بررسی تجربی و عددی پارامترهای موثر بر حد نسبت کشش در فرآیند کشش عمیق مخزن آب بخاری بنز مایلر

تعداد 103صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

چکیده

 

کشش عمیق یکی از مهمترین فرآیندهای شکل دادن ورق های فلزی در صنعت می باشد که در آن یک ورق مسطح توسط سنبه به درون حفره ماتریس کشیده شده و شکل سنبه را به خود می گیرد. از جمله پارامترهای موثر در این فرآیند ضخامت ورق اولیه، فشار ورقگیر، شرایط روانکاری قطعه و لقی بین سنبه و ماتریس می باشد. حد نسبت کشش(LDR) نسبتی مهم در فرآیند کشش عمیق است که از تقسیم قطر ورق اولیه یه قطر قطعه تولید شده بدست می آید. برای تولید اشکال عمیق تر و پیچیده تر محاسبه حد نسبت کشش(LDR) امری مهم جهت تعیین تعداد مراحل کشش می باشد. یک ابزار مفید برای مطالعه این فرآیند و تاثیر پارامتر های موثر بر آن روش اجزاء محدود می باشد.

در این پژوهش ابتدا به مقایسه نتایج نمونه های تجربی و شبیه سازی فرآیند کشش عمیق متداول در قطعه ای از جنس برنج30/70 پرداخته و پس از اثبات صحت شبیه سازی عددی به بررسی تاثیر پارامتر فشار ورقگیر، شرایط روانکاری قطعه، لقی بین سنبه و ماتریس و ضخامت ورق بر حد نسبت کشش(LDR) در نرم افزار شبیه سازی عددی ABAQUS 6.10-1 پرداخته می شود. نتایج حاکی از این بود که با افزایش فشار ورقگیرتا 40 بار، (LDR) تا حدی افزایش و در فشارهای بالاتر کاهش می یابد. با افزایش اصطکاک تا 3/0 بین ورق و ماتریس ابتدا (LDR) تا اصطکاک بهینه افزایش و سپس کاهش یافت. ضخامت و (LDR) باهم رابطه عکس دارند. همچنین از میان لقی های مورد بررسی، مناسب ترین لقی برای ورق با ضخامت 6/0 میلی متر بدست آمد.

واژه های کلیدی: کشش عمیق، برنج 30/70، حد نسبت کشش(LDR)، شبیه سازی با ABAQUS

 

فهرست علائم

 

                                         تنش مهندسی

                                        کرنش مهندسی

                                       تنش حقیقی

                                        کرنش حقیقی

F                                       نیرو

                                       سطح مقطع اولیه

                                       طول اولیه

                                       طول ثانویه

                                    قطر بلانک اولیه

                                    قطر سنبه(قطر ظرف کشیده شده از بلانک)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                        

صفحه

فصل سوم)

جدول ۳-۱ : درصد عناصر آلیاژی و خصوصیات فیزیکی ورق برنج ۳۰/۷۰ …………………………….

۳۶

فصل چهارم)

جدول۴-۱: مشخصات قطعات آزمایش شده جهت اثبات شبیه سازی برای ورق برنج۳۰/۷۰………

۵۶

جدول۴-۲: بررسی تاثیر نیروهای ورقگیر بر (LDR) در شبیه سازی……………………………………..

۶۳

جدول۴-۳: بررسی تاثیر اصطکاک بر (LDR)  در شبیه سازی ……………………………………………

۶۷

جدول۴-۴: بررسی تاثیر ضخامت ورق اولیه بر (LDR)  در شبیه سازی …………………………………

۷۰

جدول۴-۵: بررسی تاثیر لقی بین سنبه و ماتریس بر (LDR)  در شبیه سازی……………………………

۷۳

پیوست۱)

جدول۶-۱: طول و عرض قطعات پاره و سالم در نمونه های تجربی و شبیه سازی………………………

۸۶

جدول۶-۲: طول و عرض  قطعات شبیه سازی شده در نیروهای ورقگیر متفاوت ……………………….

۸۶

جدول۶-۳: طول و عرض  قطعات شبیه سازی شده دراصطکاک های متفاوت…………………………..

۸۶

جدول۶-۴: طول و عرض  قطعات شبیه سازی شده در ضخامت های متفاوت …………………………..

۸۷

جدول۶-۵: طول و عرض  قطعات شبیه سازی شده در لقی های متفاوت ………………………………….

۸۷

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                        

صفحه

فصل اول)

شکل ۱-۱. موتور ماشین و رادیاتور خنک کننده و رادیاتور بخاری……………………………………..

۳

شکل ۱-۲.رادیاتور خنک کننده موتور…………………………………………………………………………..

۴

شکل ۱-۳.رادیاتور بخاری ………………………………………………………………………………………….

۵

شکل ۱-۴. مخزن آب بخاری بنز مایلر……………………………………………………………………………

۵

شکل ۱-۵. شماتیکی از الف)کشش عمیق هیدرودینامیکی ب)کشش عمیق هیدروفرمینگ……….

۷

شکل ۱-۶. شماتیکی از فرآیند شکل دهی کشش عمیق متداول…………………………………………..

۸

شکل ۱-۷. فرآیند شکل دهی کشش عمیق،( قطر اولیه  و قطر سنبه )……………………….

۸

فصل دوم)

شکل ۲-۱. منحنی حد نسبت کشش و فشار…………………………………………………………………….

۱۲

شکل ۲-۲. منحنی حد نسبت کشش و ضخامت برای سه جنس فولاد،مس و آلومینیم……………..

۱۲

شکل ۲-۳. اثر ضخامت ورق برحد نسبت کشش……………………………………………………………..

۱۳

شکل ۲-۴. اثر نیروی ورقگیر برحد نسبت کشش……………………………………………………………..

۱۴

شکل ۲-۵. نمودار اثر نیروی ضریب C برحد نسبت کشش ……………………………………………….

۱۵

شکل ۲-۶. اثر شعاع انحنای ماتریس برحد نسبت کشش (LDR) در دو آلیاژ آلومینیم……………

۱۷

شکل ۲-۷. اثر شعاع انحنای ماتریس برحد نسبت کشش (LDR)………………………………………..

۱۹

شکل ۲-۸. اثر نسبت شعاع انحنای ماتریس بر ضخامت ورق( ) بر روی حد نسبت کشش…………………………………………………………………………………………………………………………

۲۰

شکل ۲-۹. اثر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش…………………………………………………………

۲۱

شکل ۲-۱۰. اثر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش برای مقادیر بالای حساسیت نرخ کرنش(m)…………………………………………………………………………………………………………………..

۲۲

شکل ۲-۱۱.نمودار وابستگی ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش در نیروی ورقگیر گوناگون..

۲۲

شکل ۲-۱۲.تاثیر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش در فشارهای مختلف بین ورق و ورقگیر..

۲۳

شکل ۲-۱۳.تاثیر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش در فشارهای مختلف بین ورق و ماتریس…

۲۳

شکل ۲-۱۴.تاثیر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش در فشارهای مختلف بین ورق و سنبه……..

۲۴

شکل ۲-۱۵.تاثیر ضریب اصطکاک بین ورق با ماتریس و ورقگیر برحد نسبت کشش………………

۲۵

شکل ۲-۱۶.تاثیر ضریب اصطکاک برحد نسبت کشش در ناهمسانگردی های مختلف…………….

۲۶

شکل ۲-۱۷.نمودار دمای شکل دهی – حد نسبت کشش……………………………………………………

۲۷

شکل ۲-۱۸.نمودار ناهمسانگردی های نرمال – حد نسبت کشش در اصطکاک های مختلف………

۲۸

شکل ۲-۱۹. نمودار ناهمسانگردی های نرمال – حد نسبت کشش………………………………………..

۲۹

شکل ۲-۲۰. نمودار شعاع قوس قالب-حد نسبت کشش در ناهمسانگردی های نرمال مختلف……..

۲۹

شکل ۲-۲۱. نمودار ناهمسانگردی نرمال – حد نسبت کشش در اصطکاک های۲/۰و۰۵/۰………..

۳۰

شکل ۲-۲۲. قطعات بشکه ای،سهموی و مخروطی تولید شده به روش ویسکوپلاستیک…………..

۳۱

شکل ۲-۲۳. شماتیکی از قالب کشش عمیق در فرآیند جدید طراحی………………………………….

۳۲

شکل ۲-۲۴. قطعات الف)تجربی و ب)شبیه سازی با حد نسبت کشش ۹………………………………

۳۳

فصل سوم)

شکل ۳-۱. ورق بریده شده به شکل دمبل برای آزمون کشش…………………………………………….

۳۷

شکل ۳-۲. نمودار نیرو جابجایی، در نتیجه آزمون کشش…………………………………………………..

۳۷

شکل ۳-۳. ورق دمبل شکل بسته شده به دستگاه آزمون کشش…………………………………………..

۳۸

شکل ۳-۴. نمودار تنش-کرنش مهندسی و حقیقی، در نتیجه آزمون کشش…………………………..

۳۹

شکل ۳-۵. پرس هیدرولیک ۱۰۰ تن ……………………………………………………………………………

۴۰

شکل ۳-۶. قالب(سنبه، ماتریس و ورقگیر) مورد نظر جهت آزمایش تجربی………………………….

۴۰

شکل ۳-۷. قطعات رسم شده در ماژول Part …………………………………………………………………

۴۱

شکل ۳-۸. خواص وارد شده در ماژول Property ………………………………………………………..

۴۲

شکل ۳-۹. فاصله ورق اولیه با ماتریس،سنبه و ورقگیر در ماژول Property ………………………..

۴۳

شکل ۳-۱۰. تعریف نوع تحلیل در ماژول Step ……………………………………………………………..

۴۳

شکل ۳-۱۱. تعریف set در ماژول Step………………………………………………………………………

۴۴

شکل ۳-۱۲. تعریف نمودارهای خروجی در ماژول Step…………………………………………………

۴۴

شکل ۳-۱۳. تعریف خروجی های گرافیکی در ماژول Step ……………………………………………

۴۵

شکل ۳-۱۴. تعریف نوع Contactها در ماژول Interaction ………………………………………..

۴۵

شکل ۳-۱۵. تعریف نوع Interaction در ماژول Interaction ……………………………………..

۴۶

شکل ۳-۱۶. تعریف نوع Load در ماژول Load……………………………………………………………

۴۷

شکل ۳-۱۷. تعریف Boundary Condition برای ماتریس در ماژول Load…………………..

۴۷

شکل ۳-۱۸. تعریف Boundary Condition برای ورقگیر و سنبه در ماژول Load………….

۴۸

شکل ۳-۱۹. تعریف شکل مشبندی قطعات توسط Assign Mesh Control در ماژول مش…

۴۸

شکل ۳-۲۰. تعریف Partition برای برش قطعه در ماژول Mesh……………………………………

۴۹

شکل ۳-۲۱. تعریف تعداد المانهای هر ضلع توسط Seed Edges در ماژول Mesh……………

۴۹

شکل ۳-۲۲. نمودار حساسیت مش بندی و همگرایی در ماژول Mesh……………………………….

۵۰

شکل ۳-۲۳. تعیین نوع المانهای هر قطعه توسط Element Type در ماژول Mesh……………

۵۰

شکل ۳-۲۴. چک کردن بدون ایراد بودن مشبندی هر قطعه توسط Verify Mesh در ماژول Mesh……………………………………………………………………………………………………………………….

۵۱

شکل ۳-۲۵. مراحل ایجاد و حل Job در ماژول Job……………………………………………………….

۵۱

شکل ۳-۲۶. نتایج یک تحلیل در ماژول Visualization……………………………………………….

۵۲

فصل چهارم)

شکل ۴-۱. قطعه تولید شده با ضخامتmm6/0و فشارورقگیرbar50………………………………….

۵۷

شکل ۴-۲. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با فشار ورقگیر  bar50…………………………….

۵۷

شکل ۴-۳. قطعه تجربی برش خورده با فشار ورقگیر  bar 05 …………………………………………..

۵۸

شکل ۴-۴. قطعه شبیه سازی برش خورده با فشار ورقگیر  bar50……………………………………..

۵۸

شکل ۴-۵. نمودار مقایسه ضخامت نمونه تجربی و شبیه سازی در نقاط تعیین شده برای ورق با ضخامتmm6/0و فشار ورقگیر  bar 50…………………………………………………………………………

۵۹

شکل ۴-۶. قطعه تولید شده باضخامتmm6/0و فشار ورقگیرbar40………………………………….

۶۰

شکل ۴-۷. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با فشار ورقگیر  bar 40 ……………………………

۶۱

شکل ۴-۸. قطعه تجربی برش خورده عرضی با فشار ورقگیر  bar 40 ………………………………….

۶۱

شکل ۴-۹. قطعه شبیه سازی برش خورده عرضی با فشار ورقگیر  bar 40 …………………………….

۶۲

شکل ۴-۱۰. نمودار مقایسه ضخامت نمونه تجربی و شبیه سازی در نقاط تعیین شده برای ورق با ضخامتmm6/0و فشار ورقگیر  bar 40…………………………………………………………………………

۶۲

شکل ۴-۱۱. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با ضخامت۶/۰، اصطکاک ۳۱/۰، لقی ۹/۰ در بار های مختلف …………………………………………………………………………………………………………..

۶۵

شکل ۴-۱۲. نمودار تاثیر فشار ورقگیر بر (LDR) ……………………………………………………………

۶۶

شکل ۴-۱۳. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با ضخامت۶/۰،فشار ورقگیرbar40، لقی ۹/۰ در اصطکاک های مختلف …………………………………………………………………………………………….

۶۹

شکل ۴-۱۴. نمودار تاثیر اصطکاک بر (LDR)……………………………………………………………….

۶۹

شکل ۴-۱۵. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با فشار ورقگیرbar40، لقی ۹/۰، اصطکاک ۳/۰ در ضخامت های مختلف………………………………………………………………………………………….

۷۲

شکل ۴-۱۶. نمودار تاثیر ضخامت بر (LDR) …………………………………………………………………

۷۲

شکل ۴-۱۷. توزیع ضخامت قطعه شبیه سازی شده با ضخامتmm6/0،فشار ورقگیرbar40، اصطکاک ۳/۰ در لقی های مختلف …………………………………………………………………………………

۷۵

شکل ۴-۱۸. نمودار تاثیر لقی بین سنبه و ماتریس بر (LDR) …………………………………………….

۷۵

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                        

صفحه

اعلان منحصر به فرد بودن پایان نامه ………………………………………………………………………………….

ت

قدردانی……………………………………………………………………………………………………………………….

ث

اهدا نامه……………………………………………………………………………………………………………………….

ج

فهرست علائم……………………………………………………………………………………………………………….

    ح

فهرست جداول …………………………………………………………………………………………………………….

    خ

فهرست اشکال………………………………………………………………………………………………………………

     د

چکیده فارسی……………………………………………………………………………………………………………….

۱

فصل اول: مقدمه……………………………………………………………………………………..

۲

    ۱-۱-شرح نیاز صنعت ……………………………………………………………………………………………….

۳

    ۱-۲-مقدمه………………………………………………………………………………………………………………

۶

    ۱-۳-انواع فرآیندهای کشش عمیق……………………………………………………………………………….

۷

    ۱-۳-۱-کشش عمیق با فشار هیدرو استاتیک…………………………………………………………………..

۷

    ۱-۳-۲-کشش عمیق متداول………………………………………………………………………………………..

۸

    ۱-۴- حد نسبت کشش (LDR: Limiting Draw Ratio)…………………………………………..

۸

    ۱-۵- اهمیت  (LDR)……………………………………………………………………………………………….

۹

    ۱-۶-برخی از عوامل کاربردی که بر حد نسبت کشش (LDR) تاثیر می گذارند……………………

۹

فصل دوم: مروری بر منابع…………………………………………………………………………

۱۰

    ۲-۱-بررسی های انجام گرفته در زمینه جنس و ضخامت ورق اولیه………………………………………

۱۱

    ۲-۲-بررسی های انجام گرفته در زمینه ورقگیر…………………………………………………………………

۱۳

    ۲-۳-بررسی های انجام گرفته در زمینه اثر پروفیل سنبه………………………………………………………

۱۶

    ۲-۴-بررسی های انجام گرفته در زمینه اثر شعاع ماتریس……………………………………………………

۱۷

    ۲-۵- بررسی های انجام گرفته در زمینه لقی…………………………………………………………………….

۲۰

   ۲-۶- بررسی های انجام گرفته در زمینه اصطکاک……………………………………………………………

۲۰

   ۲-۷- بررسی های انجام گرفته در زمینه دمای ناحیه کاری…………………………………………………..

۲۶

   ۲-۸- بررسی های انجام گرفته در زمینه ناهمسانگردی……………………………………………………….

۲۸

   ۲-۹- مطالعات انجام شده در زمینه های دیگر…………………………………………………………………..

۳۰

   ۲-۱۰- ضرورت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………….

۳۴

فصل سوم: شرح آزمایش…………………………………………………………………………..

۳۵

   ۳-۱-خصوصیات برنج ۳۰/۷۰……………………………………………………………………………………….

۳۶

   ۳-۲- آزمون کشش…………………………………………………………………………………………………….

۳۶

   ۳-۳- دستگاه پرس…………………………………………………………………………………………………….

۴۰

   ۳-۴- قالب……………………………………………………………………………………………………………….

۴۰

   ۳-۵- شبیه سازی……………………………………………………………………………………………………….

۴۱

        ۳-۵-۱- ماژول Part ……………………………………………………………………………………………

۴۱

        ۳-۵-۲- ماژول Property …………………………………………………………………………………….

۴۲

        ۳-۵-۳- ماژول Assembly …………………………………………………………………………………

۴۲

        ۳-۵-۴- ماژول Step …………………………………………………………………………………………..

۴۳

        ۳-۵-۵- ماژول Interaction ……………………………………………………………………………….

۴۵

        ۳-۵-۶- ماژول Load ………………………………………………………………………………………….

۴۶

        ۳-۵-۷- ماژول Mesh …………………………………………………………………………………………

۴۸

        ۳-۵-۸- ماژول Job …………………………………………………………………………………………….

۵۰

        ۳-۵-۹- ماژول Visualization …………………………………………………………………………..

۵۱

  ۳-۶- آزمایش های انجام شده جهت اثبات اعتبار شبیه سازی……………………………………………….

۵۳

  ۳-۷- بررسی های انجام شده در شبیه سازی جهت بررسی عوامل موثر بر (LDR)………………….

۵۳

        ۳-۷-۱- بررسی تاثیر نیروی ورقگیر بر (LDR)…………………………………………………………..

۵۳

        ۳-۷-۲- بررسی تاثیر اصطکاک بین ورق و سطح داخلی ماتریس بر (LDR)………………………

۵۳

        ۳-۷-۳- بررسی تاثیر ضخامت ورق بر (LDR)…………………………………………………………….

۵۴

        ۳-۷-۴- بررسی تاثیر لقی بین سنبه و ماتریس بر (LDR)…………………………………………………

۵۴

فصل چهارم: نتایج……………………………………………………………………………………

۵۵

  ۴-۱- نتایج آزمایش های انجام شده جهت اثبات اعتبار شبیه سازی………………………………………..

۵۶

       ۴-۱-۱- قطعه معیوب………………………………………………………………………………………………

۵۶

       ۴-۱-۲- قطعه سالم…………………………………………………………………………………………………..

۶۰

  ۴-۲- بررسی های انجام شده در شبیه سازی جهت بررسی عوامل موثر بر(LDR)……………………

۶۳

       ۴-۲-۱- بررسی تاثیر نیروی ورقگیر بر (LDR)……………………………………………………………

۶۳

       ۴-۲-۲- بررسی تاثیر اصطکاک بین ورق و ماتریس بر (LDR)………………………………………

۶۶

       ۴-۲-۳- بررسی تاثیر ضخامت ورق بر(LDR) …………………………………………………………….

۷۰

       ۴-۲-۴- بررسی تاثیر لقی بین سنبه و ماتریس بر(LDR) …………………………………………………

۷۳

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………..

۷۷

   ۵-۱- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………….

۷۸

   ۵-۲- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………

۷۸

   ۵-۳- منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………………….

۷۹

پیوست۱………………………………………………………………………………………………………………………

۸۵

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………….

۸۸

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی تجربی و عددی پارامترهای موثر بر حد نسبت کشش در فرآیند کشش عمیق مخزن آب بخاری بنز مایلر”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...