مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

توسعه مدل تحلیلی و عددی تخمین گشتاور در فرایند سوراخ‌کاری فولاد سخت

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
محمد یزدانی خامنه
امیر راستی
دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این مقاله مدل آکسلی بهبود یافته که در واقع ترکیب مدل آکسلی و جانسون-کوک می باشد معرفی شد. مدل آکسلی، اثرات نرخ کرنش، کارسختی و افزایش حرارت را در نظر نمی گیرد به همین دلیل با مرتبط کردن مدل جانسون-کوک با این مدل، مدل آکسلی توسعه داده شد. در این مقاله برنامه ای با نرم افزار Matlab نوشته شد که حل تحلیلی فرایند سوراخ کاری را با مدل آکسلی بهبود یافته انجام می داد و طبق فرمول کلاسیک گشتاور، میزان این پارامتر را با توجه به نیروی مماسی خروجی گرفته شده از کد Matlab محاسبه کرد . سپس مقدار گشتاور با مقدار این پارامتر در مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار AdvantEdge مقایسه شد که میزان اختلاف حل عددی و تحلیلی 12.5 درصد است که نشان دهنده تقریب قابل قبول در مدل تحلیلی ارائه شده است.
کلیدواژه‌ها
سوراخ‌کاری
مدل تحلیلی
آکسلی بهبود یافته
حل عددی

موضوعات

عنوان مقاله English

Development of an Analytical and Numerical Model of Torque Estimation in Drilling of Hard Steel

نویسندگان English

Mohammad Yazdani Khameneh
Amir Rasti
Tarbiat Modares University
چکیده English

In this article, the improved Oxley model, which is actually a combination of the Oxley and Johnson-Cook models, was introduced. The Oxley model does not take into account the effects of strain rate, hardness and heat increase, so by linking the Johnson-Cook model with this model, the Oxley model was developed. In this article, a program was written with Matlab software, which performed the analytical solution of the drilling process with the improved Oxley model, and according to the classical torque formula, the amount of this parameter was calculated according to the tangential force output from the Matlab code. Then the value of torque was compared with the value of this parameter in numerical modeling using AdvantEdge software, The difference between the numerical and analytical solutions is 12.5%, which indicates that the approximation in the presented analytical model is acceptable.

کلیدواژه‌ها English

Drilling
analytical model
Oxley Improved
Numerical solution
1- Pang, L., Analytical modeling and simulation of metal cutting forces for engineering alloys. 2012: University of Ontario Institute of Technology (Canada).
2- Li, B., et al., Analytical prediction of cutting forces in orthogonal cutting using unequal division shear-zone model. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2011. 54(5): p. 431-443.
3- Chen, C.K.-M., Analysis of the metal cutting process using the shear plane model. 2010, Montana State University-Bozeman, College of Engineering.
4- Madhavan, V. and A. Adibi-Sedeh, Understanding of finite element analysis results under the framework of Oxley's machining model. Machining science and technology, 2005. 9(3): p. 345-368.
5- Sagar, C.K., et al., Prediction and optimization of machining forces using oxley's predictive theory and RSM approach during machining of WHAs. Defence Technology, 2019. 15(6): p. 923-935.
6- Saadatbakhsh M H, rasti A, Sadeghi M H, hassanpour H, omiddoodman A. Compare and study of hole quality characteristics in helical milling and drilling. Modares Mechanical Engineering 2015; 14 (16) :332-338
7- Rasti, A., M.H. Sadeghi, and S.S. Farshi, An analytical study on residual stresses in drilling of hardened steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018. 99(9): p. 2389-2405.
8- Strenkowski, J., C. Hsieh, and A. Shih, An analytical finite element technique for predicting thrust force and torque in drilling. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2004. 44(12-13): p. 1413-1421.
9- Ehmann, K., et al., Machining process modeling: a review. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 1997. 119(4B): p. 655-663.
10- Wu, J. and R. Di Han, A new approach to predicting the maximum temperature in dry drilling based on a finite element model. Journal of Manufacturing Processes, 2009:(1)11 p. 19-30.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 22، شماره 10
مهر 1401
صفحه 73-79