۱۰ نتیجه برای شبیه سازی اجزای محدود
عبدالحمید گرجی ولوکلا، سحرناز منتظری، محمد بخشی،
دوره ۱۴، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
خمکاری لوله کاربرد بسیار گستردهای در صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایع دارد. چروکیدگی لوله های جدار نازک، تغییرشکل سطح مقطع و تغییرات ضخامت در حین خمکاری لوله، از مشکلهای اصلی این فرآیند بشمار میآید. نیروی فشاری و فشار داخلی میتواند به منظور کنترل بهتر فرآیند خمکاری مورد استفاده قرار گیرد. چنانچه نسبت شعاع خم به قطر لوله (R/D) در فرآیند خمکاری بین ۱ تا ۵/۱ باشد، خمکاری با روشهای معمول قابل انجام نیست. ارائه روش جدیدی که بتواند سبب برطرف کردن چروک در لوله و کمترین تغییرات ضخامت در دیواره آن شود، حائز اهمیت است. در این پژوهش، لوله ها به صورت انتها بسته تولید شده است. از آنجا که تهیه لوله جدار نازک با انتهای بسته مشکل است، در این پژوهش ابتدا لوله های انتها بسته بدون درز به وسیله فرآیندهای کشش عمیق و اتوکاری تولید گردیده و پس از ساخت این لوله ها، فرآیند خمکاری لوله با نسبت (R/D) برابر یک توسط فرآیند جدید خم هیدرولیکی به صورت تجربی و شبیه سازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از بررسی مسیر فشار، مسیر فشاری که در آن لوله بدون چروکیدگی به طور کامل شکل قالب را به خود میگیرد، بدست آمد. همچنین اثر تغییرات فشار بر توزیع ضخامت لوله در شعاع داخلی و شعاع خارجی ناحیه خم لوله مورد بررسی قرار گرفت.
مهدی فلاحتی نقیبی، مهدی گردویی، محمد بخشی جویباری، عبدالحمید گرجی ولوکلا،
دوره ۱۴، شماره ۱۳ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله با هدف ارائه‌ی یک الگوی جدید تست جهت پیش‌بینی حد شکلدهی لوله فولادی زنگ‌نزن ۳۰۴، نخست به بررسی عددی اثر نحوه بارگذاری و هندسه قالب بر مسیر کرنش و ناپایداری پلاستیک ایجاد شده در لوله پرداخته و مطالعه اثر هندسه قالب با تغییر در شعاع گوشه و طول ناحیه تغییر شکل انجام شد. در این پژوهش، اثر مقدار تغذیه محوری لوله در حالت بارگذاری با تغذیه محوری بر نسبت کرنش (β) نیز مورد بررسی قرار گرفت. در این شرایط، با افزایش طول ناحیه تغییر شکل، نسبت کرنش (β) به سمت صفر میل می‌کند که این نتیجه مستقل از شرایط مرزی است. با افزایش شعاع گوشه قالب در حالت بارگذاری آزاد، نسبت کرنش (β) کاهش می‌یابد و مسیر کرنش به سمت حالت کرنش‌صفحه‌ای نزدیک می‌شود؛ درحالی‌که در بارگذاری با تغذیه محوری، افزایش شعاع قالب تاثیر قابل توجهی بر مسیر کرنش قطعه و نسبت کرنش ندارد. در حالت بارگذاری با تغذیه محوری، با افزایش مقدار تغذیه لوله، نسبت کرنش (β) کاهش چشم‌گیری می‌یابد. در بخش تجربی از این تحقیق، تعداد ۱۰ تست از شبیهسازی مذکور برای استخراج منحنی حد شکلدهی به‌گونه‌ای انتخاب و اجرا گردید که پراکندگی یکنواختی از نقاط پارگی در صفحه کرنش حاصل شود. لولههای مدرج شده تحت شرایط کنترل شده تا رسیدن به پارگی تحت بارگذاری قرار گرفت و با اندازه‌گیری کرنش در نواحی مجاور پارگی منحنی حد شکلدهی لوله فولادی ترسیم گردید.
سید هادی حسینی، کارن ابری نیا، قادر فرجی،
دوره ۱۴، شماره ۱۵ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله, یک تحلیل کران بالا برای اکستروژن معکوس جدید ارائه شده است. ابتدا منطقه تغییر شکل به چند ناحیه تقسیم شده و میدان سرعت قابل قبولی برای هر ناحیه پیشنهاد شده است. با محاسبه‌ی توان در هر ناحیه توان مصرفی و نیروی اکستروژن محاسبه شده و ارتباط بین متغیرهای هندسی و فرایندی با نیروی اکستروژن مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. علاوه بر این با بررسی رابطه‌ی بین متغیرهای هندسی با توان های تغییر شکل، انفصال سرعت و اصطکاک میزان کارایی فرایند در شرایط کاری مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای بررسی صحت تحلیل کران بالای ارائه شده از تحلیل اجزای محدود با استفاده از نرم افزار DEFORMTM۳D استفاده شده است. بررسی تحلیل کران بالا روی نیروی اکستروژن نشان می‌دهد که با افزایش شعاع شمشال اولیه نیروی اکستروژن به صورت غیرخطی افزایش یافته و در این شرایط این فرایند به اکستروژن معکوس متداول نزدیک می‌شود و این دلیلی بر کاهش نیروی لازم در این فرایند است. از طرفی با افزایش ضخامت, ابتدای منطقه‌ی تغییر شکل نیرو به صورت نمایی کاهش می‌یابد و در یک محدوده‌ی مشخص با تغییر ضخامت تغییر محسوسی در نیروی اکستروژن مشاهده نمی‌شود. بررسی اثر پارامترهای هندسی روی توان تغییر شکل، توان انفصال سرعت و توان اصطکاکی نشان می‌دهد که با افزایش شعاع قطعه‌کار اکسترود شده راندمان فرایند به شدت کاهش یافته و در مقابل با افزایش ضخامت قطعه‌کار راندمان فرایند افزایش می‌یابد. مقایسهی تحلیل کران بالای انجام شده با شبیهسازی اجزای محدود مطابقت خوبی بین نتایج نشان می‌دهد.
سینا نظری اونلقی، احمد عاصم پور،
دوره ۱۵، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در اکستروژن مقاطع مختلف با استفاده از قالب‌های تخت چند سوراخه، جانمایی مناسب حفره‌ها اهمیت ویژه‌ای در اجتناب از عیوب هندسی دارد. در این مقاله، روشی برای جانمایی شعاعی حفره‌های قالب در فرآیند اکستروژن چند سوراخه ارائه شده است. برای این منظور، یک قالب دو حفره‌ای با حفره‌هایی به شکل T- نامتقارن به عنوان مثال برای محاسبات انتخاب شده است. ابتدا یک میدان سرعت مجاز به لحاظ سینماتیکی در ناحیه تغییر شکل بدست آمده است. در پیش بینی میدان سرعت اثرات تشکیل منطقه مرده فلزی لحاظ شده است. سپس برای اندازه‌گیری انحنای پروفیل خروجی تابع انحرافی معرفی شده که ورودی آن میدان سرعت در دهانه خروجی قالب و خروجی آن انحنای پروفیل اکسترود شده میباشد. از خروجی این تابع برای جانمایی حفره‌ها استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که هرچه موقعیت حفره‌ها به مرکز سطح قالب نزدیک‌تر باشد جریان فلز متوازن‌تر است. جهت اعتبارسنجی نتایج از شبیه سازی اجزای محدود استفاده گردیده است. روش ارائه شده قابل تعمیم به قالب‌هایی با تعداد حفره‌های بیشتر و اشکال پیچیده‌تر میباشد. این روش به طراح قالب کمک می‌کند تا فرآیند اکستروژن با کیفیت‌تری داشته باشیم.
عبدالحمید گرجی ولوکلا، اسماعیل محمدیان، محمد علی میرزایی،
دوره ۱۵، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۴ )
چکیده
محیط شکل دهی در فرآیند های شکلدهی فلزات، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این بین فرآیند کششعمیق ساچمه‌ای به دلیل گسسته بودن محیط شکل دهی آن کاملا انعطاف پذیر می باشد. در این مقاله، توزیع ضخامت و نیروی لازم برای شکلدهی قطعه مخروطی شکل توسط فرآیندهای کششعمیق ساچمه‌ای و کششعمیق سنتی با استفاده از شبیهسازی اجزای محدود و آزمایشهای تجربی مورد مطالعه قرار گرفتند. در این تحقیق ورق هایی از جنس فولاد St۱۴و برنج با ضخامت ۱ میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج شبیه سازی تطابق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. نتایج نشان می دهد که نمونه شکل داده شده توسط فرآیند کششعمیق سنتی از توزیع ضخامت یکنواخت و مناسبتری نسبت به نمونه کشش عمیق ساچمه‌ای برخوردار است، ولی حداکثر نازک شدگی در قطعات مربوط به فرآیند ساچمه‌ای کمتر از فرآیند کششعمیق سنتی بود. همچنین ملاحظه گردید که نیروی مورد نیاز برای فرآیند کششعمیق ساچمه ای اندکی بیشتر از فرآیندکشش عمیق سنتی می باشد. همچنین مشاهده گردید که با افزایش شعاع ورودی ماتریس، نیروی لازم برای کشش برای هر دو فرآیند کششعمیق و ساچمه ای کاهش می یابد، با افزایش اندازه شعاع ورودی ماتریس میزان نازک شدگی کاهش می-یابد. ملاحظه گردید که یکی از مزیتهای فرآیند کششعمیق ساچمه‌ای نسبت به فرآیند کششعمیق سنتی دست یافتن به قطعه با شیب منفی میباشد.
سجاد خیشه، حسین امیرآبادی، سیدمحمدحسین سیدکاشی،
دوره ۱۵، شماره ۱۲ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
سوراخکاری اصطکاکی یکی از روشهای غیرمرسوم ولی کاربردی برای ایجاد و شکلدهی سوراخ در ورق‌های نازک میباشد. در این روش یک ابزار چرخان در ورق نفوذ کرده و در یک مرحله بدون ایجاد براده ضمن سوراخ کردن ورق، یک بوش در طرف دیگر ایجاد می‌کند. ابزار مورد استفاده در این روش دارای شکل مخروطی و بدون لبه برنده است و از حرارت ایجاد شده بر اثر اصطکاک بین ابزار و قطعه‌کار، برای نرم کردن ماده، نفوذ به قطعه‌کار و ایجاد بوش استفاده می‌شود. در این فرآیند، درجه حرارت قطعه کار در حین عملیات بالا و به تبع آن میزان شکلدهی نیز زیاد میباشد. لذا شبیه سازی به روش اجزای محدود، ابزار مناسبی برای درک جریان ماده، تنش، کرنش و طول بوش میباشد. در این مقاله از نرم افزار اباکوس برای شبیهسازی رفتار فرآیند سوراخکاری اصطکاکی استفاده شد. برای صحت‌سنجی نتایج شبیه سازی، طول بوش ایجاد شده توسط ابزار با قطرهای مختلف در سرعت‌های پیشروی و دورانی متفاوت اندازه گیری و با داده های حاصل از آزمایشهای تجربی مقایسه شدند. هدف این تحقیق تعیین پارامترهای فرآیند برای ایجاد بوش با ضخامت یکنواخت و بررسی تاثیر آن‌ها بر فرم بوش میباشد. دراین راستا، طراحی آزمایش با روش عاملی کامل صورت گرفت و نتایج با استفاده از روش آماری تحلیل واریانس تفسیر گردید. مشخص شد که بیشترین تاثیر بر طول بوش ایجاد شده در سوراخکاری اصطکاکی را ابتدا قطر ابزار با ۹۴% تاثیر، سپس سرعت پیشروی با ۳% و در نهایت کمترین اثر را سرعت دورانی با ۲% تاثیر دارا می‌باشند.
احمد فیروزیان نژاد، سعید ضیایی راد، مسیح مر،
دوره ۱۶، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۵ )
چکیده
در این پژوهش پاسخ گرمایی و مشخصه ارتعاشی صفحه های مرکب دوپایا با چینش [۹۰/۰] با استفاده از روش نیمه-تحلیلی و اجزای محدود بررسی شده است. به منظور ارزیابی نتایج روش نیمه-تحلیلی و شبیه سازی اجزای محدود، یک ورق دوپایا براساس دستورالعمل ویژه ساخته و مشخصات هندسی و جابجایی نقاط مختلف ورق در یکی از حالت های پایدار آن در دمای محیط به صورت تجربی تعیین گردید. در روش نیمه-تحلیلی با استفاده از اصل همیلتون و تابع شکل بهبود یافته برای جابجایی خارج از صفحه، حالت های پایدار و فرکانس طبیعی اول ورق بر حسب طول جانبی آن محاسبه گردید. به‌منظور بهبود و کاهش خطاهای موجود در روش نیمه-تحلیلی، تابع شکل بهبود یافته بر خلاف تابع شکل پیشنهادی هیر انحنای ورق در راستای طولی و عرضی را متغیر در نظر می گیرد. حالت های پایدار به‌دست آمده از روش نیمه-تحلیلی با نتایج شبیه سازی اجزای محدود در نرم افزار آباکوس و همچنین آزمایشهای تجربی بر ورق دوپایا ساخته شده، مقایسه و نشان داده شد که فرض انحناهای متغیر در تابع شکل پیشنهادی جهت محاسبه حالت های پایدار، انحناها و فرکانس طبیعی ورق مناسب تر است و سازگاری بهتری با نتایج شبیه سازی اجزای محدود و آزمایش های تجربی دارد. تابع شکل پیشنهادی همچنین میتواند در تحلیل‌های دینامیکی و ارتعاشی به‌منظور مدل‌سازی دقیق تر پدیده پرش ناگهانی و نیز محاسبه نیروی پرش بکار رود.
مهرداد پالوچ، مجید الیاسی، مرتضی حسین زاده،
دوره ۱۶، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۵ )
چکیده
امروزه خمکاری کششی‌دورانی لولههای جدارنازک در نسبت خم بحرانی یک فرایند تولیدی پرکاربرد در صنایع پیشرفته از جمله هوافضا و خودروسازی می باشد. بیضوی-شدن سطح مقطع و تغییرات ضخامت لوله از عیوب جدایی ناپذیر این فرایند بشمار می‌آیند. هدف از انجام این پژوهش، به دست آوردن کوچکترین نسبت خم و بیشترین فشارداخلی قابل اعمال در خمکاری کششی‌دورانی‌هیدرولیکی لوله جدارنازک آلومینیومی با آلیاژ ۸۱۱۲ به کمک معیارگلویی است. برای این منظور، کرنش معادل در ناحیه بحرانی انحنای خارجی خم، ملاک تعیین پارگی قرار گرفت. نتایج بدست‌آمده نشان داد که معیار گلویی انتخاب شده با حداکثر اختلاف ۱۲,۵% از تست تجربی، روش مناسبی جهت تعیین آغاز گلویی در خمکاری است. همچنین تاثیر نسبت خم و فشار داخلی بر بیضوی‌شدن سطح مقطع و تغییرات ضخامت، به کمک شبیه سازی در نرمافزار آباکوس و تست‌های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. بر خلاف انتظار، محل بیضوی‌شدن بیشینه در سطح مقطع میانی خم نبوده و صرفنظر از میزان فشار داخلی و نسبت خم، در سطح مقطع با زاویه تقریبا ̊۳۳θ= رخ می‌دهد. کمترین مقدار بیضوی شدن قابل دستیابی در نسبت‌های خم ۶.۱، ۸.۱ و ۲ به ترتیب ۴۲.۱۱%، ۷۲.۷% و ۳۵.۴% است. علاوه براین، نسبت خم و فشار داخلی اثر قابل توجهی بر کیفیت سطح مقطع لولههای خمیده دارند. بدین‌صورت که با افزایش نسبت خم و یا فشار، بیضوی‌شدن سطح مقطع و ضخیم‌شدگی دیواره لوله در انحنای داخلی خم کاهش می‌یابد. اما افزایش فشار بر خلاف افزایش نسبت خم، باعث افزایش نازک‌شدگی در انحنای خارجی خم می-گردد.
اسماعیل سلیم پور ممان، مجید میرزایی،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
تعیین پارامترهای آسیب مواد مختلف میتواند در تحلیل و ارزیابی گسیختگی ورق‌های نازک فلزی در حین شکلدهی بسیار مفید باشد. کمیت آسیب به‌طور عمده به کرنش‌های ایجاد شده در قطعه، وضعیت تنش، مسیر کرنش و نرخ کرنش وابسته است. وضعیت تنش در محل آسیب یک پارامتر مهم و مؤثر است که با استفاده از پارامترهایی نظیر نسبت تنش سهمحوره، پارامتر اثر نامتغیر سوم تانسور تنش و تنش معادل توصیف میگردد. در این مقاله به بررسی رفتار مکانیکی و خواص آسیب نرم آلومینیوم ۲۰۲۴-O پرداختهشده است. هدف تعیین رفتار مکانیکی و ارائه رابطه‌ای برای ارتباط کرنش شکست و وضعیت تنش در محل وقوع آسیب است. برای این منظور آزمون‌های تجربی بر روی نمونه‌های صاف و نمونه‌های تخت شیاردار انجام گرفته است. با استفاده از نمونههایی با شیارهای متفاوت نسبت تنش سه محورههای مختلفی در محل شیار در نمونه‌ها ایجاد شده و با تعیین کرنش‌های شکست هریک از نمونه‌ها، ثوابت مربوط به آسیب نرم ماده تعیین گردیده است. با استفاده از نتایج آزمون‌های انجام شده، ارتباط کرنش شکست و نسبت تنش سه محوره در رژیم کرنش صفحه‌ای برای آلومینیوم ۲۰۲۴-O ارائه شده است. به منظور ارزیابی روند شبیهسازی عددی و کاربرد روابط ارائه شده در شبیه‌سازی‌های عددی پیچیده‌تر، مسئله با استفاده از معیار آسیب نرم در نرمافزار آباکوس شبیهسازی گردیده و نتایج با نتایج آزمون‌های تجربی مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های عددی و تجربی از همخوانی بسیار خوبی برخوردار است.
حمیدرضا قهرمان، محمد هنرپیشه، محمد باقر سرافرازی،
دوره ۲۲، شماره ۵ - ( ۲-۱۴۰۱ )
چکیده
یکی از روشهای شکلدهی لولهها، روش خمکاری کششی-دورانی است. امروزه خمکاری لولههای جدارنازک
با شعاع انحنای کم یک فرآیند تولیدی پرکاربرد در صنایع خودروسازی، نظامی و هوافضا به شمار میرود که برای خمکاری قطعات با استحکام بالا، استفاده می‌شود. در این مقاله ابتدا مدل‌های لازم برای انجام شبیهسازی فرایند خم لوله، ایجاد شد و در ادامه خصوصیات مکانیکی لازم برای فولاد ۳۰۴ و الاستومرها تعیین گردید. در ادامه به بررسی تجربی و عددی نیروی شکلدهی و تغییرات ضخامت دیوارهی لوله پرداخته شد. شبیهسازی فرآیند با استفاده از مندرلهای الاستومری پلییورتان و نیتریل با استفاده از نرمافزار المان محدود آباکوس بر روی فولاد ۳۰۴ انجام گرفت که با مقایسهی بین نتایج شبیهسازی و تجربی، انطباق خوبی بین نتایج مشاهده شد. همچنین اثرات پارامترهای فرآیند شامل جنس مندرل، قطر لوله و شعاع خم بر حداکثر نیروی شکلدهی توسط آنالیز فاکتوریال مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر نیروی شکلدهی برای هر دو نوع جنس مندرل برای لولههایی با قطر کم و شعاع انحنای بالا حاصل میگردد. همچنین، با افزایش ۳۰ درصدی شعاع خم برای لولههای با قطر کمتر، نیروهای خمکاری ۵ برابر میشوند. ضمناً، در قطر و شعاع خم برابر، نیروهای خمکاری در حالت استفاده از مندرل پلییورتان ۲۵ درصد بیشتر از مندرل نیتریل میباشد.
