مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی و بهینه سازی فرآیند فورج پره فن ژنراتور زیمنس آلیاژ Al-2024

نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2 هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس
3 کارشناس ارشد R&D ، شرکت مپنا ژنراتور، گروه مپنا
چکیده
فرآیند فورج پره بدلیل هندسه پیچیده و دقت ابعادی بالا، نحوه جریان ماده پیچیده و ضخامت‌های متغیر و در بعضی موارد بسیار کم، فرآیندی پیچیده است. امروزه شبیه‌سازی المان محدود به عنوان یک روش قدتمند، بطور گسترده در فرآیندهای شکل‌دهی فلزات استفاده می‌شود. از مهمترین پارامترهای ورودی شبیه‌سازی عددی، رفتار ماده و شرایط اصطکاکی می‌باشند. آزمایش‌های عملی فشار استوانه و حلقه [رینگ] برای بدست آوردن این پارامترها برای آلیاژ آلومینیوم Al-2024 که برای تولید پره فن ژنراتور 202 مگا ولت آمپر زیمنس استفاده می‌شود، اجرا گردید. برای ارزیابی نتایج آزمایش‌ها و صحت شبیه‌سازی‌هایی که انجام می‌شود آزمایش‌های عملی اجرا شده است. به این ترتیب با توجه به هزینه‌های بسیار بالای ساخت نمونه اصلی پره، از آزمایش پرس جانبی استوانه استفاده شد. نتایج آزمایش عملی و شبیه‌سازی عددی تطابق بسیار خوبی با هم دارند. حفره قالب‌ نهایی و سپس پیش‌فرم‌های مورد نیاز برای دست‌یابی به پره Al-2024 فن ژنراتور زیمنس ، طراحی گردیده است. این مراحل شامل اکستروژن، خم، آپستینگ و مرحله نهایی برای بدست آوردن یک قطعه سالم و شرایط نیرویی مناسب می‌باشد. فرآیند نهایی در دماهای قالب و قطعه‌کار و نرخ کرنش‌های مختلف شبیه‌سازی شد و با بررسی نتایج، شرایط بهینه فورج ارائه گردید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design and optimization of Al-2024 Siemens generator fan blade forging process

نویسندگان English

Reza Saeedi 1
Mohamad Hosein Sadeghi 2
چکیده English

Blade forging is an intricate process due to complicated geometry, high dimensional accuracy, complicated material flow, varying and sometimes very thin thicknesses. As a powerful tool, numerical simulation is used in different steps of designing process. Mechanical properties (stress-strain curves) of the material and friction factor of contact surface are of the most important inputs of the simulation. Thus, cylinder and ring compression experiments were conducted to obtain these inputs for Al-2024 used in forging of 202 MVA Siemens generator fan blade. Because of high costs of blade forging and suitability of cylinder side-pressing this experiments were used to evaluate the compression tests and simulations. Good accordance was observed between simulation and experiment. Final forging die cavity and then preforms needed to produce a sound part are modeled. Designed preforming steps include extrusion, bending and upsetting. Blade final forging step was simulated in different temperatures of die and workpiece and strain rates and the optimum condition was determined.

کلیدواژه‌ها English

Aluminum Blade Forging
Al-2024 Alloy
Numerical simulation