دانلود متن کامل پایان نامه

دانشگاه مازندران

رساله دکتری

مهندسی مکانیک- ساخت و تولید

عنوان رساله

یک روش آزمایشگاهی- شبیه سازی اجزای محدود برای شکل‌دهی قطعات مخروطی نوک تیز

دانشجو :

استاد راهنما :

دکتر محمد بخشی جویباری

استادان مشاور :

دکتر سلمان نوروزی

دکتر سید جمال حسینی پوربرای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

چکیده

شکل دهی قطعات مخروطی در صنعت یکی از زمینه‌های پیچیده و دشوار فرآیند‌های شکل دهی فلزات محسوب می‌شود. به علت تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل دهی، تنش زیادی به ورق اعمال شده که ممکن موجب پارگی آن گردد. بعلاوه، از آنجا که بخش عمده ای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورق‌گیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد می‌شود. به همین دلیل این قطعات را در صنعت عموماً با روش اسپینینگ، شکل دهی انفجاری یا با کشش عمیق چند مرحله ای شکل می دهند. هر یک از روش های موجود در صنعت دارای محدودیت‌هایی می‌باشد. بویژه برای تولید قطعات مخروطی نوک‌تیز این روشها با محدودیت‌های جدی‌تری مواجه هستند.

در زمینه شکل دهی قطعات مخروطی تحقیقات محدودی انجام شده است. در این پایان‌نامه، شکل دهی قطعات مخروطی، بویژه قطعات مخروطی نوک‌تیز با بهره گرفتن از یک روش جدید مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش جدید از دو مرحله برای شکل‌دهی قطعه استفاده شده است. در مرحله اول، با بهره گرفتن از روش هیدروفرمینگ قطعه مخروطی پیش‌فرم شکل داده می‌شود. در مرحله دوم، با ارائه یک روش جدید کشش عمیق مجدد، شکل‌دهی قطعات مخروطی نوک‌تیز انجام گردیده است.

جهت دستیابی به هندسه پیش‌فرم مطلوب، ضروری بود تا تاثیر پارامترهای قالب و فرآیند تعیین ‌گردد. در این راستا از روش شبیه‌سازی اجزای محدود و مراحل تجربی استفاده گردیده است. با بدست آمدن چگونگی تاثیر این پارامتر‌ها و نوآوری حاصل از رساله، امکان شکل‌دهی قطعه مخروطی با نسبت زیاد میسر گردید. نتایج نشان داده‌است که با روش ارائه شده قطعه مخروطی با نوک‌تیز و با حداکثر کاهش ضخامت 12% شکل داده شد. برای بررسی قابلیت تعمیم روش ارائه شده، دو قطعه مخروطی با مقیاس کوچکتر و بزرگتر مورد آزمایش قرار گرفت و نشان داده شده است که نتایج قابل توسعه می‌باشد.

واژگان کلیدی: هیدروفرمینگ ورق، قطعات مخروطی، کشش عمیق هیدرودینامیکی، شبیه‌سازی اجزای محدود

 

فهرست مطالب

 

قدردانی  ث‌

چکیده ج‌

کلیات  1

1-1- مقدمه.. 2

1-2- معرفی روش‌های اصلی هیدروفرمینگ ورق.. 4

1-2-1- روش‌های ماتریس – سیال.. 5

1-2-1-1- هیدروفرمینگ استاندارد (هیدروفرمینگ با دیافراگم لاستیکی) 5

1-2-1-2- کشش عمیق هیدرومکانیکی -هیدرواستاتیکی… 6

1-2-1-3- روش كشش عمیق هیدرومکانیکی- هیدرودینامیكی… 7

1-2-1-4- کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی… 8

1-2-1-5- کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار یکنواخت روی ورق… 9

1-2-1-6- کشش عمیق هیدروریم.. 10

1-2-2- روش‌های هیدروفرمینگ سنبه – سیال.. 11

1-2-3- روش تركیبی هیدروفرمینگ…. 12

1-3- مروری بر پژوهشهای انجام شده در زمینه هیدروفرمینگ ورق.. 12

1-4- مروری بر پژوهش‌های انجام شده در زمنیه شکل‌دهی قطعات مخروطی… 32

1-5- تعریف مساله و اهداف پایان نامه.. 48

1-6- مراحل انجام رساله.. 50

فصل 2- فصل2  52

مراحل آزمایشگاهی  52

2-1- مقدمه.. 53

2-2- انتخاب نوع روش هیدروفرمینگ برای شکل‌دهی قطعات مخروطی… 53

2-3- معرفی دستگاه و تجهیزات… 54

2-3-1- ماشین شکل‌دهی.. 54

2-3-2- مجموعه قالب… 55

2-3-3- قطعات مجموعه قالب… 57

2-3-4- سیستم تولید فشار. 58

2-4- دستگاه‌های اندازه‌گیری… 61

2-4-1- دستگاه ضخامت سنج.. 61

2-4-2- دستگاه پروفیل پروژکتور. 61

2-5- آزمایش کشش….. 62

فصل3  65

فصل 3- شبیه‌سازی اجزای محدود 65

3-1- مقدمه.. 66

3-2- معرفی نرم افزار شبیه‌سازی… 66

3-3- مراحل شبیه‌سازی… 66

3-3-1- ایجاد مدل هندسی.. 67

3-3-2- خصوصیات ماده (ورق) 68

3-3-3- مونتاژ قطعات… 68

3-3-4- مراحل شکل‌دهی.. 69

3-3-5- تعیین تماس بین سطوح.. 70

3-3-6- شرایط مرزی و بارگذاری.. 70

3-3-7- شبکه بندی.. 73

3-3-8- تحلیل فرآیند. 75

3-4- ناهمسانگردی در ورق.. 76

فصل 4- نتایج و بحث   78

4-1- مقدمه.. 79

4-2- انتخاب نوع فرآیند هیدروفرمینگ…. 79

4-3- تایید شبیه‌سازی… 81

4-4- بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر شکل‌دهی قطعه مخروطی… 82

4-4-1- مقدمه. 82

4-4-2- بررسی تاثیر مسیر فشار. 84

4-4-3- بررسی تاثیر سرعت سنبه. 100

4-4-4- بررسی اثر پیش‌بشکه‌ای.. 106

4-4-5- تاثیر پارامتر‌های مجموعه قالب… 108

4-4-5-1- تاثیر زاویه مخروط سنبه.. 108

4-4-5-2- تاثیر ضخامت ورق… 114

4-4-5-3- تاثیر شعاع سر سنبه.. 115

4-4-5-4- اثر شعاع ناحیه بین مخروط – استوانه.. 118

4-4-5-5- اثر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق… 120

4-4-5-6- اثر ضریب اصطکاک بین ورق و ورق‌گیر.. 124

4-5- ارائه روش جدید برای شکل‌دهی قطعه مخروطی نوک‌تیز.. 126

4-5-1- شکل‌دهی مرحله پیش‌فرم. 127

4-5-2- روش جدید کشش عمیق مجدد برای شکل‌دهی مرحله نهایی.. 130

4-5-3- ارائه روش جدیدی برای شکل سنبه پیش‌فرم. 136

4-5-4- روند کلی شکل‌دهی قطعات مخروطی نوک‌تیز با روش جدید. 149

4-6- مقایسه روش شکل‌دهی مخروط در کشش مجدد سنتی و روش ارائه شده. 153

فصل 5- نتیجه‌گیری  155

فصل 6- و 155

فصل 7- پیشنهادات  155

7-1- مقدمه.. 156

7-2- نتیجه گیری… 156

7-3- پیشنهادات… 159

مراجع  160

فصل 8- پیوست   165

8-1- بررسی شکل‌دهی قطعه مخروطی در اندازه‌های بزرگترو کوچکتر از نمونه بررسی شده. 166

 

 

فهرست شکل‌ها

شكل (1-1) شماتیک فرآیند كشش عمیق برای شکل‌دهی یک قطعه مخروطی، طراحی و ساخته شده توسط نگارنده. 3

شكل (1-2) عیوب ایجاد شده در قطعه مخروطی، کشیده شده توسط نگارنده در فرآیند کشش عمیق سنتی.. 3

شكل (1-3) (الف)- شماتیک روش هیدروفرمینگ استاندارد (ب)- قطعه تولید شده با این روش ]8[. 6

شكل (1-4) شماتیك فرآیند كشش عمیق هیدرومكانیكی-هیدرواستاتیکی ]6[. 7

شكل (1-5) شماتیك فرآیند كشش عمیق هیدرودینامیكی ]10[. 8

شكل (1-6) شماتیك کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی ]10[. 9

شكل (1-7) شماتیك فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار یکنواخت]11[. 10

شكل (1-8) شماتیك فرآیندکشش عمیق هیدروریم ]8[. 11

شكل (1-9) شماتیك فرآیند هیدروفرمینگ سنبه – سیال ]12[. 11

شكل (1-10) شماتیك روش تركیبی هیدروفرمینگ ]12[. 12

شكل (1-11) اثر فشار اولیه بر نسبت کشش در هیدروفرمینگ قطعات آلومینیومی و مسی ]7[. 13

شكل (1-12) منحنی تغییرات کرنش ضخامتی بر حسب نسبت کشش، t0  ضخامتت اولیه ورق، D0  قطر اولیه بلانک، d قطر سنبه  ]7[. 13

شكل (1-13) نتایج تجربی و نتایج شبیه‌سازی (الف)- شبیه‌سازی با بهره گرفتن از معیار هیل (ب)- شبیه‌سازی با بهره گرفتن از معیار بارلات (ج) تجربی ]13[. 14

شكل (1-14) انواع پارگیها در قطعه کشیده شده با روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی]10[. 15

شكل (1-15) پارگی اولیه در قطعه ، سمت چپ پارگی بدون چروک در فلنج، سمت راست پارگی با چروک در فلنج]10[. 15

شكل (1-16) انواع پارگی میانی به ترتیب از چپ نوع اول، دوم و سوم]10[. 16

شكل (1-17) پارگی نهایی، سمت راست، پارگی کل فلنج، سمت چپ، پارگی چند کنگره]10[. 16

شكل (1-18) انواع چروکیدگی در قالب هیدرودینامیکی با فشار شعاعی، سمت چپ چروک در ناحیه فلنج، سمت راست چروک در ناحیه بدنه]10[. 17

شكل (1-19) تصویر شماتیک روش های مختلف پیش- بشکه‌ای (الف)- مثبت (ب)- منفی ]14[. 18

شكل (1-20) تاثیر فشار و ارتفاع پیش بشکه‌ای بر نسبت کشش، الف) Al1050-H0 ب) Al 6016-T4 ]14[. 19

شكل (1-21) منحنی‌ توزیع ضخامت بر حسب لقی در فرآیند کشش عمیق هیدرومکانیکی با فشار یکنواخت ]15[. 20

شكل (1-22) منحنی‌ توزیع ضخامت بر حسب شعاع‌ ماتریس در فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار یکنواخت]15[. 20

شكل (1-23) تصویر شماتیک طراحی جدید قالب متحرک ]8[. 21

شكل (1-24) تصویر شماتیک یک مجموعه قالب متحرک ]16[. 22

شكل (1-25) تاثیر روانکار بر مسیر فشار]16[. 23

شكل (1-26) مراحل شکل‌دهی قطعه پله‌دار ]17[. 24

شكل (1-27) قطعه پله‌ای تولید شده با روش هیدروفرمینگ در یک مرحله، الف- شبیه‌سازی، ب- تجربی ]17[. 24

شكل (1-28) سطح مقطع‌های متفاوت برای انجام آزمایش ]18[. 25

شكل (1-29) شبکه بندی اجزای محدود برای مجموعه قالب مربوط به قطعه سر کروی]19[. 26

شكل (1-30) (الف)، مسیر فشار محفظه قالب (ب)، فشار شعاعی مستقل روی لبه فلنج ]19[. 27

شكل (1-31) پارگی ایجاد شده در مرحله اولیه برای مسیر فشار 1 با فشار شعاعیMPa20 [19]. 27

شكل (1-32) ایجاد چروک درفلنج در مرحله اولیه برای مسیر فشار 7 با فشار شعاعی MPa65 ]19[. 27

شكل (1-33) اثر مسیر فشار شعاعی بر کمترین ضخامت دیواره]19[. 28

شكل (1-34) ناحیه بندی و ابعاد پارامتری قالب هیدروفرمینگ ]20[. 28

شكل (1-35) الف- اثر ضریب اصطکاک، ب- اثر نمای کار- سختی( (n ، ج- اثر نسبت حد کشش(b/a) بر مقدار حد فشار شکل‌دهی ]20[. 31

شكل (1-36) الف- مقایسه فشار برشکل‌دهی قطعه نیم کروی تحت شرایط کشیدگی ب- توزیع ضخامت مرکز قطعه نیم کروی تحت شرایط کشیدگی ج- اثر ضریب اصطکاک بر فشار سیال د- اثر نمای کار سختی بر فشار سیال‌]21[. 32

شكل (1-37) از چپ به راست، مراحل تولید قطعه مخروطی با روش کشش عمیق چند مرحله‌ای [1]. 33

شكل (1-38) مراحل تولید قطعه مخروطی با نوک‌تیز با روش کشش چند مرحله‌ای توام با پیش‌فرم. 34

شكل (1-39) شماتیک مجموعه قالب کشش عمیق برای قطعه مخروطی، 1- ماتریس 2- ورق‌گیر 3- سنبه 4- موقعیت دهنده نسبت به مرکز، 5 و6 تکیه گاه حلقوی7- کوبه اصلی 8- کوبه ورق‌گیر 9- ورق 10- فاصله انداز 11- گیره 12- میز پرس]23[. 34

شكل (1-40)چروک ایجاد شده در قطعه مربوط به قالب شکل(1-39)] 23[. 35

شكل (1-41) شبکه اولیه (تعداد اجزا4364) ورق و شکل‌های نهایی فنجان‌های مخروطی بدست‌آمده شده از ITAS3D و ABAQUS، جنس SPCE ، قطر ورق اولیه mm170 ، سنبه A، کورس mm 1/54 ]23[. 35

شكل (1-42) شماتیک مجموعه قالب شکل‌دهی فنجان مخروطی با بهره گرفتن از لایه اورتان ]24[. 36

شكل (1-43) الف- مراحل میانی شکل‌دهی فنجان مخروطی در قالب با لایه اورتان، ب- فنجان مخروطی شکل داده شده از گرده مسی به قطر mm 100 [24]. 37

شكل (1-44) کرنش اندازه‌گیری شده در جهات مختلف مربوط به فنجان مخروطی مسی (قطر اولیه گرده mm112) [24]. 38

شكل (1-45) شماتیک مجموعه قالب شکل‌دهی قطعه مخروطی با سنبه فلزی و حلقه اورتانی ]25[. 39

شكل (1-46) قطعه مسی شکل داده شده در مجموعه قالب با سنبه اورتانی ]25[. 39

شكل (1-47) به ترتیب از چپ، مراحل شکل‌دهی قطعه در قالب با سنبه اورتانی ]25[. 40

شكل (1-48) کرنشهای ایجاد شده بر روی قطعه، (الف) کرنش نصف النهاری (ب) کرنش محیطی (ج) کرنش ضخامتی ]25[. 40

شكل (1-49) شکل‌دهی قطعه مخروطی، (الف) قالب سنتی (ب) قالب هیدرومکانیکی با ایجاد فشار کمکی] 26 [. 41

شكل (1-50) توزیع ضخامت قطعه شکل‌داده شده در مجموعه قالب هیدرومکانیکی، به دست آمده از شبیه‌سازی] 26 [. 42

شكل (1-51) نمودار فشار- عمق کشش در قالب هیدرومکانیکی] 26 [. 42

شكل (1-52) منحنی‌های توزیع ضخامت بر حسب عمق کشش در قطعه استوانه‌ای- مخروطی] 26 [. 43

شكل (1-53) قطعه شکل داده شده با بهره گرفتن از کالیبره کردن با ابزار همسان] 27 [. 44

شكل (1-54) شکل‌دهی با بهره گرفتن از کالیبره کردن با ابزار متفاوت، الف- قطعه شکل داده شده، ب- مشخصات ابعادی قطعه] 27 [. 44

شكل (1-55) قطعه شکل داده شده با کیفیت خوب با سنبه پیش فرم سر کروی] 27 [. 45

شكل (1-56) قطعه شکل داده شده بعد از پیش بشکه‌ای و کالیبره شدن قطعه، فشار پیش بشکه‌ایMpa18 [27]. 46

شكل (1-57) نیروی ورق‌گیر متغیر بر حسب جابجایی سنبه، پیش بینی شده توسط شبیه‌سازی تطبیقی [28]. 47

شكل (1-58) فنجان‌های مخروطی تولید شده از فرآیند کشش عمیق، الف- BHF ثابت بهینه، ب- BHF متغیر بهینه[28]. 47

شكل (1-59) نمودار‌های توزیع نازک شدگی الف- نیروی ورق‌گیر ثابت، ب- نیروی ورق‌گیر متغیر [28]. 48

شكل (2-1) ماشین‌های شکل‌دهی، سمت راست، دستگاه آزمایش اونیورسال (DMG)، سمت چپ، پرس هیدرولیک KN400 خاور پرس…. 54

شكل (2-2) تصویر شماتیک مجموعه قالب کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی مورد استفاده در این پژوهش. 55

شكل (2-3) الف- اجزای مجموعه قالب ، ب- مجموعه قالب در حالت نصب شده بر روی دستگاه آزمایش. 56

شكل (2-4) مسیر نمونه فشار اعمالی در تحقیق حاضر. 57

شكل (2-5) واحد هیدرولیکی استفاده شده. 59

شكل (2-6) مدار هیدرولیکی استفاده شده در قالب هیدرودینامیکی با فشار شعاعی.. 59

شكل (2-7) تجهیزات سیتم هیدرولیکی کنترل فشار. 60

شكل (2-8) تجهیزات اندازه‌گیری ضخامت ورق، الف- ضخامت سنج اولتراسونیک، ب- ضخامت سنج مکانیکی، ج- کولیس دیجیتالی. 61

شكل (2-9) دستگاه پروفیل پروژكتور نوری Baty R14.. 62

شكل (2-10) ابعاد نمونه کشش مطابق استاندارد ASTM-A370. 62

شكل (2-11) نمونه‌هایی از قطعات کشیده شده طبق استاندارد ASTM-A370. 63

شكل (2-12) نمودار تنش – کرنش حقیقی حاصل از آزمایش کشش الف- فولاد St14 ب- مس 9/99%. 64

شكل (3-1) مدل اجزای قالب و ورق در نرم افزار شبیه‌سازی.. 68

شكل (3-2) مونتاژ اجزای قالب و ورق در شبیه‌سازی. 69

شكل (3-3) شرایط مرزی اعمال شده در شبیه‌سازی. 71

شكل (3-4) شرایط مرزی فشار،PR فشار محفظه، PS فشار در ناحیه فلنج ورق]22[. 72

شكل (3-5) شرط مرزی فشار اعمالی بر ورق، الف- مدل ورق در شبیه‌سازی، ب- شماتیک ورق در مجموعه قالب. 72

شكل (3-6) المان بندی ورق اولیه و اجزای قالب… 74

شكل (4-1) نتیجه شبیه‌سازی برای شکل‌دهی قطعه مخروطی با روش سنبه – سیال.. 80

شكل (4-2) قطعه مخروطی شکل داده شده با روش سنبه – سیال.. 80

شكل (4-3) نتایج شبیه‌سازی و تجربی برای نمونه مسی، الف- منحنی نیرو- جابجایی، ب- منحنی توزیع ضخامت… 82

شكل (4-4) هندسه پارامتر‌ی قطعه مخروطی برای بررسی تاثیر پارامترهای موثر در فرآیند. 83

شكل (4-5) هندسه پارامتری مجموعه قالب هیدرومکانیکی بصورت… 85

شكل (4-6) مسیر فشار نمونه اعمالی در آزمایش…. 87

شكل (4-7) 88

شكل (4-8) مسیر فشار برای چهار قطعه مخروطی، الف- قطعه A، ب- قطعه‌های B  و C ، ج- قطعه D… 88

شكل (4-9) الف- مسیر مشخص شده برای تعیین منحنی‌های توزیع ضخامت، ب- ناحیه‌های مورد مطالعه در قطعه. 88

شكل (4-10) شکل‌دهی قطعه A در فشار بیشینه MPa10 و ایجاد پارگی در ناحیه II، (الف) تجربی (ب) شبیه‌سازی.. 89

شكل (4-11) پارگی در ناحیه II  قطعه‌های B، C وD به ترتیب از (الف) تا (ج) در فشار بیشینه کمتر از MPa5/7، 5/17و 6. 90

شكل (4-12) شکل‌دهی قطعه A در فشار بیشینه MPa5/12 و ایجاد گلویی در ناحیه II (الف) تجربی (ب) شبیه‌سازی.. 90

شكل (4-13) عیب نازک شدگی در ناحیه II  به ترتیب برای قطعه‌های B، C وD، در فشار بیشینه MPa5/7، 5/17و6. 91

شكل (4-14) قطعه شکل داده شده A در فشار بیشینه MPa25 (الف) تجربی (ب) شبیه‌سازی.. 91

شكل (4-15) قطعه‌های B، C وD شکل داده شده به ترتیب از (الف) تا (ج) در فشار‌های نهاییMPa5/17، 35 و 20. 92

شكل (4-16) منحنی توزیع ضخامت قطعه مخروطی A در فشار بیشینه MPa25. 93

شكل (4-17) منحنی‌های توزیع ضخامت حاصل از شبیه‌سازی در امتداد I-V شکل (4- 8 )، واحد فشار MPa. 94

شكل (4-18) منحنی‌های توزیع ضخامت قطعه A تا D در ناحیه II در فشار‌های بیشینه مختلف… 95

شكل (4-19) تاثیر سطح فشار بیشینه بر چگونگی تماس ورق با سنبه برای قطعه A، واحد فشار MPa. 96

شكل (4-20) منحنی نیرو – جابجایی قطعه A در فشار بیشینه MPa30. 97

شكل (4-21) تاثیرفشار بیشینه بر نیروی بیشینه سنبه برای قطعات A تا D… 98

شكل (4-22) تغییرات نسبت کشش بر حسب فشار بیشینه، به دست آمده از شبیه‌سازی، D : قطر ورق اولیه. 100

شكل (4-23) مسیر‌های فشار تجربی بر حسب سرعت‌های مختلف سنبه، (الف) فشار- زمان، (ب) فشار- جابجایی.. 101

شكل (4-24) منحنی جابجایی رسیدن به فشار بیشینه بر حسب سرعت سنبه، بدست آمده از آزمایش…. 102

شكل (4-25) قطعه شکل داده شده در سرعت سنبه mm/min 40 (الف) تجربی، (ب) شبیه‌سازی.. 103

شكل (4-26) قطعه شکل داده شده مربوط به سرعت سنبه mm/min 50 (الف) تجربی، (ب) شبیه‌سازی. 103

شكل (4-27) قطعه مخروطی شکل داده شده مربوط به سرعت سنبه mm/min 850. (الف) تجربی، (ب) شبیه‌سازی.. 104

شكل (4-28) تاثیر سرعت سنبه برمنحنی توزیع ضخامت قطعه مخروطی، به دست آمده از تست تجربی، فشار بیشینه MPa30. 104

شكل (4-29) تاثیر سرعت سنبه بر درصد کاهش ضخامت در ناحیه II  برای قطعهA  و فشار بیشینه MPa30. 105

شكل (4-30) اثر فشار پیش‌بشکه‌ای بر منحنی توزیع ضخامت قطعه مخروطی A، به دست آمده از شبیه‌سازی، فشار بیشینه MPa30. 106

شكل (4-31) تغییرات درصد کاهش ضخامت در ناحیه I قطعه مخروطی A بر حسب فشار پیش‌بشکه‌ای، به دست آمده از شبیه‌سازی، فشار بیشینه MPa30. 107

شكل (4-32) پیش‌بشکه‌ای شدن قطعه مخروطی A در فشار MPa8. 108

شكل (4-33) هندسه قطعه مخروطی جهت بررسی تاثیر زاویه مخروطی سنبه، ابعاد به میلیمتر. 109

شكل (4-34) منحنی‌های توزیع ضخامت قطعه در ناحیه  II در فشار‌های بیشینه مختلف نهایی.. 110

شكل (4-35) منحنی‌های تجربی تغییرات درصدکاهش ضخامت در ناحیه  II بر حسب فشار بیشینه نهایی، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 110

شكل (4-36) پنجره شکل‌دهی قطعه مخروطی برای زوایای مختلف، بدست آمده با روش شبیه‌سازی.. 112

شكل (4-37) توزیع کرنش در قطعه مخروطی در فشار بیشینهMPa30، (الف) زاویه 450، (ب) زاویه 600 ، (ج)زاویه 750. 113

شكل (4-38) قطعه مخروطی تولید شده، به ترتیب از چپ زاویه مخروطی سنبه 450 ، 600 و750، فشار بیشینه MPa30. 114

شكل (4-39) منحنی‌های تجربی توزیع ضخامت ورق بر حسب فشار بیشینه قطعه D برای ورق‌های به ضخامت مختلف، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 115

شكل (4-40) اثر شعاع سر سنبه بر توزیع ضخامت قطعه مخروطی، زاویه مخروطی سنبه، 600، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 116

شكل (4-41) تغییرات درصدکاهش ضخامت ناحیه  II برحسب نسبت شعاع سر سنبه به ضخامت ورق برای قطعه D، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 117

شكل (4-42) تغییرات درصدکاهش ضخامت ناحیه II  بر حسب نسبت شعاع سر سنبه به ضخامت ورق در زاویه‌های مخروطی سنبه مختلف برای قطعه D، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 117

شكل (4-43) اثر شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه بر توزیع ضخامت برای قطعه D، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 118

شكل (4-44) تغییرات درصد کاهش ضخامت ناحیه IV  بر حسب نسبت شعاع ناحیه بین مخروط- استوانه به ضخامت در زاویه‌های مخروطی سنبه مختلف برای قطعه D، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 119

شكل (4-45) تاثیر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق بر میزان کاهش ضخامت قطعه، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 121

شكل (4-46) اثر ضریب اصطکاک بین ورق و سنبه بر روی مقدار کرنش قطعه مخروطی، (الف) ضریب اصطکاک 01/0، (ب) ضریب اصطکاک 2/0. 122

شكل (4-47) تاثیر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق بر بیشترین کاهش ضخامت ناحیه I، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 123

شكل (4-48) تاثیر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق بر بیشترین کاهش ضخامت ناحیه II، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 123

شكل (4-49) تاثیر ضریب اصطکاک بین ورق و ورق‌گیر بر میزان کاهش ضخامت قطعه مخروطی، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 125

شكل (4-50) اثر ضریب اصطکاک بین ورق و ورق‌گیر بر روی مقدار کرنش قطعه مخروطی، (الف) ضریب اصطکاک 01/0، (ب) ضریب اصطکاک 2/0. 125

شكل (4-51) تاثیر ضریب اصطکاک بین ورق و ورق‌گیر بر کاهش ضخامت در ناحیه II به دست آمده از شبیه‌سازی.. 126

شكل (4-52) هندسه قطعه مخروطی نوک‌تیز برای شکل‌دهی با روش هیدروفرمینگ، ابعاد به میلیمتر. 128

شكل (4-53) هندسه پیش‌فرم طراحی شده برای مرحله هیدروفرمینگ قطعه شکل(4-51) 128

شكل (4-54) قطعه پیش‌فرم شکل داده شده در قالب هیدرودینامیکی با فشار شعاعی، فشار بیشینه MPa30. 129

شكل (4-55) منحنی تغییرات ضخامت قطعه پیش‌فرم در مسیر I-V شکل(4-8) برای فشار بیشینه MPa30، به دست آمده از تست تجربی.. 130

شكل (4-56) قطعه شکل داده شده در مرحله دوم در قالب کشش عمیق مجدد سنتی- بدون آنیل.. 131

شكل (4-57) قطعه مخروطی شکل داده شده در مرحله دوم در قالب کشش عمیق مجدد سنتی- آنیل شده. 131

شكل (4-58) مجموعه قالب جدید کشش عمیق مجدد برای مرحله نهایی قطعه مخروطی.. 132

شكل (4-59) تنش‌های ایجاد شده در: الف) قالب کشش عمیق مجدد جدید ب) قالب کشش عمیق مجدد سنتی.. 133

شكل (4-60) قطعه مخروطی شکل داده شده در قالب کشش عمیق مجدد جدید- بدون آنیل.. 134

شكل (4-61) قطعه مخروطی سالم شکل داده شده در قالب کشش مجدد جدید – آنیل شده. 134

شكل (4-62) به ترتیب از سمت چپ، ورق اولیه، قطعه پیش‌فرم (هیدروفرمینگ)، قطعه نهایی.. 135

شكل (4-63) منحنی توزیع ضخامت قطعه نهایی در قالب کشش عمیق مجدد جدید، به دست آمده از تست تجربی.. 135

شكل (4-64) مرحله خم و واخم در قطعه پیش‌فرم. 136

شكل (4-65) هندسه پیش‌فرم دو مخروطی پیشنهادی.. 137

شكل (4-66) اثر زاویه سر مخروط بر منحنی توزیع ضخامت قطعه پیش‌فرم شکل(4-64)، به دست آمده از شبیه‌سازی.. 138

شكل (4-67) قطعه پیش‌فرم دو مخروطی شکل داده شده. 139

شكل (4-68) منحنی توزیع ضخامت قطعه پیش‌فرم با هندسه دو مخروطی در مسیر I-V شکل(4-8)، فشار بیشینه MPa30، به دست آمده از تست تجربی.. 139

شكل (4-69) مقایسه منحنی توزیع ضخامت برای پیش‌فرم مخروط ناقص و پیش‌فرم دو مخروطی، به دست آمده از تست تجربی.. 140

شكل (4-70) شماتیک شکل‌دهی قطعه پیش‌فرم دو مخروطی در قالب کشش مجدد جدید. 141

شكل (4-71) قطعه مخروطی شکل داده شده نهایی با پیش‌فرم دو مخروطی.. 141

شكل (4-72)منحنی توزیع ضخامت قطعه شکل داده شده نهایی با پیش‌فرم دومخروطی، به دست آمده از تست تجربی.. 142

شكل (4-73) منحنی‌های توزیع ضخامت قطعه مخروطی نهایی با پیش‌فرم ناقص و پیش‌فرم دو مخروطی، به دست آمده از تست تجربی.. 142

شكل (4-74) شماتیک قطعه پیش‌فرم دو مخروطی با حداکثرشعاع‌های ایجاد شده بر روی شکل(4-64) 143

شكل (4-75)قطعه پیش‌فرم دو مخروطی شکل‌داده شده متناظر با شکل(4-73) 143

شكل (4-76) منحنی توزیع ضخامت قطعه پیش‌فرم شکل(4-74) در مسیر I-V شکل(4-8)، برای فشار بیشینه MPa30، به دست آمده از تست تجربی.. 144

شكل (4-77) منحنی توزیع ضخامت برای قطعه پیش‌فرم دو مخروطی متناظر با شکل‌های(4-64) و(4-73)، به دست آمده از تست تجربی.. 144

شكل (4-78) منحنی‌های مختلف برای هندسه پیش‌فرم قطعه مخروطی.. 145

شكل (4-79) قطعه پیش‌فرم شکل داده شده با منحنی اسپیلاین.. 146

شكل (4-80) منحنی توزیع ضخامت قطعه پیش‌فرم اسپیلاین، به دست آمده از تست تجربی.. 146

شكل (4-81) منحنی‌های توزیع ضخامت قطعه مخروطی پیش‌فرم متناظر با شکل‌های(4-74) و(4-78)، به دست آمده از تست تجربی.. 147

شكل (4-82)  قطعه مخروطی نهایی با پیش‌فرم اسپیلاین.. 148

شكل (4-83) منحنی توزیع ضخامت قطعه شکل داده شده نهایی با پیش‌فرم اسپیلاین، به دست آمده از تست تجربی.. 148

شكل (4-84) منحنی‌های توزیع ضخامت قطعه مخروطی نهایی با پیش‌فرم دو مخروطی با شعاع زیاد و پیش‌فرم اسپیلاین، به دست آمده از تست تجربی.. 149

شكل (4-85) هندسه پیش‌فرم دو مخروطی با هندسه پارامتری.. 150

شكل (4-86) مراحل طراحی سنبه پیش‌فرم، الف- گرده اولیه، ب- هندسه پیش فرم دو مخروطی، ج- نحوه اعمال قوس در ناحیه‌های خم در پیش‌فرم دو مخروطی، د- پیش‌فروم دو مخروطی با گذراندن منحنی مطلوب… 152

شكل (6-1) قطعه مخروطی صنعتی بزرگ‌تر، ابعاد به‌ میلیمتر. 166

شكل (6-2) شکل‌دهی مرحله اول قطعه مخروطی صنعتی بزرگتر با پیش‌فرم مخروط ناقص…. 167

شكل (6-3) قطعه نهایی تولید شده با پیش‌فرم مخروط ناقص…. 167

شكل (6-4) مرحله نهایی شکل‌دهی قطعه مخروطی بزرگتر در قالب سایزینگ…. 168

شكل (6-5) از چپ به راست، مراحل شکل‌دهی قطعه مخروطی در مقیاس بزرگتر. 168

شكل (6-6) هندسه پیش‌فرم دو مخروطی برای قطعه صنعتی بزرگتر. 169

شكل (6-7) مجموعه قالب هیدرودینامیکی با فشار شعاعی برای قطعه مخروطی صنعتی بزرگتر. 169

شكل (6-8) پرس هیدرولیکی 200 تنی.. 170

شكل (6-9) قطعه پیش‌فرم دو مخروطی شکل داده شده برای قطعه صنعتی بزرگتر. 170

شكل (6-10) منحنی توزیع ضخامت قطعه پیش‌فرم دو مخروطی بزای قطعه صنعتی بزرگتر در فشار‌های نهایی مختلف… 171

شكل (6-11) قالب مورد استفاده کشش جدید برای قطعه صنعتی بزرگتر. 172

شكل (6-12) قطعه صنعتی بزرگتر نهایی شکل داده شده با پیش‌فرم دو مخروطی.. 172

شكل (6-13) قطعه مخروطی صنعتی كوچكتر، ابعاد به میلیمتر. 173

شكل (6-14) قطعه پیش‌فرم دو مخروطی برای قطعه مخروطی صنعتی کوچکتر. 174

شكل (6-15) مرحل تولید قطعه مخروطی صنعتی کوچکتر. 175

شكل (6-1) تولید قطعه مخروطی صنعتی کوچکتر با روش (الف) اسپینینگ، (ب) جدید. 175

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

 

 

 

جدول (2-1) خصوصیات مکانیکی و فیزیکی ورق‌های مورد استفاده. 63

جدول (3-1) مقدار ضریب ناهمسانگردی.. 77

جدول (4-1) جزئیات قطعه نشان داده شده در شکل(4-4)، ابعاد به mm… 84

جدول (4-2) جزئیات ابعاد مجموعه قالب شکل(4-5)، ابعاد به mm… 85

جدول (4-3) مقایسه کلی بین روش کشش عمیق سنتی با روش جدید ارائه شده، تهیه شده توسط صنعت همکار. 154

 

 

 

فصل1

کلیات

 

 

1-1- مقدمه

قطعات مخروطی در صنعت و بطور خاص در صنایع نظامی، دارای کاربرد گسترده‌ای می‌باشند. یکی از رایج‌ترین فرآیند‌های شکل‌دهی ورق‌های فلزی، فرآیند کشش عمیق است. شکل‌دهی قطعات مخروطی با این فرآیند موضوع دشوار و پیچیده‌ای محسوب می‌گردد ]1و2[. شکل (1-1) شماتیک فرآیند مذکور را برای شکل‌دهی یک قطعه مخروطی نشان می‌دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، به دلیل تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل‌دهی، تنش‌های زیادی در ناحیه تماس با نوک سنبه، به ورق اعمال می‌شود که موجب پارگی آن می‌گردد. بعلاوه، از آنجا که بخش عمده‌ای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورق‌گیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد می‌شود. شکل (1-2) چروکهای بوجود‌آمده در قطعه مخروطی و همچنین پارگی ایجاد شده در نوک قطعه را که با روش کشش عمیق سنتی توسط نگارنده کشیده شده است، نشان می‌دهد. از این رو، قطعات مخروطی در صنعت عموماً با کشش عمیق چند مرحله‌ای ]1[، اسپینینگ ]2[ یا با شکل‌دهی انفجاری ] 3و4 [ شکل داده می‌شوند. این روشها علیرغم دارا بودن مزیت امکان شکل‌دهی قطعات مخروطی، دارای محدودیتهایی نیز هستند. در کشش عمیق چند مرحله‌ای، به چندین مجموعه قالب نیاز است. بعلاوه، به ازای هر مجموعه قالب باید نوعا پرس و اپراتور تامین گردد. همچنین، با تغییر در شکل و اندازه قطعه باید قالب جدیدی طراحی و ساخته شود که این موضوع سبب افزایش قابل ملاحظه در قیمت محصول می‌گردد. از طرف دیگر، دستیابی به قطعه مخروطی با نوک‌تیز در این روش بسیار دشوار است]1[. در روش اسپینینگ برای تولید قطعه، نیاز به تامین دستگاه های خاص می‌باشد. دستگاهی که بتوان با آن قطعات پیچیده و دقیق را ایجاد کرد، باید خودکار باشد که در آن صورت دارای قیمت بالایی خواهد بود. بعلاوه، دستگاه اسپینینگ برای تولید قطعات خیلی کوچک یا بزرگ دارای محدودیت می‌باشد. در روش اسپینینگ برای اینکه ورق بر روی مندرل قرار گیرد نیاز به یک ابزار خاص می‌باشد. این ابزار دستیابی به نوک‌تیز را برای قطعه مخروطی با محدودیت مواجه می‌سازد]2[. روش شکل‌دهی انفجاری نیاز به تجهیزات خاصی دارد و بعلاوه، با توجه به حساسیت زیاد موضوع انفجار، این روش در موارد خاص کاربرد دارد و ایمنی در آن نقش مهمی‌ را ایفا می‌کند. در این روش سرعت تولید قطعات پایین است و تنظیم پارامتر‌ها بسیار مهم می‌باشد ] 3و4 [.

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 193

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :               asa.goharii@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.