مطالعه‌ی تجربی و عددی فرایند شکل‌ دهی پینی تنشی ورق‌های فلزی آلیاژ آلومینیوم

شکل‌دهی پینی به‌عنوان یک روش شکل‌دهی موثر در صنایع هوایی، از فرایند ساچمهزنی مشتق شده است. کاربرد عمدهی آن جهت تولید قطعات نازک بزرگ با انحناهای ملایم از جمله پنلها و پوستهی بال هواپیماها میباشد. این فرایند به دو دستهی شکل‌دهی پینی بدون پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی رایج) و با پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی تنشی) قابل تقسیم است. در این پژوهش، مطالعهی عددی و تجربی فرایندهای ساچمهزنی و شکل‌دهی پینی با و بدون پیشکرنش کشسان ورقهای آلیاژ آلومینیمی انجام گرفت. برای انجام آزمایشهای تجربی، از ساچمههای فولادی با قطرهای 4/0 و mm 6/0 و نوارهایی از آلیاژ آلومینیم 6t-6061al استفاده شد. برای اعمال پیشکرنش کشسان، قیدهایی با چهار شعاع پیشخمش ?، 500، 375 و mm 250 طراحی و ساخته شدند. در بخش عددی، با بهکار بردن پارامترهای مشابه با آزمایشها، ابتدا با استفاده از یک مدل سهبعدی با توزیع تصادفی ساچمه، فرایند ساچمهزنی شبیهسازی شده، تنشهای اعمالی و پسماند ایجاد شده در ورق بهدست آمد. در ادامه با استفاده از این مدل و طی روندی سه مرحله‌ای، فرایندهای شکل‌دهی پینی و شکل‌دهی پینی تنشی شبیهسازی شدند. نتایج نشان داد که اعمال پیشکرنش کشسان در توزیع پروفیل تنش درون ورق و درنتیجه، در تغییر شکل نهایی آن تاثیر قابل توجهی دارد. با افزایش ممان پیشخمش (کاهش شعاع پیشخمش)، انحنای ایجاد شده در جهت اعمال پیشخمش، افزایش مییابد. مطابق نتایج تجربی و عددی به دست آمده، انحنای به‌دست آمده از شکل‌دهی پینی تنشی به ازای شعاع پیش‌خمش mm 250، در مقایسه با شکل‌دهی پینی رایج، بیش از %100 افزایش داشت.