حين كشش نشان داده شده است. سرعت باز شدن فكها در حين كشش 500 میلیمتر در دقیقه میباشد.
شکل (4 9): (a) دستگاه تست كشش لاستيك، (b) نمونه بعد از افزايش طول 200 درصد
منحني مربوط به تغييرات تنش نسبت به تغييرات طول نمونه براي سه تست كشش انجام شده در شكل زير ارايه شده است.
شکل (4 10): نتايج تست كشش سه نمونه پلي يورتان با سختي 80 شور A با سرعت 500 ميلي متر بر دقيقه
ضرايب مربوط به مدل ماده موني-ريولين براي هر يك دادههاي بدست آمده از كشش سه نمونه به كمك نرم افزار ABAQUS محاسبه شدند كه در جدول (4 2) اين ضرايب ارايه شدهاند.
جدول (4 2): ضرايب مدل موني-ريولين حاصل از دادههاي تست كشش
نمونه شماره 1
نمونه شماره 2
نمونه شماره 3
C01
0.689983
0.553805
0.643631
C10
0.831761
0.796640
0.826017
مطابق استاندارد ASTM D412 بايد از ميانگين دادههاي تنش-كرنش حاصل از سه تست كشش استفاده شود. در شکل (4 11) نمودار تنش مهندسي-كرنش مهندسي مربوط به نمونههاي كشش و متوسط آنها ارايه شده است. مقدار ضرايب مدل ماده موني-ريولين براي متوسط مقادير كشش به صورت C01=0.71487, C10=0.77476 بدست آمدند.
شکل (4 11): نمودار تنش اسمي-كرنش اسمي نمونههاي كشش و متوسط آن ها
ساخت قالب
برای انجام تست‌های تجربی خمکاری یک نمونه قالب خم زانویی طراحی و ساخته شد. قالب ساخته در شکل (4 12) نشان داده شده است. همان‌طور که از شکل نیز مشخص است اجزای اصلی قالب ساخته شده شامل دو کفه که شکل پروفیل خم 90 درجه در آنها به صورت متقارن ماشین‌کاری شده است. (a،b)، راهنمای لوله که به منظور هدایت کردن لوله به داخل پروفیل خم و حفظ پایداری لوله در موقع فشار دادن توسط سنبه و نیز هدایت سنبه استفاده می‌شود (c)، صفحه نگهدارنده راهنمای لوله که به منظور موقعیت دهی صحیح راهنمای لوله نسبت به دو کفه قالب مورد استفاده قرار می‌گیرد (d) و سنبه که از آن برای فشار دادن لوله و مندرل به داخل پروفیل قالب استفاده می‌شود (e). نقشه‌های مربوط به هر یک از اجزای قالب در پیوست (الف) ارایه شدهاند.
شکل (4 12): اجزای قالب خمکاری فشاری
تست خم لوله
به منظور صحه گذاری مدل المان محدود، چند نمونه تست خمکاری انجام شد. مقایسه بین نتایج المان محدود و تست تجربی خمکاری لوله برای چند حالت مختلف در فصل بعد ارایه شده است. برای انجام تست‌ها از دستگاه پرس 50 تن موجود در آزمایشگاه مقاومت مصالح دانشکده مهندسی مکانیک استفاده شد. تست‌های انجام شده به صورت خلاصه در جدول (4 3) ارایه شدهاند. شرح تست‌های انجام شده در ادامه این فصل بیان شده است.
جدول (4 3): آزمایش‌های تجربی انجام شده
پارامتر مورد بررسی
هدف آزمایش
ماده‌ی لوله
شماره آزمایش
مندرل یکپارچه نرم/ مندرل چند تکه
بررسی اثر ترکیب‌بندی مندرل بر کیفیت خم
برنج/فولاد
1
فشار اعمال شده به مندرل
بررسی اثر فشار بر ارتفاع چین‌خوردگی
فولاد
2
فشار اعمال شده به مندرل
بررسی اثر فشار بر ارتفاع چین‌خوردگی
برنج
3
جنس ماده لوله
اندازه‌گیری کرنش
برنج/فولاد
4
جنس ماده لوله
اندازه‌گیری ضخامت
برنج/فولاد
5
همان‌طور که در فصل‌های قبل نیز اشاره شد در این پایان‌نامه مندرل به صورت چند تکه در نظر گرفته شد به طوری که در دو انتهای لوله از لاستیک با جنس سخت و در وسط لوله از لاستیک نرم استفاده شده است. با توجه به مرجع [6] استفاده از این ساختار باعث افزایش کیفیت خمکاری نسبت به حالتی می‌شود که در آن از مندرل یکپارچه نرم یا یکپارچه سخت استفاده می‌شود. در شکل (4 13) مقایسه بین دو حالت خمکاری با استفاده از مندرل یکپارچه نرم و مندرل چند‌تکه ارایه شده است.
شکل (4 13): مقایسه تاثیر مندرل بر روی تغییر شکل لوله، (a) خمکاری با مندرل چند تکه ، (b) خمکاری با مندرل یکپارچه نرم
با توجه به شکل (4 13) ملاحظه می‌شود در صورت استفاده از ساختار مندرل چند تکه نسبت به حالت یکپارچه از میزان بیضی شدن مقطع جلویی لوله در حین خمکاری کاسته می‌شود و از تا خوردن لوله در نزدیکی محل اعمال نیروی خمکاری توسط سنبه کاسته می‌شود.
معیار در نظر گرفته شده برای بررسی چین‌خوردگی حداکثر ارتفاع چین خوردگی میباشد. برای اندازه‌گیری حداکثر ارتفاع چین‌خوردگی، فاصله نقاط روی لبه داخلی قطعه از مرکز خم اندازه‌گیری شده و با کم کردن اندازه شعاع داخلی خم از آن، مقدار ارتفاع چین‌خوردگی به دست می‌آید. بزرگترین مقدار به دست آمده از این اندازه‌گیری‌ها برابر حداکثر ارتفاع چین‌خوردگی میباشد. در شکل (4 14) محل حداکثر ارتفاع چین‌خوردگی در ناحیه خم نشان داده شده است. با توجه به این شکل، بیشترین فاصله لبه از مرکز خم برابر با 26.2 میلیمتر میباشد که با کم کردن 25 (اندازه شعاع داخلی خم) از آن، حداکثر ارتفاع چین‌خوردگی برابر با 1.2 میلیمتر به دست می‌آید.
شکل (4 14): اندازه‌گیری حداکثر ارتفاع چین‌خوردگی در محل خم
جهت بررسی اثر فشار بر میزان چین‌خوردگی، تست خمکاری لوله برنجی و فولادی در چند سطح مخ
