دانلود پایان نامه مطالعه تجربی و شبیه سازی فرآیند خم­کاری لوله جدار نازک به روش هیدروفرمینگ

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

دانشكده مهندسی مكانیك

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش ساخت تولید

 عنوان:

مطالعه تجربی و شبیه سازی فرآیند خم­کاری لوله جدار نازک به روش هیدروفرمینگ و تولید لوله جدار نازک

 جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک- ساخت وتولید

 استادان راهنما:

دکتر عبدالحمید گرجی

دکتر محمد بخشی

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(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)

چکیده

لوله­های خم­کاری شده جدار نازک کاربرد بسیار وسیعی در صنایع فضایی، هواپیماسازی، خودروسازی و دیگر صنایع دارد. مساله کاهش وزن و کاهش فضای اشغال شده توسط لوله­ها سبب شده است تا این قطعات با شعاع خم کوچک شکل­دهی شوند. خم­کاری لوله با شعاع خم کوچک نیازمند به کارگیری روش­های نوین خم­کاری می­باشد، زیرا با کاهش شعاع خم­کاری امکان ایجاد عیوب چین خوردگی در شعاع داخلی خم، نازک شدگی بیش از حد جداره بیرونی لوله، تغییر شکل سطح مقطع و مانند آنها افزایش می­یابد.

یکی از روش­هایی که برای خم­کاری لوله­های جدار نازک با شعاع­های خم کوچک مورد استفاده قرار می­گیرد، خم­کاری به روش هیدروفرمینگ است. این روش در مقایسه با سایر روش­های خم­کاری لوله دارای مزایای بسیار زیادی مانند بهبود کیفیت سطحی، کاهش تغییرات ضخامت، افزایش استحکام و کاهش هزینه، به خصوص در مورد قطعات پیچیده، می باشد. در این پژوهش ابتدا لوله­های انتها بسته بدون درز به وسیله فرآیندهای کشش عمیق و اتوکاری تولید گردیده است.سپس، فرآیند خم­کاری این لوله با نسبت­ شعاع خم به قطر (R/D) برابر 1 توسط فرآیند جدید خم هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه­سازی 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. بعلاوه، اثر تغییرات فشار بر توزیع ضخامت لوله در شعاع داخلی و شعاع خارجی ناحیه خم لوله مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نحوه شکل­ گیری لوله در نسبت­های (R/D) ثابت با تغییر همزمان شعاع خم و قطر لوله و نحوه شکل­ گیری لوله در نسبت­های (R/D) متغیر کمتر از یک در قطر لوله ثابت با یکدیگر مقایسه شد. همچنین اثر ضریب اصطکاک میان قالب و دیواره لوله نیز مورد بررسی قرار گرفت.

کلمات کلیدی: خم­کاری لوله، هیدروفرمینگ لوله، فشار داخلی، شبیه‌سازی اجزای محدود

فهرست مطالب

1    کلیات    1

1-1-   مقدمه            2

1-2-   تعریف ها و پارامترهای خم­کاری… 4

1-3-   روش­های خمکاری لوله. 5

1-3-1-    خم­کاری هیدروفرمینگ   5

1-3-2-    خم­کاری فشاری            6

1-3-3-    خم­کاری کششی دورانی… 8

1-3-4-    خم­کاری تحت فشار    10

1-3-5-    خم­کاری کوبهای          11

1-3-6-    خم­کاری غلتکی            12

1-4-   عیوب خم­کاری لوله. 14

1-4-1-    برگشت فنری        …………….. 14

1-4-2-    چین­خوردگی         …………………. 15

1-4-3-    عدم گردی (بیضوی شدن) سطح مقطع.. 16

1-4-4-    تغییرات ضخامت            17

1-4-5-    پارگی                           18

1-5-   مراحل انجام پژوهش…. 18

فصل دوم   19

2    مروری بر پژوهش­های انجام شده  19

2-1-   مقدمه            20

2-2-   پژوهش­های انجام شده پیرامون خم­کاری لوله. 20

2-3-   اهداف پژوهش…. 43

3    مراحل آزمایشگاهی    46

3-1-   مقدمه            47

3-2-   معرفی تجهیزات استفاده شده در آزمایش­ها 47

3-2-1-    دستگاه آزمایش              47

3-2-2-    قالبهای استفاده شده 48

1-1-1-1-      قالب کشش عمیق                                  48

1-1-1-2-      قالب اتوکشی                                                50

1-1-1-3-      قالب خم­کاری                                              52

3-2-3-    سیستم تامین فشار    53

3-2-4-    سیال هیدرولیکی          55

3-2-5-    وسایل اندازه ­گیری        56

3-3-   تعیین خواص مکانیکی ورق… 56

4    شبیهسازی اجزای محدود  59

4-1-   مقدمه. 60

4-2-   مراحل شبیه­سازی… 60

4-2-1-    ایجاد مدل هندسی (Part) 60

4-2-2-    تعیین خصوصیات ورق  61

4-2-3-    مونتاژ قطعات        62

4-2-4-    مراحل شکل­دهی          62

4-2-5-    تعیین تماس بین سطوح.. 63

4-2-6-    شرایط مرزی و بارگذاری… 64

4-2-7-    المان بندی        65

4-2-8-    تحلیل فرآیند         …. …………. 65

5    نتایج و بحث    67

5-1-   مقدمه. 68

5-2-   بررسی تاثیر تغییرات فشار داخلی لوله. 68

5-2-1-    بررسی تاثیر تغییرات فشار داخلی لوله بر شکل­ گیری لوله. 68

5-2-2-    بررسی تاثیر تغییرات فشار داخلی لوله بر توزیع ضخامت دیواره داخلی و خارجی… 74

5-3-   بررسی اثر تغییرات ضریب اصطکاک میان قالب و لوله بر تغییرات ضخامت لوله. 79

5-4-   بررسی اثر فشار شکل­ گیری لوله در نسبتهای شعاع قالب به قطر لوله (R/D) ثابت و مقایسه تغییرات ضخامت لوله در دیواره داخلی و خارجی  86

5-4-1-    نسبت­های شعاع قالب به قطر لوله (R/D) برابر 1.. 86

5-4-2-    نسبت­های شعاع قالب به قطر لوله (R/D) برابر 8/0.. 90

5-4-3-    نسبت­های شعاع قالب به قطر لوله (R/D) برابر 6/0.. 94

5-5-   بررسی اثر تغییرات نسبت شعاع قالب به قطر لوله (R/D) متغیر در یک قطر لوله ثابت، بر فشار شکل­دهی لوله و تغییرات ضخامت لوله در دیواره داخلی و خارجی… 97

6    نتیجه ­گیری و پیشنهادها  106

6-1-   مقدمه            107

6-2-   نتیجه ­گیری   107

6-3-   پیشنهادها    109

7    مراجع   111

1-1-   مقدمه

امروزه لوله­های خمیده کاربرد بسیار گسترده­ای در صنایعی نظیر هواپیماسازی، خودرو، نفت و گاز، اسباب و اثاثیه منزل، سازه­های مکانیکی و غیره جهت انتقال سیال، سازه بدنه و غیره دارد. قطعات لوله­ای از نسبت استحکام به وزن بالایی برخوردار هستند و به همین دلیل در صنایع به صورت وسیعی به کار گرفته می­شوند. در شکل (‏1‑1) چند نمونه از کاربردهای قطعات خم لوله نشان داده شده است.

شکل ‏1‑1، چند نمونه از کاربردهای قطعات خم لوله]1[.

در گذشته انجام عملیات خم­کاری لوله یک هنر تلقی می­شد و نوعا توسط افراد ماهر و با تجربه صورت می­گرفت. در چند دهه اخیر تحقیقات گسترده­ای در خم­کاری لوله­ها به منظور ایجاد دانش پایه در این زمینه صورت گرفته است. به کمک کارهای تجربی، تحلیل­های تئوری و شبیه­سازی عددی درک بهتری از نحوه تغییر شکل لوله در حین خم­کاری فراهم شده است.

روش­های مختلفی جهت خم­کاری لوله­ها وجود دارد. هر یک از این روش­ها با توجه به نوع و کیفیت خمی که می­توان تولید کرد دارای کاربردها و محدودیت­هایی می­باشند. انواع روش­های خم­کاری لوله شامل خم­کاری برشی^[1]، خم­کاری کششی دورانی^[2]، خم­کاری تحت فشار^[3]، خم­کاری کوبه­ای^[4]، خم­کاری فشاری^[5]، خم­کاری غلتکی^[6] و خم­کاری به روش هیدروفرمینگ^[7] می­باشند. انتخاب روش خم­کاری بستگی به کیفیت خم، تعداد تولید، جنس لوله، شعاع نسبی خم (R/D)، قطر نسبی لوله (D/t) و دقت مورد انتظار دارد که در آن ها D قطر خارجی، t ضخامت و R شعاع خط مرکزی خم می­باشد]2[. در موتور هواپیماها، قطعات لوله­ای با شعاع خم کوچک با استحکام بالا به صورت فراوان به کار گرفته می­شوند. شعاع خم این قطعات لوله­ای در برخی موارد در حدود قطر خارجی آن­ها می­باشد که در بسیاری از موارد تولید آن­ها با روش­های رایج خم­کاری لوله­ها مشکل است. در این موارد لازم است روش­های جدیدی جهت تولید خم با کیفیت مطلوب مورد استفاده قرار گیرند. یکی از این روش­ها، خم­کاری به روش هیدروفرمینگ است که در آن خم­کاری تحت فشار داخلی سیال انجام می­گیرد. این روش در مقایسه با سایر روش­های خم­کاری لوله­ها دارای مزایایی مانند دقت بالا، تولید خم با کیفیت خوب و کمترین تغییرات ضخامت دیواره، بهبود مقاومت و سختی، کاهش ضایعات و کاهش هزینه با توجه به کاهش نیروی کار، تجهیزات و مصرف انرژی می­باشد]3[.

1-2-   تعریف ها و پارامترهای خم­کاری

در شکل (‏1‑2) پارامترهای خم­کاری لوله نشان داده شده است. هر یک از این پارامترها را می­توان به صورت زیر تعریف نمود ]4[.

– سطح خمش: سطحی که از شعاع خط مرکزی لوله (شعاع خم) عبور می­ کند و عمود بر جهت چرخش خم می­باشد.

– خط مرکزی لوله (CL): خط ممتدی که هر نقطه واقع در مرکز سطح مقطع لوله را به هم وصل می­ کند.

شکل ‏1‑2،  پارامترهای رایج در خم­کاری لوله ]4[.

• دیواره خارجی خم[8]: کمان/لبه بیرونی خم می­باشد.
• دیواره داخلی خم[9]: کمان/لبه داخلی خم می­باشد.
• شعاع خط مرکزی (CLR): فاصله بین مرکز چرخش خم و خط مرکزی لوله می­باشد که شعاع خم نیز نامیده می­شود. در صنعت خم­کاری معمولا شعاع خم بر حسب ضریبی از قطر خارجی لوله (OD) و به صورت mD بیان می­شود.

تعداد صفحه : 125

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 :        *       [email protected]

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.