منابع کارشناسی ارشد با موضوع بررسی تحلیلی و ... |
 |
ضخامت لوله
ضخامت در محل بالج لوله
کرنش در جهت ضخامت لوله
کرنش محیطی لوله
طول محل بالج لوله
شعاع خارجی لوله
شعاع گوشه قالب
چکیده
امروزه باتوجه به نیاز قطعات با استحکام بالا و وزن پایین، روش ساخت قطعات اهمیت پیدا کرده است. شکل‌دهی گازی گرم[۱]، فرایند نوینی است که به دلیل حذف عملیات جانبی مانند جوشکاری، وزن کلی قطعات کاهش یافته، استحکام افزایش و در نهایت زمان تولید کاهش مییابد. به دلیل محدود بودن بازهی فشار داخلی سیال (فشار شکل‌دهی) و سهولت در جریان مواد در فرایند شکل‌دهی گازی، نیاز به حرارت‌دهی لوله شکل‌دهی[۲] که در نهایت منجر به بالج موفق شود اهمیت پیدا میکند. در این فرایند بجای فشار سیال آب یا روغن درون لوله که در نهایت منجر به شکل‌دهی آن می‌شود، از فشار هوا جهت شکل‌دهی قطعه استفاده می‌شود. در بالج آزاد[۳] گرم لوله، حرارت‌دهی در محل بالج لوله در حین فرایند انجام می‌شود.
در این پژوهش برای اولین بار حل تحلیلی و عددی فرایند بالج آزاد گرم لوله، به منظور بررسی تاثیر پارامترهای ورودی مهم فرایند نظیر ضخامت لوله، طول محل بالج لوله، شعاع خارجی لوله، شعاع گوشهی قالب، توان کارسختی و ضریب استحکام بر ارتفاع بالج لوله‌ی تغییر شکلیافته به عنوان یکی از کلیدیترین فاکتورهای خروجی انجام شد. همچنین فشار شکل‌دهی که منجر به بالج لوله می‌شود فشار هوا می‌باشد. در این پایان‌نامه به کمک روش‌های تئوری و معادلات حاکم بر شکل‌دهی فلزات به تاثیر پارامترهای ورودی مذکور بر ارتفاع بالج لوله‌ای از جنس آلیاژ آلومینیوم پرداخته شد. سپس با تحلیل روابط ریاضی و برنامه‌نویسی آن در قالب نرم‌افزار متلب[۴] به استخراج نمودارهای حاصله پرداخته شد. پس از آن شبیه‌سازی اجزا محدود[۵] فرایند به کمک نرم افزار آباکوس[۶] ارائه شد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
نتایج حاصل از حل تئوری و شبیه‌سازی اجزا محدود فرایند نشان میدهد که افزایش مقادیر طول محل بالج لوله، شعاع خارجی لوله و توان کارسختی ماده باعث افزایش ارتفاع بالج لوله‌ی تغییر شکل یافته می‌شود. از طرفی افزایش مقادیر ضخامت لوله و شعاع گوشه قالب باعث کاهش ارتفاع بالج لوله‌ی تغییر شکلیافته می‌شود. همچنین نتایج حاصل از حل تحلیلی تقارب قابل قبولی با نتایج حاصل از حل عددی داشت.
واژه‌های کلیدی: شکل‌دهی گازی گرم - حل تئوری - شبیه‌سازی اجزا محدود - فشار داخلی سیال - ارتفاع بالج
فصل اول: مقدمه
۱-۱مقدمه
با پیشرفت روز افزون تکنولوژی و رقابت بازار تجارت، صنایع خودروسازی به سمت کاهش هزینه و زمان تولید، تولید محصولات سبکتر، کم مصرف‌تر با کیفیت بالا و سیستم انعطاف پذیر تولید روی آورده‌اند، به همین دلیل استفاده از فرایندهای تولید پیشرفته مانند هیدروفرمینگ[۷] و شکل‌دهی گازی گرم در کانون توجه صنعتگران قرار گرفته است. این روش بر پایه‌ی فرم‌دهی قطعات توخالی با حداقل مراحل ممکنه بنا نهاده شده است. امروزه روش‌های مذکور کاملا پیشرفته و موفق برای ساخت قطعات پیچیده به حساب میآید. موفقیتی که این روش تولید را از دیگر روش‌های شکل‌دهی برتری میدهد کیفیت سطح عالی و دقت بالای قطعات تولیدی است که متاثر از فشار هیدرولیکی سیالات بجای استفاده از ابزار صلب می‌باشد. اساس کار در هیدروفرمینگ لوله بدین صورت است که با اعمال فشار داخلی سیال و تغذیه محوری بر لوله‌ی خام، شکل‌دهی صورت گرفته لذا لوله‌ی مذکور به واسطه‌ی درگیری با سطح قالب به فرم موردنظر می‌رسد.کلیات شکل‌دهی لوله با فشار گاز به مانند شکل‌دهی با فشار آب می‌باشد، اما از نظر بازهی فشار شکل‌دهی، حرارت‌دهی و چندین فاکتور دیگر تفاوتهایی با روش هیدروفرمینگ دارد که در فصول بعد بطور مفصل به بررسی این دو فرایند پرداخته می‌شود.
۱-۲ مروری بر فصول
در فصل اول مقدمه‌ای از فرایند هیدروفرمینگ و شکل‌دهی گازی گرم و تاریخچهی پیدایش آن‌ها، همچنین به خلاصهای از تحقیقات علمی و عملی که تا به امروز بر روی این فرایندها صورت گرفته پرداخته می‌شود. در پایان مقدمه‌ای از اهداف پایان نامه ارائه می‌شود.
در فصل دوم این پژوهش به معرفی فرایند هیدروفرمینگ و شکل‌دهی گازی گرم، تقسیم بندی آن‌ها، ویژگی‌های فرایند، مزایا و معایب آن و پارامترهای تاثیر گذار بر فرایند پرداخته می‌شود.
در فصل سوم ابتدا آنالیز تحلیلی فرایند مذکور به کمک روابط تئوری و معادلات ریاضی حاکم بر شکل‌دهی فلزات ارائه می‌شود، سپس به طراحی فرایند و برنامه‌نویسی آن در نرم افزار متلب پرداخته می‌شود.
در فصل چهارم به معرفی نرم افزار آباکوس پرداخته و تاریخچهی اجمالی از آن ارائه می‌شود، در نهایت شبیه‌سازی فرایند به روش اجزا محدود به کمک نرم افزار آباکوس آورده خواهد شد.
در فصل پنجم پس از استخراج نمودارها و نتایج حاصل از حل تئوری مبتنی بر نرم افزار متلب و شبیه‌سازی اجزا محدود به کمک نرم افزار آباکوس، مقایسهی نتایج حاصل از هر دو حل تحلیلی و عددی ارائه خواهد شد.
در فصل ششم نتیجهگیری کلی و پیشنهاداتی برای ادامهی کار آورده می‌شود.
۱-۳ تاریخچه هیدروفرمینگ و شکل‌دهی گازی
بر طبق ادعای باستان شناسان علائم آغازین صنعت شکل‌دهی فلزات به ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد بر می‌گردد. اولین یافتههای باستان شناسان تکههای بزرگ مسی بودند که به واسطه‌ی یک جسم بزرگ و سنگین شکل داده شد. همچنین باستان شناسان دریافتند که تاریخ ذوب فلزات به دست بشر به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد مربوط می‌شود. در ابتدا شکل‌دهی فلزات به دست بشر بر پایه‌ی روش‌هایی چون آهنگری، پرسکاری، ریخته‌گری بود اما در ادامه روش‌های نوینی چون کشش عمیق، متالورژی پودر، شکل‌دهی به کمک سیال آب یا گاز جایگزین روش‌های سنتی شد. اصول فرایند هیدروفرمینگ و شکل‌دهی به کمک فشار سیال از اوایل قرن بیستم مورد توجه قرار گرفت و در ابتدای کار بسته به زمان و کشوری که این روش در آن استفاده می‌شده است نام‌های مختلفی به خود گرفته که از جمله آن میتوان به فرم‌دهی بالجینگ لوله، فرم‌دهی با فشار هیدرولیک یا هیدرواستاتیک، فرم‌دهی بالجینگ با مایع، فرم‌دهی با فشار داخلی اشاره نمود. همانطور که اشاره شد تکنولوژی هیدروفرمینگ به مدت‌ها قبل بر می‌گردد و تنها دلیلی که باعث مهجور ماندن این روش و تاخیر در پیشرفت و بهرهگیری در این روش شد، عدم وجود سیستمهای کنترلی دقیق برای مدیریت بر فشار تولید شده و کنترل دقیق و لحظه‌ای فرایند به سبب وجود تجهیزات کنترل مکانیکی بجای تجهیزات کنترل الکترونیکی بود. در ادامه در نیمه‌ی دوم دهه ۱۹۵۰ بود که سامانه‌های مدرن الکترونیکی و کنترلی فشار راه را برای توسعه‌ی هرچه بیشتر و کاربردی‌تر فرایند هیدروفرمینگ هموار ساخت. در نهایت در سال ۲۰۰۱ میلادی روش جدیدی برای انجام فرایند هیدروفرمینگ در دمای بالا پیشنهاد شد. در این روش برای جلوگیری از تبخیر سیال درون لوله، بجای آب یا روغن از گاز به عنوان عامل فشار داخلی استفاده شد. بدین ترتیب روش نوینی به‌نام شکل‌دهی گازی گرم به وجود آمد که همگام با برادر بزرگتر خود یعنی هیدروفرمینگ، سبک جدیدی از شکل‌دهی فلزات را ارائه کردند.
۱-۴ پیشینه کارهای انجام شده از هیدروفرمینگ و شکل‌دهی گازی گرم (اعم از مطالعه‌ی تحلیلی، عددی و تجربی)
ابتدا پیشینهی کارهای انجام شده در بُعد هیدروفرمینگ لوله آورده شده است. سپس پیشینه کارهای انجام شده فرایند شکل‌دهی گازی گرم مورد بررسی قرار میگیرد.
نادر اصنافی و همکارانش در سال ۱۹۹۹ در مقاله‌ی خود به تاثیر فاکتورهای ورودی مهم فرایند بالج آزاد لوله نظیر ابعاد لوله و جنس لوله بر فشار اعمالی که در نهایت منجر به بشکه‌ای شدن لوله می‌شود پرداختند. آن‌ها با در نظر گرفتن تغذیه محوری مدلی را برای دوری از پارگی و چروکیدگی ارائه کردند]۱[. همچنین در سال ۲۰۰۰، مدل ریاضی فرایند بالج آزاد لوله را بر پایه روابط تئوری معرفی کردند که با استناد به این مدل توانستند ارتباطی بین پارامترهای ورودی مانند ابعاد هندسی، فشار داخلی، توان کارسختی، ضریب استحکام و پارامترهای خروجی مانند ارتفاع بالج، توزیع تنش برقرار کنند]۲[.
تیسوکلوسکی[۸] و همکارانش در سال ۲۰۰۰ مقاله‌ای تحت عنوان ارزیابی شکل پذیری لوله و مشخصات ماده در آزمایش هیدرولیک بالج لوله ارائه دادند. آن‌ها در این مقاله به ارتباط پارامترهای موثر در فرایند مانند شعاع گوشهی قالب و ضخامت ماده با فشار داخلی سیال پرداختند، سپس با استخراج منحنی تنش-کرنش به بررسی ضخامت لوله در مسیرهای فشار مختلف در دو حالت شبیه‌سازی و آزمایشگاهی پرداختند]۳[.
احمت اقلو[۹] و همکارانش در سال ۲۰۰۰ تحت مقاله‌ای به معرفی پارامترهای ورودی تاثیر گذار بر فرایند هیدروفرمینگ پرداختند. آن‌ها توانستند نقش هر پارامتر در فرایند را توضیح داده و با مقایسه با کارهای آزمایشگاهی دیگران به تاثیر فاکتورهای ورودی مهم بر میزان شکل‌پذیری و بهبود فرایند هیدروفرمینگ بپردازند. آن‌ها همچنین اطلاعات نسبتا کافی پیرامون مسئلهی تاثیر روانکاری در کاهش اصطکاک قسمتهای مختلف قالب هیدروفرمینگ که منجر به بهبود فرایند شود، بدست آوردند]۴[.
در سال ۲۰۰۱ محققان به دلیل نیاز مبرم به هیدروفرمینگ گرم به سبب نیاز به فشار پایین‌تر و مسائل مربوط به آن، مطالعاتی را به منظور جلوگیری از تبخیر سیال انجام دادند. آن‌ها بجای استفاده از فشار سیال آب از فشار گاز به منظور شکل‌دهی لوله استفاده کردند و مطالعاتی بر روی فاکتورهای تاثیرگذار بر روی بهبود شکل‌دهی لوله انجام دادند]۵[.
احمد[۱۰] و همکارانش در سال ۲۰۰۱ در یک سمینار بینالمللی مقاله‌ای تحت عنوان شبیه‌سازی سه بعدی المان محدود فرایند بالج آزاد لوله ارائه کردند. آن‌ها در این مقاله به بررسی تنشها و کرنشهای مربوط به دو نوع بارگذاری متفاوت پرداخته و به نتایج قابل توجهی دست یافتند]۶[.
کک[۱۱] و آلتان[۱۲] در سال ۲۰۰۲ مقاله‌ای ارائه کردند که در آن با استناد به روابط تئوری و مدل‌های ریاضی به بررسی و پیشبینی کمانش و چروکیدگی در فرایند هیدروفرمینگ پرداختند. همچنین آن‌ها به کمک تئوری مومسانی و روش تحلیل غشائی، مدل ریاضی ابداع کردند که با تکیه بر آن به پیشبینی مقدار مناسب برای فشار داخلی و تغذیه محوری در جهت جلوگیری از نازک شدگی یا چروکیدگی برسند]۷[.
هوانگ[۱۳] و لین[۱۴] در سال ۲۰۰۲ مقاله‌ای تحت عنوان بررسی و شبیه‌سازی المان محدود هیدروفرمینگ بالج ارائه کردند. آن‌ها در این مقاله به مدلسازی ریاضی فرایند بالج آزاد لوله مبتنی بر قوانین حاکم بر شکل دهی فلزات پرداختند و روابطی بین ارتفاع بالج و فشار داخلی ارائه کردند. همچنین نتایجی مناسب در جهت تاثیر پارامترهای مختلف مانند شعاع گوشه قالب و ضخامت لوله بر تغییر شکل ماده بدست آوردند]۸[.
یادونگ[۱۵] و همکارانش در سال ۲۰۰۳ مقاله‌ای تحت عنوان بررسی تجربی فرایند بالجفرمینگ[۱۶] انشعابات تولیدات پلیمری و پلاستیکی ارائه کردند و به بررسی برخی از عوامل موثر در این زمینه و مقایسه این محصولات با محصولات تهیه شده با فرایند اکستروژن و ریخته‌گری تزریفی و دمشی پرداختند]۹[.
ایمانینژاد و همکارانش در سال ۲۰۰۴ از دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی میشیگان آمریکا مقاله‌ای تحت عنوان بررسی عددی و تجربی تغییر شکل در بالج آزاد لوله آلومینیومی اکسترود شده ارائه کردند. آن‌ها در این مقاله به تاثیر فشار داخلی بر ارتفاع بالج با ضرایب اصطکاک لوله و قالب و ضرایب غیرهمسانگرد مختلف به کمک شبیه‌سازی اجزا محدود و آزمایش تجربی پرداختند]۱۰[.
لی[۱۷] و همکارانش در سال ۲۰۰۴ مقاله‌ای معرفی کردند که در آن به تحلیل و تاثیر تنش اعمالی بر پارامترهای خروجی مهم فرایند هیدروفرمینگ پرداختند. آن‌ها با استناد بر روابط تئوری حاکم بر شکل‌دهی فلزات به تاثیر تغییر تنش در حین فرایند هیدروفرمینگ لوله بر فاکتورهای خروجی دیگر پرداخته و از طرفی از قیاس این نتایج با نتایج حاصل از کار عملی و آزمایشگاهیشان به این نتیجه رسیدند که کنترل میزان تنش در واقع کنترل فرایند مذکور می‌باشد] ۱۱[.
هوانگ و همکارانش در سال ۲۰۰۶ مقاله‌ای معرفی کردند که در آن به بررسی تاثیر خواص آنیزتروپیک لوله، شعاع خارجی لوله، طول لوله و ضخامت لوله بر ارتفاع بالج پرداختند. آن‌ها با بهره گرفتن از روابط تئوری، مدلی جدید برای تحلیل فرایند بالج آزاد لوله با در نظر گرفتن خواص آنیزتروپیک لوله ارائه کردند که با استناد بر این مدل توانستند تاثیر فاکتورهای ورودی مختلف را بر ارتفاع بالج بدست آورند. در نهایت مدل ریاضی فرایند را با کار آزمایشگاهی مقایسه و به تقارب قابل قبولی رسیدند]۱۲[. آن‌ها همچنین در سال ۲۰۰۷ فرایند بالج آزاد لوله را در قالب کار آزمایشگاهی انجام دادند. آن‌ها در این مقاله با بهره گرفتن از مدل ریاضی به بررسی مسیر فشار و ارتفاع بالج برای لوله‌ی Al6011 و استیل ضد زنگ پرداختند. همچنین آن‌ها به کمک مدل ریاضی توانستند به نمودار حد شکل‌دهی دست پیدا کنند که تقارب قابل قبولی با نمودار حد شکل‌دهی بدست آمده از تست کشش داشت. نتایج حاصل از تاثیر فشار روی ارتفاع بالج با بهره گرفتن از روابط تئوری تقارب قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی داشت]۱۳[.
چن[۱۸] و همکارانش در سال ۲۰۰۷ فشار داخلی سیال را بر روند شکل‌دهی در هیدروفرمینگ لوله مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها به کمک شبیه‌سازی اجزا محدود و روش‌های تحلیلی متوجه شدند که مقدار فشار شکل‌دهی تا حد زیادی به فاکتورهای هندسی چون ضخامت لوله، جنس لوله وابسته است. همچنین آن‌ها پی بردند که فشار شکل‌دهی، با توجه به مقادیر فاکتورهای هندسی مذکور، به مقدار مشخصی محدود می‌شود]۱۴[.
پی‌کور‌کولیس[۱۹] و همکارانش در سال ۲۰۰۸ فرایند بالج آزاد را برای لوله‌ی آلومینیومی آنیزتروپیک مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها به تحلیل تنش‌های محیطی و محوری در مسیر فشارهای مختلف تا قبل از رسیدن به شکست پرداختند. از طرف دیگر به کمک کار آزمایشگاهی، تاثیر میزان تنش بر ضخامت لوله را مورد ارزیابی قرار داده و در نهایت با انجام شبیه‌سازی اجزا محدود فرایند به تقارب قابل قبولی با نتایج حاصل از کار آزمایشگاهی رسیدند]۱۵[.
لوح موسوی و همکارانش در سال ۲۰۰۸ مقاله‌ای تحت عنوان شبیه‌سازی سه بعدی اجزا محدود هیدروفرمینگ بالج آزاد نوسانی لوله ارائه کردند. آن‌ها در این مقاله به تاثیر فشار نوسانی به عنوان یک عامل مهم در هیدروفرمینگ لوله پرداختند. همچنین به نتایج مطلوبی در جهت تاثیر فشار نوسانی برای مقابله با چروکیدگی و پارگی دست یافتند]۱۶[.
جوانرودی و همکارانش در سال ۲۰۰۸ مقاله‌ای تحت عنوان آنالیز عددی و تحلیلی هیدروفرمینگ بالج آزاد لوله ارائه کردند. آن‌ها در این مقاله به بررسی تاثیر شعاع گوشه قالب وضخامت لوله بر برگشت فنری با بهره گرفتن از شبیه‌سازی اجزا محدود پرداختند و نتایج مطلوبی را از آن استخراج کردند]۱۷[.
مائنو[۲۰] و همکارانش در سال ۲۰۰۹ مقاله‌ی در رابطه با فرایند شکل‌دهی داغ لوله با گاز به روش گرمایش مقاومتی ارائه کردند. در این روش لوله در قالبی باز و به سبب عبور جریان الکتریکی گرم شده و در ادامه با اعمال فشار داخلی و تغذیه محوری شکل‌داده می‌شود. آن‌ها در نهایت به تاثیر جریان الکتریکی در جهت حرارت‌دهی لوله با در نظر گرفتن اعمال تغذیه محوری و عدم وجود تغذیه محوری بر بهبود شکل‌دهی لوله پرداختند]۱۸[.
هوانگ و همکارانش در سال ۲۰۰۹ مقاله‌ای جهت بررسی توزیع تنش برای فرایند بالج آزاد لوله‌ی فولادی با در نظر گرفتن خواص آنیزتروپیک ارائه کردند. آن‌ها پس از استخراج کرنشهای در جهت عرض و ضخامت که از تست کشش بر روی ورق با همان جنس بدست آوردند و تکیه بر کار آزمایشگاهی به وابستگی ارتفاع بالج به فشار داخلی پرداختند و پس انجام آزمایش به نمودارهای حاصل از آن رسیدند. در ادامه به کمک حل تحلیلی با بهره گرفتن از معادلات ریاضی به بررسی نمودارفشار- ارتفاع پرداخته و در نهایت به تقارب قابل قبول این نتایج (حل تحلیلی) با نتایج آزمایشگاهی رسیدند]۱۹[.
در سال ۲۰۱۱ مائنو و همکارانش در مقاله‌ای دیگر فرایند شکل‌دهی داغ لوله با گاز را با بهره گرفتن از مکانیزم گرمایش مقاومتی اینبار برای لوله‌ای درون قالب (قالب بسته) مطرح کردند. همچنین آن‌ها با انجام آزمایشات مختلف اقدام به بهینه کردن دانسیته‌های مختلف جریان الکتریکی، در دوحالت وجود تغذیه محوری و عدم وجود تغذیه محوری پرداختند]۲۰[.
چن[۲۱] و همکارانش در سال ۲۰۱۱ مقاله‌ای تحت عنوان مطالعه‌ی تئوری و آزمایشگاهی روی منحنی حد شکل‌دهی برای هیدروفرمینگ لوله ارائه کردند. هدف اصلی آن‌ها در این مقاله بدست آوردن نمودار حد شکل‌دهی برای هیدروفرمینگ لوله‌های درز دار بود. آن‌ها همچنین در جهت بررسی مسیر فشار بهینه، به مدل کردن نیمه سمت چپ نمودار حد شکل‌دهی[۲۲] بر اساس روابط تئوری و نیمه‌ی سمت راست نمودار حد شکل‌دهی با تکیه بر شبیه‌سازی اجزا محدود پرداختند. نتایج آن‌ها تقارب قابل قبولی با کار آزمایشگاهی و عملیشان بود]۲۱٫[
ژوبین[۲۳] و همکارانش در سال ۲۰۱۲ مقاله‌ای تحت عنوان خواص مکانیکی و شکل‌پذیری لوله‌ی اکسترود شده از جنس TA2 در فرایند شکل‌دهی گازی گرم در دماهای بالا ارائه کردند. آن‌ها پس از انجام فرایند بر روی لوله‌ی داغ، نتایجی مبنی بر رابطهی مستقیم شکل‌پذیری و دما را بدست آوردند و پس از انجام آزمایشات مختلف با دماهای مختلف به بازهی دمایی مناسب برای دوری از نازک شدگی و نهایتا پارگی رسیدند]۲۲[. همچنین در همان سال مقاله‌ای تحت عنوان شکل‌پذیری و ریزساختار لوله‌ی آلومینیومی ۶۰۶۱ در فرایند شکل‌دهی گازی در دماهای بالا ارائه کردند. آن‌ها پس از استخراج نتایج به این موضوع پی بردند که در طول بار محوری با افزایش دما نیز اندازه دانهها افزایش و در نهایت مقاوت به شکست ماده کاهش مییابد. آن‌ها پس از بررسی دماهای مختلف به بیشترین میزان ترکیدگی در دمای ۴۲۰ رسیدند و راههای مقابه با ترکیدگی در دماهای بالا را بررسی کردند]۲۳[.
مائنو و همکارانش در سال ۲۰۱۴ مقاله‌ای تحت عنوان بررسی فرایند شکل‌دهی گازی گرم لوله‌های فولادی توخالی با مقاومت بالا با بهره گرفتن از مقاومت گرمایی و فشار هوا ارائه کردند. آن‌ها پس از استخراج نتایج تجربی به منحنی منظمی از فشار بر حسب زمان دست یافتند. همچنین به رابطهی مطلوبی از شعاع گوشهی قالب و دما رسیدند. پس از انجام آزمایشات مختلف و رسیدن به مسیر فشارهای متفاوت به بررسی سختی ویکرز ماده پرداختند و فاکتورهای موثر بر سختی ویکرز را بررسی نمودند. آن‌ها به این نتیجه رسدند که افزایش دما و فشار داخلی گاز هر کدام جداگانه باعث بهبود سختی ماده میشوند]۲۴[.
۱-۵ اهداف و ویژگی‌های پایان نامه
در این پژوهش با استفاده تحلیل تئوریک فرایند به کمک روابط ریاضی حاکم بر شکل‌دهی فلزات و برنامه‌نویسی آن در قالب نرم افزار متلب و همچنین شبیه‌سازی فرایند به روش اجزا محدود به کمک نرم افزار آباکوس، به بررسی تاثیر فاکتورهای ورودی بر ارتفاع بالج لوله‌ی آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳ که توسط فرایند بالج آزاد گرم شکل داده شده است، پرداخته می‌شود.
باتوجه به روابط تئوری فشار داخلی خود متاثر از فاکتورهای ورودی شعاع خارجی لوله، ضخامت لوله، شعاع گوشه قالب، توان کار سختی، ضریب استحکام و طول محل بالج لوله می‌باشد. از طرف دیگر مشخص است که فشار داخلی سیال بر ارتفاع بالج لوله تاثیرگذار است. به عبارت دیگر با تغییر فاکتورهای ورودی مذکور میتوان ارتفاع بالج لوله‌ی شکل داده شده را کنترل نمود. در این تحقیق پس از تحلیل تئوریک فرایند و برنامه‌نویسی آن در قالب نرم افزار متلب به استخراج نمودارهای حاصل از تاثیر فاکتورهای ورودی مذکور به ارتفاع بالج لوله‌ی آلیاژ آلومینیومی ۶۰۶۳ پرداخته خواهد شد سپس با بهره گرفتن از شبیه‌سازی اجزا محدود فرایند به کمک نرم افزار آباکوس به استخراج نمودارهای مربوطه پرداخته و با نمودارهای بدست آمده از نرم افزار متلب مقایسه خواهد شد.
در شبیه‌سازی اجزا محدود فرایند بالج آزاد گرم لوله، از اثرات ناهمسانگرد لوله صرف نظر می‌شود. همچنین فاکتور دما در طول لوله یکنواخت در نظر گرفته می‌شود. لازم به ذکر است از تغییر شکلهای الاستیک قالب صرف نظر کرده، همچنین سطوح قالب تغییر شکل ناپذیر در نظر گرفته می‌شود.
|
[چهارشنبه 1400-09-24] [ 08:20:00 ب.ظ ]
|
