Istnieje szereg technologii łączenia rur, z których każda ma swoje zalety i ograniczenia. W niniejszym artykule przedstawiona zostanie innowacyjna technologia wykorzystująca wyłącznie procesy plastycznego kształtowania metalu. Metoda ta opiera się zjawisku niestabilności plastycznej w celu osiągnięcia wytrzymałych połączeń rurowych. Przedstawione badania koncentrują się na fazie wstępnej konstruowania narzędzi niezbędnych do wykonania takich połączeń. Rezultaty opisywanych etapów procesu konstrukcyjnego narzędzi z wykorzystaniem metody elementów skończonych posłużą następnie do przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Takie analizy pomagają w lepszym zrozumieniu deformacji i optymalizowaniu geometrii narządzi w celu efektywnego łączenia rur. To innowacyjne podejście nie tylko upraszcza sam proces łączenia, lecz także poprawia właściwości mechaniczne połączeń, tym samym czyniąc je obiecującym rozwiązaniem dla wielu zastosowań przemysłowych.
Wśród różnych metod łączenia rur możemy wyróżnić między innymi spawanie, lutowanie, klejenie, połączenia gwintowe i kołnierzowe (Rys. 1). W niniejszym opracowaniu przedstawiono połączenie wykonywane za pomocą odkształceń plastycznych, w którym zachodzi podcięcie pomiędzy rurami, którego deformacja zapewnia połączenie. W wyniku niestabilności plastycznej rur, ulegają one wyboczeniu. Powstaje także podcięcie, którego kształt zależy od geometrii narzędzi formujących. Celem badania jest dobór optymalnej geometrii, wymagającej najmniejszej siły i zapewniającej najkorzystniejszą formę podcięcia i innych cech geometrycznych.
W wielu konstrukcjach inżynierskich zasadnicze znaczenie przywiązuje się do zachowania niezmienionego przekroju poprzecznego łączonych rur, co wpływa na zachowanie warunków przepływu. Prezentowane rozwiązanie może sprawdzić się wszędzie tam, gdzie nie ma takich wymagań.
cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 9/10 (204/205) wrzesień/październik 2024
