چکیده: لوله‌های خم شده یکی از محصولات پرکاربرد در صنایع مختلف مانند هوافضا، صنایع نظامی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، خودروسازی و لوازم خانگی است. لوله‌های متشکل از اتصالات زانویی و جوشکاری شده از قابلیت اطمینان لازم برای محصولات با تکنولوژی بالا برخوردار نیست. لذا تولید لوله‌های خمیده یکپارچه با روش شکل‌دهی مورد توجه قرار گرفته است؛ یکی از عیوب مهم در فرآیند خمکاری لوله پدیده برگشت‌فنری است که در اثر رفتار الاستیک ماده پس از خمکاری، ممان برگشتی ایجاد شده و باعث تغییر ناخواسته زاویه و شعاع خم می‌شود. تشخیص میزان دقیق برگشت‌فنری و جبران آن در طراحی قالب، علاوه بر افزایش دقت ابعادی محصول، نقش بسزایی در کاهش سعی و خطای تجربی و هزینه‌های تولید دارد. برگشت فنری به عوامل جنس ماده مانند تنش تسلیم، مدول الاستیک، کرنش سختی، ناهمسانگردی و همچنین مولفه‌های فرایند مانند نحوه اجرای خمکاری، شعاع و زاویه خم، شکل و ابعاد مقطع، دما و شرایط تماسی وابسته است. مدل‌های تحلیلی ارائه شده برای بررسی برگشت فنری لوله اغلب با فرض تنش تک محوره یا دو محوره انجام شده است و از اثر تنش شعاعی در مقایسه با تنش محیطی و طولی صرف‌نظر شده است. در فرایند خمکاری لوله با استفاده از ماندرل برای تامین فشار داخلی، بررسی تاثیر استفاده از محیط واسط تامین کننده فشار بر میزان برگشت فنری لوله تاکنون مورد توجه قرار نگرفته است. لذا در این پژوهش در ابتدا یک مدل تحلیلی جامع برای خمکاری لوله فلزی تحت فشار داخلی با در نظر گرفتن سه مولفه تنش شعاعی، محیطی و طولی و بکارگیری معادلات تعادل و قانون جریان مرتبط با معیار تسلیم فون- میسز ارائه شد. برای یک هندسه خمکاری مشخص ممان خمشی برگشتی، زاویه برگشت فنری و شعاع انحنای لوله پس از باربرداری بدست ‌آمد. اثر تنش شعاعی و پارامترهای هندسه خم شامل انحنا و زاویه خم بر توزیع تنش طولی، ممان برگشتی و زاویه برگشت فنری مورد بررسی قرار گرفت. در بخش تجربی ضمن طراحی و ساخت ابزار خمکاری لوله با استفاده از ماندرل انعطاف‌پذیر؛ خمکاری لوله با اعمال فشار داخلی به ازای مقادیر مختلف از متغیرهای فرایند خم اجرا و زاویه برگشت فنری محاسبه می شود. نتایج بدست آمده در این پژوهش نشان می دهد که استفاده از ماندرل در خمکاری لوله های جدارنازک از جنس استیل304 و آلومینیوم 1100، به طور موثری زاویه برگشت‌فنری را تا % 86/9 در مقایسه با خمکاری بدون ماندرل کاهش می دهد. شبیه‌سازی عددی نیز تطابق خوبی را با داده‌های تجربی نشان می‌دهد و اهمیت اعمال فشار داخلی ایجاد شده توسط تنش تماسی ماندرل را برجسته می‌کند.