بررسی تجربی تاثیر ارتعاشات فراصوتی بر بازگشت فنری در فرایند خم‌کاری ورق‌های فلزی

در فرایند خم‌کاری ورق، بازگشت فنری در انتهای عملیات خم‌کاری باعث ایجاد خطا در هندسه قطعه کار می‌شود. یکی از روش‌های نوین برای کاهش میزان بازگشت فنری در عملیات خم‌کاری استفاده از ارتعاشات فراصوتی می‌باشد. در این پژوهش به منظور بررسی تاثیر ارتعاشات فراصوتی بر میزان بازگشت فنری، ابزار و متمرکزکننده فراصوتی برای عملیات خم‌کاری طراحی و ساخته شده است. ابتدا ابعاد متمرکزکننده با استفاده از روابط تحلیلی محاسبه شده و سپس به کمک نرم افزار آباکوس شبیه‌سازی عددی انجام شده و موقعیت گره ارتعاشی در آن تعیین گردیده است. درنهایت بسامد تشدید مجموعه ساخته شده توسط دستگاه تحلیلگر امپدانس اندازه‌گیری شده است. نمونه‌هایی از جنس آلومینیوم al3105 و al6061 و همچنین فولاد ck65 در شرایط با و بدون ارتعاشات فراصوتی خم‌کاری شده و میزان بازگشت فنری اندازه‌گیری شده است. نتایج آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که استفاده از ارتعاشات فراصوتی اثر قابل ملاحظه‌ای در کاهش بازگشت فنری تا 58% در ورق های فولادی و تا 29% در ورق‌های آلومینیومی داشته و تاثیر بیشتر بر روی جنس‌ها با استحکام تسلیم بالاتر داشته است.

experimental investigation of ultrasonic vibrations’ effect on springback in sheet metal bending process

in the sheet metal bending process, springback at the end of the operation often leads to inaccuracies in the workpiece geometry. one innovative approach to reducing springback is the application of ultrasonic vibrations. in this research, an ultrasonic tool and concentrator for bending operation were designed and manufactured to investigate the effect of ultrasonic vibrations on springback. first, the concentrator dimensions were calculated using analytical relations, and numerical simulations were conducted using abaqus software to determine the vibration node location. the resonant frequency of the constructed assembly was then measured using an impedance analyzer. samples of aluminum al3105 and al6061, as well as ck65 steel, were bent both with and without ultrasonic vibrations, and the springback was measured. experimental results demonstrated that ultrasonic vibrations reduce springback by up to 58% in steel sheets and 29% in aluminum sheets, with a more significant effect observed in materials with higher yield strength.