بررسی اصطکاک در ماشینکاری فولاد کم کربن ST37 و تغییرات تنش پسماند

84 صفحه فايل word

قابل ويرايش

چكيده

در این پ‍ژوهش به بررسی اصطکاک در ماشینکاری فولاد کم کربن 37st و تغیيرات تنش پسماندی که پس از ماشینکاری در قطعه کار باقی می­ماند می پردازیم، تنش پسماند به تنش­­هایی گقته می­­­­شود که پس از برداشته شدن تمام نیروهای خارجی همچنان در ماده باقی می­مانند براساس نوع بارگذاری تنش­­های پسماند می­توانند به دو صورت کششی و فشاری در ماده باقی بمانند
 تنش­­های پسماند فشاری درجسم می­توانند استحکام ماده در برابر بار­های وارده به ویژه استحکام خستگی بهبود بخشند، لذا باید نوع تنش شناسایی شود، با توجه به اینکه در عملیات آزمایشگاهی میزان تنش پسماند قابل شناسایی و اندازه گیری نمی­باشد، دراین تحقيق مدل سازی فرآیند ماشینکاری و شبیه سازی آن به کمک روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار می­گیرد، با
 اندازه گیری میزان تنش پسماند و تاثیر عوامل مهمی همچون سرعت برشي، سرعت پيشروي، عمق برش، شعاع ابزار،  میزان اصطکاک بین ابزار  برشی و قطعه نمونه اشاره کرد که در این تحقیق به تأثیر  پارامتر اصطکاک بر توزیع تنش پسماند پرداخته
 می­شود، در تعریف رفتار پلاستیک مواد از الگوی جانسون _ کوک استفاده شده، ثابت­ های این الگو از آزمایش در دما و نرخ کرنش­های این فولاد محاسبه شده­اند، برای راستی آزمایی نتایج شبیه سازی اجزاء محدود از نتایج آزمایش و شبیه سازی
پژهش­های پیشین استفاده شده است . نتایج این پ‍‍ژوهش نشان می دهد که عمق و میزان تنش پسماند، با فزایش ضریب اصطکاک مولفه توزیع تنش در راستای حرکت افقی ابزار (محورx) با الگوی یکسانی افزایش پیدا می کند  سرعت این افزایش در ضرایب اصطکاک بالاتر بیشتر محسوس است، اما مولفه توزیع تنش درراستای عمق  ( محور z ) این روند مشاهده نمیشود، و با افزایش عمق نفوذ به کم­ترین مقدار می­رسد. بکارگیری روش اجزاء محدود در محاسبه تنش پسماند به جای روش­های تجربی علاوه برکاهش هزینه وزمان توزیع تنش پسماند درعمق بیشتر نمایان می­سازد.

کلید‌واژگان :

ماشینکاری ، روش اجزاء محدود، تنش پسماند، الگوی جانسون _ کوک،  مش

فهرست مطالب                                                                                                 صفحه

چکیده ۱

فصل اول:کلیات

۱-  ۱مقدمه. ۳

.۱-۲ ضرورت انجام تحقیق. ۴

فصل ۲: پیشینه تحقیق

۲-۱مقدمه. ۶

۲-۲- تنش پسماند. ۷

۲-۳- عوامل موثر بر تنش پسماند. ۸

۲-۳   -۱-اندازه گیری تنش پسماند. ۸

۲-۲-۳  -روشهای اندازه گیری تنش پسماند. ۹

۲-۴- آشنایی با روش اجزاء محدود. ۱۰

۲-۴-۱- برای حل مسائل فیریکی سه روش وجود دارد. ۱۱

۲-۴-۲- روشهای حل عددی.. ۱۱

۲-۴-۳-مراحل انجام تحلیل اجزاء محدود به شرح زیر می باشد: ۱۵

۲-۵- اجزاءوفرمول بندی آنها ۱۹

۲-۵- ۱-حل معادلات اجزاء محدود: ۲۰

۲-۵-۲-اندازه وتعداداجزاء: ۲۱

۲-۶- شکل  اعوجاج جزء: ۲۱

۲-۷- تقریبات هندسی.. ۲۲

۲-۸- معرفی نرم افزار آباکوس… ۲۳

۲-۸-۱ محصولات آباکوس ۲۴

۲-۹- مبانی نرم افزار آباکوس… ۲۵

۲-۹- ۱-  محیط ده گانه ABAQUS/CAE به شرح زیر است : ۲۶

۲-۱۰–۲ مراحل اجرای شبیه سازی : ۲۶

۲-۱۰-۳- پیش پردازش (ABAQUS/CAE) 27

۲-۱۰-۴- حل مسئله(پردازش ( ۲۷

۲-۱۰-۵- مرحله پس پردازش  (ABAQUS/CAE) 27

فصل ۳ :روش تحقیق

۳-۱- مقدمه. ۳۰

۳-۱-۱- رویه های مختلف شبیه سازی المان محدود درفرآیند ماشینکاری.. ۳۰

۳-۲- پارامترهای شبیه سازی.. ۳۲

۳-۳- حل مسائل دینامیکی به روش صریح : ۳۳

۳-۳-۱-موارد استفاده روش صریح : ۳۵

۱-مسائل دینامیکی با سرعت بالا : ۳۵

۳-۴– مدلسازی هندسی.. ۳۶

۳-۵- تعریف خواص مواد. ۳۶

۳-۶- پارامترهای ماشینکاری.. ۴۰

۳-۶-۱- پارامترهای ماشینکاری صفحه تراشی.. ۴۰

۳-۷- پارامترهای فرزکاری محیطی.. ۴۵

۳-۸- تعریف شرایط تماسی.. ۴۶

۳-۹- المان بندی مسئله. ۴۹

۳-۱۰- مرحله شبیه سازی تنش پسماند. ۵۰

۳-۱۱- روش حل. ۵۰

فصل ۴ :نتایج و بحث

۴-۱- مقدمه. ۵۴

۴-۲- اعتبار سنجی با مطالعه تجربی.. ۵۴

۴-۳- نتایج شبیه سازی.. ۵۸

۴-۴- استخراج تنش پسماند. ۶۰

۴-۵- بررسی تغییرات دما ۶۲

۴-۶- نتایج تنش پسماند. ۶۳

۴-۷-نتیجه گیری : ۶۷

منابع : ۷۱

چکیده به انگلیسی.. II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول                                                                                                 صفحه

جدول ۳-۱- خواص الاستیک فولاد ST-37. ۳۸

جدول ۳-۲- ضرایب معادله جانسون کوک فولاد ST-37  [۲۲] ۳۸

جدول ۳-۳ خواص حرارتی فولاد ST-37. ۳۸

جدول ۳-۴- پارامترهای ماشینکاری.. ۴۵

جدول ۳-۵ خواص ابزار کاربیدی [۲۸] ۴۷

 

 

فهرست اشکال                                                                                                 صفحه

شکل (۳-۱ ) ۳۲

شکل ۳-۲ هندسه ابزار فرزکاری محیطی.. ۳۶

شکل ۳-۳ پارامترهای ورودی فولاد ST-37 و ضرایب معیار آسیب جانسون کوک [۲۳] ۳۹

شکل ۳-۴ -تنظیمات المان های قطعه کار. ۴۳

شکل ۳-۵نحوه المان بندی فرآیند صفحه تراشی( شبیه سازی اعتبار سنجی) ۴۴

شکل ۳-۶ شرایط مرزی اعمال شده برای ابزار. ۴۶

شکل ۳-۷ پارامتر میزان گرمای تولید شده در اثر اصطکاک در خواص تماس… ۴۸

شکل ۳-۸ نحوه المان بندی قطعه کار و ابزار. ۴۹

شکل۳-۹ نحوه وارد کردن شرایط اولیه در گام تنش زدایی از انتهای گام شبیه سازی ماشینکاری.. ۵۱

شکل ۳-۱۰ شماتیک شرایط مرزی حرارتی و مکانیکی اعمال شده به قطعه کار در مرحله تنش زدای.. ۵۲

شکل ۴-۱ نیروی برشی بدست آمده از کار تجربی.. ۵۴

شکل ۴-۲ نیروی برش بدست آمده از شبیه سازی دو بعدی و سه بعدی صفحه تراشی متعامد. ۵۵

شکل ۴-۳ کانتور های تنش فون مایسز شکل گیری براده در شبیه سازی دوبعدی.. ۵۶

شکل ۴-۴ کانتور های کرنش پلاستیک معادل شکل گیری براده در شبیه سازی دوبعدی.. ۵۶

شکل ۴-۵ کانتور های تنش فون مایسز شکل گیری براده در شبیه سازی سه بعدی.. ۵۷

شکل ۴-۶ کانتور های کرنش پلاستیک معادل در شکل گیری براده در شبیه سازی سه بعدی.. ۵۷

شکل ۴-۷ کانتور های تنش فون مایسز در هنگام شکل گیری و جدایش براده ۵۸

شکل ۴-۸- کانتورهای کرنش پلاستیک معادل در هنگام شکل گیری و جدایش براده ۵۹

شکل ۴-۹- کانتورهای دمای قطعه کار در هنگام شکل گیری و جدایش براده ۵۹

شکل ۴-۱۰ مسیر شماره ۴ و مختصات نقاط شروع و پایان این مسیر  روی کانتور های تنش S11 در شبیه سازی با ضریب اصطکاک ۰.۵. ۶۰

شکل ۴-۱۱ روش استخراج نتایج S11 در شبیه سازی با ضریب اصطکاک ۰.۵ با استفاده از فرمان XY data from path در انتهای تحلیل Stress relaxtion. ۶۱

شکل ۴-۱۲ نمودار های رسم شده در نرم افزار در مسیر های پنجگانه برای شبیه سازی با ضریب اصطکاک ۰.۵   ۶۱

شکل ۴-۱۳- دمای بیشینه در سطح قطعه کار برای ضریب اصطکاک های مختلف… ۶۲

شکل ۴-۱۴ مولفه S11 تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۲. ۶۳

شکل ۴-۱۵ مولفه ۳۳S تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۲. ۶۴

شکل ۴-۱۶ مولفه S11 تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۳. ۶۴

شکل ۴-۱۷ مولفه ۳۳S  تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۳. ۶۵

شکل ۴-۱۸ مولفه S11 تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۴. ۶۵

شکل ۴-۱۹ مولفه ۳۳S تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۴. ۶۶

شکل ۴-۲۰ مولفه S11 تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۵. ۶۶

شکل ۴-۲۱ مولفه۳۳ S تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک ۰.۵. ۶۷

شکل ۴-۲۲ میانگین مولفه S11 تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک های مختلف… ۶۹

شکل ۴-۲۳ میانگین مولفه ۳۳S تنش های پسماند برای شبیه سازی با اصطکاک های مختلف… ۶۹

شکل ۴-۲۴ مقادیر تنش S11 میانگین در سطح ماشین کاری شده برای ضرایب اصطکاک متفاوت.. ۶۹

شکل ۴-۲۵ مقادیر تنش S33 میانگین درسطح ماشین کاری شده برای ضرایب اصطکاک متفاوت.. ۷

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی اصطکاک در ماشینکاری فولاد کم کربن ST37 و تغییرات تنش پسماند”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...