دانلود مقاله تحقیق پایان نامه

پایان نامه درباره شبیه‌سازی، فرآیندها

[do_widget id=kl-erq-2]

شعاع سر سنبه در شکل(4-32) از پارامتر های مهمی است که در میزان کاهش ضخامت در ناحیه های بحرانی قطعه تاثیر گذار است. شکل(4-39) اثر شعاع سر سنبه را بر توزیع ضخامت قطعه مخروطی با زاویه 600 نشان می دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، تغییر شعاع سر سنبه بر تغییرات ضخامت ناحیه II تاثیر زیادی می گذارد و تاثیر چندانی بر دیگر ناحیه قطعه مخروطی ندارد. در شکل مشاهده می شود که با افزایش شعاع سر سنبه مقدار کاهش ضخامت در ناحیه II کمتر می شود. کاهش ضخامت در ناحیه II بدلیل پدیده خم صورت می گیرد. در پدیده خم وقتی شعاع خم افزایش می یابد نازک شدگی در ناحیه خم کمتر می شود[33]. جهت بررسی دقیق تر به جای شعاع سر سنبه نسبت شعاع سر سنبه به ضخامت ورق(R/T) مورد مطالعه قرار گرفت. این نتیجه در شکل (4-40) نشان داده شده است.

اثر شعاع سر سنبه بر توزیع ضخامت قطعه مخروطی، زاویه مخروطی سنبه، 600، به دست آمده از شبیه سازی
در شکل (4-40) مشاهده می شودکه در نسبت R/T کمتر از 2/1 در قطعه پارگی بوجود می آید. قطعه در نسبت R/T، برابر2/1شکل می گیرد ولی در ناحیه II عیب گلویی شدن بوجود می آید. با افزایش نسبت R/T مشاهده می شود که درصد کاهش ضخامت در این ناحیه کمتر می شود. در نسبت R/T بالا ضخامت قطعه به ضخامت ورق اولیه نزدیک می شود. در این قطعه برای نسبت R/T برابر12، میزان درصد کاهش ضخامت به حدود 10% میرسد. در قطعه مورد بررسی، افزایش شعاع سر سنبه به بیشتر از mm30 و در نتیجه R/T به بیشتر از 12 امکان پذیر نبوده است.

تغییرات درصدکاهش ضخامت ناحیه II برحسب نسبت شعاع سر سنبه به ضخامت ورق برای قطعه D، به دست آمده از شبیه سازی
شکل (4-41) مقدار درصد کاهش ضخامت ناحیهII در زاویه های مخروطی سنبه مختلف را برای نسبت R/T متفاوت نشان می دهد. همانطور که از شکل مشاهده می شود روند تغییر شکل برای زاویه های مختلف یکسان است ولی با افزایش زاویه مخروط درصد کاهش ضخامت در ناحیه II کمتر می شود.

تغییرات درصدکاهش ضخامت ناحیه II بر حسب نسبت شعاع سر سنبه به ضخامت ورق در زاویه های مخروطی سنبه مختلف برای قطعه D، به دست آمده از شبیه سازی
اثر شعاع ناحیه بین مخروط – استوانه
شکل )4-42( اثر شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه را بر توزیع ضخامت قطعه مخروطی D نشان می دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، تغییر شعاع سر سنبه تنها بر ناحیه IV اثر می گذارد و تاثیری بر دیگر ناحیه این قطعه ندارد. با افزایش شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه مشاهده شد که کاهش ضخامت در این ناحیه کمتر می شود. برای بررسی دقیق تر به جای مقدار شعاع، نسبت شعاع به ضخامت ورق مورد بررسی قرار گرفت. این نتیجه در شکل )4-43( نشان داده شده است. ملاحظه می شود که منحنی های مربوط به زاویه های مختلف ناحیه مخروطی دارای رفتار مشابهی هستند. همچنین مشاهده می شود که با افزایش نسبت R/T میزان کاهش ضخامت کم می شود.

اثر شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه بر توزیع ضخامت برای قطعه D، به دست آمده از شبیه سازی
از شکل های (4-41) و (4-43) مشاهده می شود که اثر زاویه بر میزان کاهش ضخامت در ناحیه IV برعکس ناحیه II می باشد. در ناحیهII شکل (4-41) ملاحظه شد که با افزایش زاویه مخروط درصد کاهش ضخامت کمتر می شود ولی در ناحیه IV شکل (4-43) با افزایش زاویه مخروط درصد کاهش ضخامت بیشتر می شود. علت این پدیده مقدار زاویه خم می باشد. در ناحیه II مقدار زاویه خم ورق با زاویه مخروط رابطه عکس دارد (زاویه مخروط -90 = زاویه خم ورق). در نتیجه با افزایش زاویه مخروط زاویه خم در ناحیهII کاهش می یابد و در نهایت درصد کاهش ضخامت کمتر می شود. در ناحیهIV زاویه خم ورق همان زاویه ناحیه بین مخروط – استوانه است و با افزایش این زاویه درصد کاهش ضخامت افزایش می یابد.

تغییرات درصد کاهش ضخامت ناحیه IV بر حسب نسبت شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه به ضخامت در زاویه های مخروطی سنبه مختلف برای قطعه D، به دست آمده از شبیه سازی
مشاهده می شود که در دو ناحیه IV, II هر چقدر شعاع ناحیه خم افزایش یابد کاهش ضخامت کمتر می شود.
اثر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق
ضریب اصطکاک پارامتر مهمی در فرآیندهای شکل دهی هیدروفرمینگ می باشد. اثر ضریب اصطکاک بین ورق و سنبه و ضریب اصطکاک ورق با ورق گیر با یکدیگر متفاوت می باشد. با توجه به اینکه در روش هیدرودینامیکی با فشار شعاعی تماسی بین ورق و ماتریس وجود ندارد، در نتیجه مقدار ضریب اصطکاک در این ناحیه تاثیری در این فرآیند ندارد. در این بخش اثر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق و ضریب اصطکاک بین ورق گیر و ورق مورد بررسی قرار می گیرد. نیروی اصطکاک با نیروی عمودی و ضریب اصطکاک متناسب می باشد. در فرآیند هیدروفرمینگ فشار محفظه (P) نیروی عمودی اصطکاک را بوجود می آورد. علت کم شدن درصد کاهش ضخامت بر اثر افزایش ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق این است که با افزایش ضریب اصطکاک نیروی اصطکاک افزایش می یابد. این افزایش از لغزش ورق بر روی سنبه جلو گیری می کند. در نتیجه کرنش در ناحیه های I و II کاهش می یابد که باعث کم شدن کاهش ضخامت ورق در این دو ناحیه می شود. یکی از مهمترین دلیل هایی که سبب افزایش نسبت کشش حدی در فرآیند هیدروفرمینگ نسبت به روشهای سنتی کشش عمیق می گردد وجود نیروی اصطکاک بیشتر بین سنبه و ورق می باشد. در روش سنتی کشش استوانه، ورق بخاطر وجود لقی در حین کشش بر روی بدنه سنبه قرار نمی گیرد و فقط در تماس با پیشانی سنبه می باشد. در نتیجه، در محل تماس ورق با سنبه در ناحیه شعاع سر سنبه کرنش زیادی ایجاد میشود و پارگی بوجود می آید. ولی در روش هیدروفرمینگ فشار محفظه قالب باعث قرارگیری ورق بر روی بدنه سنبه شده و نیروی اصطکاک را افزایش می دهد. در نتیجه، کرنش از روی سر سنبه به قسمت بالاتر منتقل می شود. شکل (4- 44) اثر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق را بر روی تغییرات ضخامت ورق نشان می دهد. همانطور که در شکل مشاهده می شود تغییر ضریب اصطکاک بر میزان کاهش ضخامت در دو ناحیه I و II تاثیر می گذارد و بر روی سایر ناحیه ها تاثیری ندارد. مشاهده می شود که با افزایش مقدار ضریب اصطکاک، درصد کاهش ضخامت در ناحیه های I و II کمتر می شود.

تاثیر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق بر میزان کاهش ضخامت قطعه، به دست آمده از شبیه سازی
برای بررسی علت تغییر ضخامت در ناحیه های I و II با تغییر در ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق مقدار کرنش ایجاد شده در قطعه با تغییر در مقدار این ضریب اصطکاک مورد بررسی قرار گرفت. شکل (4-45) اثر ضریب اصطکاک را بر نحوه توزیع کرنش در قطعه مخروطی نشان می دهد. همانطور که از شکل مشاهده می شود در ضریب اصطکاک 01/0 بیشترین کرنش در ناحیه خم سر سنبه اعمال می شود و در ناحیه ته قطعه مخروطی (ناحیه I) نیز مقدار کرنش زیاد می باشد. بخاطر پایین بودن ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق قطعه بر روی سنبه می لغزد. در نتیجه، بیشترین کرنش در این دو ناحیه اعمال می شود. در شکل مشاهده می شود که در ضریب اصطکاک 2/0 کرنش در ته و ناحیه خم سر قطعه به مقدار زیادی کاهش می یابد و مقدار بیشترین کرنش در سطح بدنه قطعه و در ناحیه خم بین بدنه قطعه و ناحیه فلنج ایجاد می شود. با افزایش ضریب اصطکاک مقدار لغزش ورق از روی سنبه کم می شود و نیروی اصطکاک اجازه جاری شدن به ورق را نمی دهد. در نتیجه، کرنش از ناحیه سر به ناحیه آزاد بین فلنج و بدنه قطعه مخروطی منتقل می شود.

]]>