طراحی قالب پیش فرم قطعات دوار در فرایند شکل دهی ابرمومسان ورق

در فرایند شکل دهی دمشی ابرمومسان ورق، از فشار گاز در دمای بالا برای انبساط ورق فلزی به درون حفره قالب و در نتیجه شکل دهی آن استفاده می شود. این فرایند به صورت کششی است، در نتیجه تغییرات زیادی در ضخامت قطعه رخ می دهد. یکی از روش های کنترل کاهش ضخامت، استفاده از پیش فرم در فرایند دمش دو مرحله ای است. مشکل عمده روش پیش فرم دهی چگونگی محاسبه شکل پیش فرم است. با وجود مقالات متعدد در رابطه با طراحی پیش فرم در سایر فرایند های شکل دهی، در مورد طراحی قالب پیش فرم برای شکل دهی ابرمومسان روشی ارایه نشده است. هدف از این پژوهش طراحی پیش فرم در فرایند شکل دهی ابرمومسان ورق جهت بهبود توزیع ضخامت است. برای این منظور از آزمایش های تجربی، روش های تحلیلی و شبیه سازی عددی استفاده شده است. برای این منظور در ابتدا یک مدل تحلیلی برای طراحی قالب پیش فرم قطعات مخروطی ارایه شده است. سپس بر اساس روش انالیز حساسیت یک روش برای طراحی قالب پیش فرم به کمک شبیه سازی در نرم افزار abaqusارایه شده است. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف قالب نهایی مخروطی شکل بر شکل قالب پیش فرم بررسی شده است. در انتها با توجه به نتایج بدست آمده، با کمک شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک، قالب پیش فرم بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که نتایج شبیه سازی و تجربی تطابق خوبی با هم دارند. مدل تحلیلی ارائه شده برای یافتن شکل تقریبی قالب پیش فرم قطعات مخروطی به خوبی عمل می کند. همچنین نتایج آنالیز حساسیت نشان می دهد که قالب پیش فرم برای قطعات مخروطی سه منطقه اصلی دارد: یک برآمدگی که ضخامت گوشه قطعه را کنترل می کند. حفرهای داخلی و خارجی که به ترتیب ضخامت کف و دیواره قطعه نهایی را کنترل می کنند. بررسی اثر پارامترهای هندسی قالب نهایی نشان می دهد که، تغییر زاویه و عمق قالب تاثیر زیادی بر شکل قالب پیش فرم دارد. ضریب اصطکاک بین قالب نهایی و ورق بر شکل قالب پیش فرم اثر کمی دارد. با افزایش قطر گرده اولیه مقدار کمینه ضخامت را می توان افزایش داد. نتایج بهینه سازی به کمک الگوریتم ژنتیک نشان می دهد که طراحی قالب پیش فرم یک مسئله با چند جواب است. با وجود چند جوابه بودن مسئله، حساسیت توزیع ضخامت نهایی به شکل قالب پیش فرم زیاد است. و تغییر کمی در قالب پیش فرم بر توزیع ضخامت اثر زیادی دارد. چند جوابه بودن مسئله باعث انعطاف پذیری بیشتر فرایند طراحی پیش فرم می شود.