پایان نامه بررسی فرآیند فلوفرمینگ برای تولید لوله های جداره نازک از قطعه آهنگری شده فولاد فرآیند فلوفرمینگ برای تولید لوله های جداره نازک از قطعه آهنگری شده فولاد در 130 صحه ورد قابل ویرایش با فرمت doc |
![]() |
دسته بندی | مواد و متالوژی |
فرمت فایل | docx |
حجم فایل | 19051 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 130 |
فرآیند فلوفرمینگ برای تولید لوله های جداره نازک از قطعه آهنگری شده فولاد در 130 صحه ورد قابل ویرایش با فرمت doc
چکیده
در این پایاننامه ابتدا انواع فرآیندهای اسپینینگ[1] و بهطور خاص فرآیند فلوفرمینگ[2] شرح دادهمیشود. سپس راجع به فولاد ماریجینگ[3] که از جمله فولادهای میکروآلیاژی و استحکام بالا میباشد، توضیح داده خواهد شد.
در ادامه فلوفرمینگ یک لوله جدار نازک از جنس فولاد ماریجینگ در عمل آزمایش میشود و نیروهای وارد بر غلتکها در شرایط تولید، با نتایج شبیهسازی و نتایج تئوری مقایسه میگردد. پس از یکسانسازی نتایج شبیهسازی با نتایج عملی و اطمینان از صحت شبیهسازی، تاثیر برخی پارامترهای موثر در فرآیند بر روی نیروی وارد بر غلتکها با استفاده از شبیهسازی بررسی میشود.
برای شبیهسازی اجزای محدود از نسخهی 6. 9 نرمافزار ABAQUS استفاده شده است. به دلیل نرخ کرنش بسیار بالا در این فرآیند و پیچیدگی معادلات حاکم بر این نوع شکل دهی، شبیه سازی های انجام شده با استفاده از رایانه های معمولی خانگی با پردازشگر دو هسته ای 2. 8GHz و2GB RAM حداقل 240 تا 360 ساعت زمان برای حل نیاز دارد.
مقدمه
فلوفرمینگ یا اسپینینگ سهغلتکه یکی از قدیمیترین فرآیندهای تولید، برای قطعات متقارن و توخالی فلزی است که بسیار اقتصادی و ارزان میباشد. بنا بر اسناد و مدارک تاریخی، اسپینینگ فلزات از روزگار مصریان باستان شناخته شده بود و برای ساخت بشقابهای نقره ای از آن استفاده میشد. اما گفته میشود که پایههای اصلی صنعت اسپینینگ فلزات در ابتدای قرن دهم میلادی توسط چینیها بنا نهادهشد. از آن زمان سالهای زیادی گذشت تا این فرآیند به جهان غرب آوردهشد. این صنعت برای اولینبار در زمان سلطنت ادوارد سوم وارد انگلستان شد. پس از یک دورهی پانصد ساله، در حدود سال 1840 میلادی فردی به نام جردن[1] این صنعت را به آمریکا برد. [1]
با پیشرفت بسیار زیاد در طراحی موتور توربین گازی هواپیماها، نیاز به فرآیندهای تولیدی همچون اسپینینگ و دیگر فرآیندهای مرتبط با آنها برای تولید قطعات مورد نیاز بیش از پیش احساسشد و این مسئله عامل موثر در پیشرفت و توسعهی این فرآیندها گردید. دقت ابعادی قطعات تولیدی و اقتصادیبودن این فرآیندها دو عامل بسیار مهم در گسترش گرایش به استفاده از این فرآیندها در صنایع مختلف به ویژه صنایع نظامی، هوافضایی بوده است. متقابلاً به علت اهمیت صنایع هوافضایی و نیز صنایع تسلیحاتی برای قدرتهای جهانی گسترش و توسعهی فرآیندهای اسپینینگ روند رو به رشدی پیدا کرد، به گونه ای که امروزه تولید تسلیحات پیشرفته و کلیدی مانند موتور موشکها بدون استفاده از فرآیندهای اسپینینگ و فلوفرمینگ ممکن نمیباشد.
البته امروزه با حساسشدن نقش اقتصاد در معادلات قدرت، در جهان، استفاده از این فرآیندها در سایر صنایع نیز رو به افزایش است، به عنوان مثال بسیاری از قطعات خودروها مانند قطعاتی از کلاچ یا چرخ توسط این فرآیندها تولید میشوند. امروزه بیشتر تجهیزات و ماشینآلاتی که برای این روشها و برای تولید قطعات دقیقتر صنایع بکار بردهمیشوند به امکانات کنترلکنندههای عددی، با قابلیتهای برنامهپذیری پیشرفته مجهز شدهاند. یکی از مهمترین و حساسترین نوع از این نوع فرآیندها، فرآیند اسپینینگ لوله یا فلوفرمینگ میباشد. با توجه به اهمیت این روش در بین انواع روشهای ساخت و مزیتهای مهم آن و نیز کاربردهای حساس آن در صنایع نظامی و غیرنظامی، شناخت و توسعهی این فرآیند در کشور ما باید مورد توجه قرار بگیرد. مطالعه در این فرایند باعث خواهد شد که توانایی طراحی مناسب در این فرآیند بالارود و در نتیجه از هزینههای اضافی تولید (مثل سعیوخطا برای تخمین شکل و ابعاد غلتکها یا بهکاربردن جنس نامناسب برای قطعاتی که فرآیند روی آنها انجام میگیرد و در نتیجه پارگی و شکست قطعات) به طور قابل ملاحظهای کاستهشود.
در همین راستا نرم افزارهایی که قابلیت شبیه سازی فرآیندهای شکلدهیچرخشی را دارا باشند و بتوانند در محیط پلاستیک و از روشهای علمی مانند روش اجزای محدود به حل مسائل بپردازند، امروزه توسهیافتهاند. از میان این نرم افزارها می توان به این موارد اشاره نمود : ABAQUS , ANSYS LS-DYNA , MARK و ... ..، در این پروژه از نرم افزارABAQUS6. 9 استفاده شده است. تا بحال تئوری های متعددی در زمــینة تعیین نیروهای مورد نیاز فلوفرمینگ بیان شده است اما درعمل هیچکدام از آنها پاسخگوی کامل نیازهای صنایع نبوده اند که این مسأله بر وجود پارامترهای بیش ازحد در این فرآیند برمی گردد. افرادی همچون کوبایاشی[2] وتامسن[3] (1961)و هایاما[4] (1966)سعی کردهاند مقدار نیروهای فرآیند را با استفاده از روش های حلعددی و یا با گسترش تحلیل تنش بدست آورند لیکن بدلیل فرضیاتی که ناچار بودند در حل مساله بکار بگیرند و یا بدلیل زمانبر بودن محاسبات ارائه شده چندان در صنعت مورد استقبال قرار نگرفتند. البته آنچه که میتواند عیوب احتمالی را در فرآیند به ما نشان دهد تغییرات نیرو در طول فرآیند میباشد که تنها با شبیهسازی قابل پیشبینی میباشد.
با توسعه روشهای عددی و به ویژه روش اجزاء محدود و نیز افزایــش توان محاسباتی کامپیوترها درسالهای اخیر، میتوان از روش اجزاء محدود برای بدست آوردن توزیع تنش و کرنش در ناحیه تماس غلتکها با قطعهکار و در نتیجه تعیین مکانیزم تغییر شکل در اینگونه فرآیندها استفاده نمود. بنابراین سعی شده که در این بخش با ارائه شبیهساز ی فلوفرمینگ یک لـــوله از جنس فولاد ماریجینگ و مقایـسه آن با مقالات ارائه شده و آزمایش عملی، فرآیند شبیهسازی این نوع شکلدهی پایش گردد.