مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و عددی فرآیند کشش سرد لوله فولاد زنگ نزن 410

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
محمد مهدی نیازی 1
رضا وفائی 2
احسان محمد شریفی 2
اصغر مهدیان 3
1 دانشجوی دکتری، مهندسی مواد، مجتمع علم مواد و مواد پیشرفته الکترومغناطیس، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان
2 استادیار، مهندسی مواد، مجتمع علم مواد و مواد پیشرفته الکترومغناطیس ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان
3 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان
10.22034/mme.23.7.387
چکیده
در این پژوهش، ارزیابی نیروی کشش در فرآیند کشش سرد لوله فولاد زنگ­نزن 410 انجام گرفت. با استفاده از شبیه­ سازی FEM، روش­های حل کران بالا، آنالیز تختال و فرآیند تجربی نیروی کشش و زاویه بهینه قالب بدست آمد. کشش عملی با دستگاه کشش صنعتی به روش توپی ثابت انجام شد. از نرم افزار آباکوس برای شبیه ­سازی فرآیند استفاده شد. تعیین محدوده نیروی کشش مورد نیاز و پیش بینی آن با استفاده از روش­های آنالیز تختال و کران بالا محاسبه شد. با توجه به نتایج، کمترین مقدار ضریب اصطکاک 0.15 مشخص و در زاویه قالب 32 درجه کم­ترین نیروی کشش بدست آمد. با شبیه سازی فرآیند در آباکوس نیرو محاسبه شده و صحت سنجی نتایج برای پیش­بینی نیروی مورد نیاز با نتایج قبلی صورت گرفت. پس از انجام آزمون­های عملی، اختلاف نیروی پیش بینی شده تجربی و شبیه­سازی کمتر از 7% تعیین گردید.
کلیدواژه‌ها
کشش سرد لوله
فولاد زنگ‌نزن 410
نیروی کشش
شبیه‌ سازی FEM
زاویه قالب

موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental and numerical investigation of cold drawing process of 410 stainless steel tube

نویسندگان English

Mohammad mehdi Niazi 1
Reza Vafaei 2
Ehsan Mohammad Sharifi 2
Asghar Mahdian 3
1 Malek Ashtar University of Technology Faculty of Materials Engineering Shahin Shahr Campus. Isfahan
2 Malek Ashtar University of Technology Faculty of Materials Engineering Shahin Shahr Campus. Isfahan
3 Malek Ashtar University of Technology. Department of Mechanical Engineering, - Shahin Shahr Campus. Isfahan
چکیده English

In this research, the drawing force was evaluated in the cold drawing process of 410 stainless steel tubes. By FEM simulation, upper limit solving methods, slab analysis, and the experimental process of drawing force and optimal angle of the die was obtained. The practical drawing was done with an industrial drawing device using a fixed plug method. Abaqus software was used to simulate the process. Determining the required drawing force and predicting it was calculated using the methods of horizontal analysis and the upper limit of its range. According to the results, the lowest value of the coefficient of friction was 0.15 and the lowest drawing force was obtained at the die angle of 32 degrees. In addition, by simulating the process in Abaqus, the force was calculated and the validation of the results was done to predict the required force. After conducting the practical tests, the difference between the experimental and simulation predicted force was determined to be less than 7%.




کلیدواژه‌ها English

Cold drawing of tube
410 stainless steel
Drawing Force
FEM Simulation
die angle
[1] George E. Dieter Howard A. Kuhn S. Lee Semiatin, Handbook of Workability and Process Design, ASM International380 (2003) 278-289.
[2] Dreze, J-M., Chobaut, N., Mischler, S., 2019. Miniaturized tube fixed plug drawing: Determination of the friction coefficients and drawing limit of 316 LVM stainless steel. Journal of Materials Processing Tech; 263, 396-407
[3] Linardon,C., Favier, D., Gruez, B., 2014. A conical mandrel tube drawing test designed to assess failure criteria, Journal of Materials Processing Tec. 214, 347-357. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2013.09.021
[4] Palengat, M., Chagnon, G., Favier, D., Louche, H., Linardon, C., and Plaideau, C., 2013.Cold drawing of 316l stainless steel thin-walled tubes: experiments and finite element analysis. International Journal of Mechanical Sciences, 70, 69–78.
[5] Boutenel, F., Delhommeb, M., Velay,V., 2018.Boman,B. Finite element modelling of cold drawing for high-precision tubes. C. R. Mecanique, 346 665–677
[6] Necpal,M., Martinkovič,M., 2018. Determination of the coefficient of friction under cold tube drawing using FEM simulation and drawing force measurement. Research papers faculty of materials science and technology in Bratislava, 26, 42
[7] Gattmah,J., Ozturk, F., Orhan, S., 2016. Effects of the semi die/plug angles on cold tube drawing with a fixed plug by FEM for AISI 1010 steel tube. Published in 4th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science 3-5 November (ISITES2016 Alanya/Antalya - Turkey)
[8] Beland, J-F., Fafard, M., Rahem, A., D’Amours, G., and Cote, T, 2011. Optimization on the cold drawing process of 6063 aluminium tubes. Applied Mathematical Modelling, 35(11), 5302 – 5313.
[9] Keun um, k., Nyung Lee, D., 1997. An upper bound solution of tube drawing. Journal of Materials Processing Technology, 63, 43 – 48. https://doi.org/10.1016/S0924-0136 (96)02597-6.
[10] Johnson, G. R., Cook, W. H. A, 1983. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures. Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, 541–547.
[11] Limbadri, K., Krishnamurthy, H,N., Maruthi Ram, A., Saibaba, N.. Development of Johnson Cook Model for Zircaloy-4 with Low Oxygen Content. Materials Today: Proceedings 4 (2017) 966–974.
[12] Hosford, W.F, Caddle, R.M. Metal Forming Mechanics and Metallurgy. Cambridge University Press. (2011).4th edition.
[13] Avitzur,B., Van Tyne, C.J., 1982. Ring forming: An upper bound approach, J. Eng. Ind. Trans. ASME, 104, 231-252.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 23، شماره 7
تیر 1402
صفحه 387-394