بررسی مسیرهای بارگذاری فرایند هیدروفرمینگ برمبنای آزمایش‌های تجربی و بهبود بخشیدن مبتنی بر آنالیز حساسیت سوبول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی ساخت و تولید دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس تهران ایران

2 دانشجوی کارشناسی‌ارشد‌، گروه مهندسی ساخت‌وتولید ، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استاد، گروه مهندسی ساخت‌وتولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده
در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبول که مبتنی بر واریانس است، به بررسی 11 فاکتور تأثیرگذار بر روی بهینه‌سازی مسیر بارگذاری فرایند هیدروفرمینگ پرداخته شده است. سپس امکان‌سنجی و صحت‌سنجی نتایج با روش‌های دیگر بهینه‌سازی مانند اجزای محدود و همچنین روش تجربی گزارش شده است. فاکتورهای ورودی شامل، فشار انبساط، فشار نهایی، زمان تسلیم، زمان انتهای انبساط، جابه‌جایی میانی سنبه محوری، جابه‌جایی نهایی سنبه محوری، زمان جابه‌جایی میانی سنبه محوری، موقعیت اولیه سنبه متقابل، موقعیت نهایی سنبه متقابل، زمان شروع حرکت سنبه متقابل و زمان توقف سنبه متقابل در نظر گرفته شده‌اند، سپس تأثیر هر یک از آن‌ها بر روی ضخامت کمینه و ارتفاع بیشینه در مسیر بارگذاری فرایند هیدروفرمینگ برای تولید اتصالات T به تفضیل مورد بررسی و گزارش قرار داده شده است.اندازه مقادیر بهینه از نظر کمی و کیفی برای هر 11 فاکتور ورودی به‌ دست آمده و براساس مسیرهای بارگذاری محاسبه شده‌ اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Investigation of hydroforming process loading paths based on experimental and improvement based on Sobol sensitivity analysis

نویسندگان English

Seyed Hasan Bathaee 1
Mohammad Sabzevari 2
Hasan Moslemi Naeini 3
1 Department of Manufacturing Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

In this paper, using the Sobol sensitivity analysis method, which is based on variance, 11 factors affecting the optimization of the loading path of the hydroforming process are investigated, then the feasibility and validation of the results with other optimization methods such as finite element and experimental method are reported. Is Input factors include, expansion pressure, final pressure, yield time, end of expansion time, intermediate mandrel displacement, final mandrel displacement, intermediate mandrel displacement time, initial position of reciprocating mandrel, final position of reciprocating mandrel, start time of reciprocating mandrel and time The stops of the reciprocating mandrels are considered, then the effect of each of them on the minimum thickness and maximum height in the loading path of the hydroforming process to produce T-joints is investigated and reported in detail. Quantitatively and qualitatively, the optimal values are obtained for each of the 11 input factors and are calculated based on the loading paths.

کلیدواژه‌ها English

Hydroforming process
sensitivity analysis
Sobol method
regression
[1] Li L, Lang L, Hamza B, Zhang Q. Effect of hydroforming process on the formability of fiber metal laminates using semi-cured preparation. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020;107:3909-3920.
[2] Zhou B-J, Xu Y-C, Zhang Z-C. Research on the selection principle of upper sheet in double-layer sheets hydroforming. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020;109:1663-1669.
[3] Ahmetoglu M, Altan T. Tube hydroforming: state-of-the-art and future trends. Journal of Materials Processing Technology. 2000;98:25-33.
[4] Aue-U-Lan Y, Ngaile G, Altan T. Optimizing tube hydroforming using process simulation and experimental verification. Journal of Materials Processing Technology. 2004;146:137-143.
[5] Liu H, Gong J, Ma Y, Cui J, Li M, Wang X. Investigation of novel laser shock hydroforming method on micro tube bulging. Optics and Lasers in Engineering. 2020;129:106073.
[6] Hwang Y-M, Tsai Y-J. Movable die and loading path design in tube hydroforming of irregular bellows. Metals. 2020;10:1518.
[7] Pourhamid R, Shirazi A. A comprehensive damage criterion in tube hydroforming. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2021;235:417-430.
[8] Siegert K, Häussermann M, Lösch B, Rieger R. Recent developments in hydroforming technology. Journal of Materials Processing Technology. 2000;98:251-258.
[9] Colpani A, Fiorentino A, Ceretti E. Characterization and optimization of the hydroforming process of AISI 316L steel hydraulic tubes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020;107:293-309.
[10] Jiang L, He Y, Lin Y, Zhang S, Feng Y, Sun M, Guo X. Influence of process parameters on thinning ratio and fittability of bellows hydroforming. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020;107:3371-3387.
[11] Prithvirajan R, Sugavaneswaran M, Sathishkumar N, Arumaikkannu G. Metal bellow hydroforming using additive manufactured die: a case study. Rapid Prototyping Journal. 2019.
[12] Ying-ying F, Hong-ge Z, Zong-an L, Qing-lin W. Loading path optimization of T tube in hydroforming process using response surface method. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019;101:1979-1995.
[13] Fann K-J, Hsiao P-Y. Optimization of loading conditions for tube hydroforming. Journal of Materials Processing Technology. 2003;140:520-524.
[14] Imaninejad M, Subhash G, Loukus A. Loading path optimization of tube hydroforming process. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2005;45:1504-1514.
[15] Hashemi S J, Moslemi N H, Liaghat G H, Deilami A H, Nematifaghir A. Prediction of forming limit curve using ductile fracture criteria in hydrofoming of aluminum tubes. 2014.
[16] Tanyildizi H, Şahin M. Application of Taguchi method for optimization of concrete strengthened with polymer after high temperature. Construction and Building materials. 2015;79:97-103.
[17] Khuri A I, Cornell J A. Response surfaces: designs and analyses: revised and expanded. CRC press. 2018.
[18] Bathaee S H. Sensitivity analysis of peripheral parameters in three dimentional nano-manipulation by using HK model. Journal of Solid and Fluid Mechanics. 2019;9:123-139.
[19] Hwang Y M, Lin T C, Chang W C. Experiments on T-shape hydroforming with counter punch. Journal of Materials Processing Technology. 2007;192:243-248.
دوره 2، شماره 1
بهار 1401
صفحه 53-72

  • تاریخ دریافت 23 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری 20 فروردین 1401
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1401