Y, Heng L, Zhang Z, Mei ZH, Jing LI, Guangjun L.

Advances and trends on tube bending forming technologies. Chinese Journal of Aeronautics.

2012;25(1):1-2.

16- Zhang ZY, He YA, Heng LI, Ning RE, Tian YL. Bending behaviors of large diameter thin-walled CP-Ti tube in rotary draw bending. Progress in Natural Science:

Materials International. 2011;21(5):401-12.

17- Simonetto E, Ghiotti A, Bruschi S. In-process measurement of springback in tube rotary draw bending. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021;112(9):2485-96.

18- Zhao GY, Liu YL, Dong CS, Yang H, Fan XG. Analysis of wrinkling limit of rotary-draw bending process for thin-walled rectangular tube. Journal of Materials Processing Technology. 2010;210(9):1224-31.

19- Zhu YX, Chen W, Tu WB, Guo Y, Chen L. Three- dimensional finite element modeling of rotary-draw bending of copper-titanium composite tube. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020;106(5):2377-89.

20- Safdarian R. Investigation of tube fracture in the rotary draw bending process using experimental and numerical methods. International Journal of Material Forming. 2020;13(4):493-516.

21- Zhou H, Zhang S, Qiu L, Wang Z. Springback angle prediction of circular metal tube considering the interference of cross-sectional distortion in mandrel- less rotary draw bending. Science Progress.

2021;104(1):0036850420984303.

22- Seyyedhatami SM, Lexian H. Analysis of the Rotary- draw Bending Process for Thin-walled Rectangular Aluminum Tube. Iranian Journal of Materials Forming.

2020;7(1):70-83.

23- Ma J, Li H, Fu MW. Modelling of springback in tube bending: A generalized analytical approach.

International Journal of Mechanical Sciences.

2021;204:106516.

24- Ha T, Ma J, Blindheim J, Welo T, Ringen G, Wang J.

In-line springback measurement for tube bending using a laser system. Procedia Manufacturing.

2020;47:766-73.

25- Miller GG. Tube forming processes: a comprehensive guide. Society of Manufacturing Engineers; 2003.

26- http://www.hineshending.com, Hines Bending systems, Basic Tube Bending Guide.

27- Stange RR. Tube and pipe bending: principles,

methods, tooling, techniques, developments. Tools for

Experimental and Numerical Study of Rotational Draw Bending Process of SS-304 Thin-walled Pipes Using Polyurethane and NBR Mandrels