مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تغییرات دما در فرایند نورد سرد منیزیم با استفاده از روش اویلری-لاگرانژی کوپل

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه
2 استادیار دانشگاه صنعتی ارومیه
چکیده
قابلیت شکل‌دهی ضعیف منیزیم منجر به وقوع ترک و شکست در قطعه‌کار در حین فرایند نورد شده و کاربردهای آن را در صنایع مختلف محدود می‌کند. مدلسازی عددی فرایند می‌تواند این تضمین را بدهد که با کمترین هزینه تولید به خصوصیات مورد نظر محصول رسیده شود. مدلسازی عددی فرایند نورد مستلزم ترکیب مدل‌های مختلفی است که شامل پدیده‌های مختلف فیزیکی از قبیل تغییرشکل قطعه‌کار به همراه تغییرات حرارتی-متالورژیکی آن و همچنین ایجاد میدان حرارتی بر روی غلتک‌ها به همراه تغییر شکل‌های احتمالی آنها می‌باشد. از طرفی در شبیه‌سازی المان محدود فرایند نورد اغلب اعوجاج زیادی روی مش‌های قطعه‌کار اتفاق می‌افتد. این اعوجاج شدید، دقت و قابلیت اطمینان نتایج شبیه‌سازی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. با مرور تاریخچه شبیه‌سازی فرایند نورد مشاهده می‌شود که بر اساس رفتار ویسکوالاستیسیته ماده قطعه‌کار از روش‌های متعددی برای مدلسازی نورد استفاده شده است که هر یک مزایا و معایب خود را دارا می‌باشد. در مقاله حاضر روش اویلری-لاگرانژی کوپل برای شبیه‌سازی جریان مواد در فرایند نورد منیزیم خالص معرفی شده است که در آن ماده قطعه‌کار به سه ناحیه بدون تغییر شکل، در حال تغییرشکل و تغییرشکل یافته تقسیم می‌شود. مقایسه نتایج شبیه‌سازی فرمول‌بندی پیشنهاد شده با تحقیقات پیشین نشان می‌دهد که میدان‌های حرارتی و کرنش به درستی شبیه‌سازی شده است. این شبیه سازی‌های در نرم افزار آباکوس و به صورت دوبعدی انجام شده‌اند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation on temperature changes of Mg cold rolling process with the Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) method

نویسندگان English

Reza Abdi Behnagh 1
Hadi Abdollahi 2
1 Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University of Technology
2 Assistant Professor, Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University of Technology
چکیده English

The poor formability of Mg results in crack and failure in workpiece material during rolling process and limits its applications in different industries. Numerical modeling of the process can guarantee that the required product properties are met with a minimum production cost. The numerical modeling of the rolling processes requires the coupling of several models including different physical phenomena such as the deformation of the workpiece with its thermo-metallurgical evolution and the thermal evolution of the rolls with its mechanical deformation. On the other hand, in finite element modeling of the rolling process, the meshes of the workpiece are often highly distorted. The high distortion in meshes decreases the confidence in the predicted results. Many formulations based on the viscoelasticity behavior of workpiece material are encountered in the literature to model the rolling process, each with their pros and cons. This present work introduces the Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) formulation, in which the workpiece is divided into three regions (unrolled, in rolling deformation, rolled) to simulate material flow during the process. The comparison of the results with the literature shows that the temperature and strain fields are well predicted by the proposed model. All of the simulations have been done in the two-dimensional mode with ABAQUS/Explicit software.

کلیدواژه‌ها English

Mg
plastic deformation
Cold rolling
Finite element simulation
Coupled Eulerian-Lagrangian