مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش بینی رشد آسیب در تولید لوله بدون درز با فرآیند نورد لوله سه غلتکه سرد

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
2 عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان
3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
چکیده
روش نورد سرد لوله از فرآیندهای رایج تولید لوله بدون درز است. از مشکلات این روش ترک‌های ایجاد شده در لوله نهایی است. یکی از روش‌های پیش‌بینی و کاهش این ترک‌ها استفاده از شبیه‌سازی عددی فرآیند است. در این مقاله به شبیه‌سازی اجزای محدود آسیب در فرآیند پیلگر سرد به ‌روش سه‌غلتک پرداخته می‌شود. در این شبیه-سازی جهت مشاهده‌ی آسیب از سه مدل آسیب شامل: معیار آسیب نرم لمتر، اصلاح شده لمتر و مدل آسیب تجمعی استفاده می‌شود. در کنار مدل‌های آسیب مذکور دو مدل کارسختی ترکیبی و همسان نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. با شبیه‌سازی عددی چند آزمایش متداول شکل‌دهی و مقایسه نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی پژوهش‌های قبلی از صحت زیربرنامه‌های نوشته شده برای مدل‌های مذکور، اطمینان حاصل می‌شود. سپس نتایج حاصل از شبیه‌سازی فرآیند پیلگر سه‌غلتکه با نتایج پژوهش‌های مرتبط مقایسه شد که تطابق خوبی با آن‌ها داشت. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد هر سه‌معیار پیش‌بینی خوبی در مورد توزیع آسیب می‌دهند اما تفاوت قابل ملاحظه‌ای در میزان آسیب معیار لمتر و اصلاح‌ شده لمتر، به دلیل لحاظ نشدن بسته‌شدن ترک‌ها در فشار در آسیب لمتر، وجود دارد. از دیگر نتایج بدست آمده کمتر بودن مقادیر آسیب حاصل از مدل‌های آسیب با کارسختی ترکیبی نسبت به همان مدل‌های آسیب با کارسختی همسان در شرایط یکسان می‌باشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان‌دهنده شروع رشد ترک از سطح خارجی لوله می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Damage growth prediction in seamless tube manufacturing by cold three-roller tube rolling process

نویسندگان English

Amir Razazzadeh 1
Reza Jafari Nadoshan 2
Younes Barzegar 1
Mahmoud Farzin 3
چکیده English

Cold tube rolling process is one of the current seamless tube manufacturing methods. One of the serious problems of this process is micro-cracks in final product. Numerical modeling is a method to predict and reduce these micro-cracks. In the current paper damage in cold three-roller pilger process is simulated by finite element method. In these simulations to predict damage evolution three different damage models, including Lemaitre model, modified Lemaitre model and cumulative damage model are used. In conjunction with these models isotropic and combined hardening rules is also considered. Forming benchmarks are simulated to validate provided codes for the mentioned models. Then the process is simulated and good agreement is observed between current results and previous numerical and experimental results. The results show that three models correctly predict damage distribution but predicted damage by Lemaitre model is more than modified Lemaitre model due to ignoring crack closure in compressive loads. It is also concluded that using combined hardening rule predict damage growth less than using isotropic hardening. all of the models suggest that crack initiation take place in the outer surface of the tube .

کلیدواژه‌ها English

Three-roller tube rolling
Finite Element Modeling
Damage Mechanics