متن کامل شبیه سازی اکستروژن لوله استیل 304 را می توانید با کلیک بر روی عبارت ((لوله استیل 304)) مشاهده نمایید.

شبیه سازی اکستروژن لوله فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI 304 و مقایسه نتایج با روابط کران بالا

هدف پژوهش، بررسی اثر دمای اولیه شمش، سرعت اکستروژن. نسبت اکستروژن و زاویه قالب روی فرایند اکستروژن لوله فولاد زنگ نزن 304. به ویژه نیروی اکستروژن و نیل به پارامترهای بهینه برای انجام فرایند بود. برای شبیه سازی نرم افزار آباکوس استفاده شد. دوازده نمونه با شرایط اولیه مختلف بررسی شد. با توجه به تقارن محوری فرایند، برای شبیه سازی مدل متقارن محوری دو بعدی استفاده شد. همچنین برای حل فرایند، حل جفت شده مکانیکی-حرارتی استفاده شد. برای نیل به درجه های آزادی مورد نیاز، از المان CAX4RT استفاده شد. دمای اولیه شدیدترین اثر را روی نیروی اکستروژن دارد. نتایج شبیه سازی با نتایج تحلیل ریاضی انطباق خوبی را نشان داد.

اکستروژن یکی از فرایندهای معمول شکل دهی حجیم برای تغییر شکل مواد به محصولات نیمه تمام است [1]. یکی از محصولاتی که با این روش تلوید می شود، لوله های بدون درز است. لوله بدون درز فولاد زنگ نزن AISI 304، قطعه مهمی است. که در صنعت نفت، صنعت حمل و نقل و صنایع دفاع کاربرد وسیعی دارد. که به طور عمده به علت مقاومت به خوردگی، و اکسید شدن عالی آن و کارایی خوب آن تحت دماهای بالا و پایین است [2].

لوله های بدون درز فولاد زنگ نزن، می تواند توسط روش اکستروژن با استفاده از شیشه به عنوان روانکار، تولید شود. فرایند در دمای بالا انجام می شود و با تغییر شکل های بزرگ و نرخ کرنش های بالا مرتبط است.

بطور معمول، تحلیل فرایند شکل دهی فلزات، با استفاده از شیوه های تحلیلی، عددی، یا فیزیکی انجام می شود [3]. به علت پیچیدگی رابطه های درگیر در شیوه تحلیلی، چنین روش هایی تنها برای حالت هندسی و شرایط مرزی ساده کاربرد دارد [3]. طراحی، کنترل و بهینه سازی فرایند شکل دهی، به دانش تحلیلی در زمینه سیلان فلز، تنش ها و انتقال حرارت و همچنین اطلاعات فنی مربوط به روانکاری، تکنیک های گرم کردن و سرد کردن، جابجایی مواد، طراحی قالب و تولید و تجهیزات شکل دهی نیاز دارد [4].

هدف اصلی استفاده از تحلیل در شکل دهی فلزات، تحقیق در مورد مکانیک فرایندهای تغییر شکل پلاستیک با اهداف عمده ززیر می باشد.

. تعیین روابط حرکتی (شکل، سرعت ها، نرخ کرنش و کرنش). بیش شمش خام یا قطعه نیمه تمام و محصول نهایی، برای مثال پیش بینی سیلان فلز در حین عملیات شکل دهی می باشد.

. تعیین حدود شکل پذیری یا قابلیت تولید.

. پیش بینی تنش ها، نیروها، و انرژی لازم برای انجام عملیات شکل دهی [4].

بهینه سازی فرایند اکستروژن صنعتی اغلب روی روش تجربی استوار می باشد. که نتیجه آن محدودیت در بهره وری می باشد. از طرفی با توجه به اینکه پیش بینی های سریع توسط شبیه سازی های کامپیوتری انجام می شود. که در بهبود قابلیت رفتار یکپارچه بار اعمالی و تجهیزات داخلی فرایند مؤثر است [5]. می توان با شبیه سازی فرایند اکستروژن به شرایط بهینه ای برای انجام عملی این فرایند رسید.

شبیه سازی اجزای محدود ابزاری مهم در طراحی و توسعه اکستروژن و فرایندهای دیگر تولیدی می باشد. بیشترین کارهای شبیه سازی در مورد اکستروژن آلومینیم است. ولی کارهایی نیز در زمینه اکستروژن فولاد و تیتانیم انجام شده [6] است. که از آن جمله می توان به کارهای دامو داران و شیوپوری [7]، لی و همکاران [8] روی تیتانیم و کارهای هانسون [11]، جانسون و هانسون [6]، سزار کوفسکی و همکاران [12] و هانسون و دامکین [13] روی فولاد اشاره کرد.

شبیه سازی اکستروژن با استفاده از روش اجزای محدود، در طول دهه گذشته عادی تر می باشد. معمول ترین روش در این نوع شبیه سازی، استفاده از دمای شمش یکنواخت به عنوان شرایط اولیه در مدل اکستروژن است. حالت اولیه گرم کردن و حمل و نقل، اغلب نادیده گرفته می شود [14]. هرچند روش اجزای محدود می تواند مبنای درستی برای مطالعه و بهینه کردن تغییر شکل اتفاق افتاده در فرایند اکستروژن پیچیده فراهم کند، نمی تواند ابزار را طراحی کند [15].

اهمیت مدل سازی و شبیه سازی در صنعت شکل دهی فلزات به سختی در طول دهه های گذشته افزایش یافته است [16]. استفاده از روش المان محدود برای شبیه ساززی فرایندهای شکل دهی فلزات در اواخر دهه 1960 آغاز شد. از جمله اولین کسانی که برای حل مسأله خود از این روش استفاده کردند. باید به مارشال و کینگ در سال 1967 و لی کوبایاشی در سال 1970 اشاره کرد که با مسائل الاستیک-پلاستیک سروکار داشتند [17].

شبیه سازی فرایند با استفاده از روش المان محدود در حال حاضر به عنوان یک ابزار مهم برای توسعه محصول و فرایند قابل پذیرش است. با این حال، معرفی شبیه سازی کامپیوتری در تکنولوژی اکستروژن به سرعت دیگر بخش های صنعت تولید نبوده است. این موضوع در اصل به دلیل تغییر شکل های بسیار بزرگی است. که این شبیه سای را از لحاظ فنی به چالش کشیده و کامپیوتر طلب کرده است. شبیه سازی فرایندهای اکستروژن گرم به وضوح یکی از مشکل ترین مسائل در مدل سازی فرایند است [16].

با این حال، پتانسیل استفاده از روش های عددی برای تجزیه و تحلیل اکستروژن بالا می باشد. اهمیت فرایند کلی، از جمله حالت ناپایدار اولیه اکستروژن، می تواند تجزیه و تحلیل شود [18]. برای مثال تکامل تنش، نرخ کرنش و دما در مواد در طول فرایند را می توان در جزئیات مورد مطالعه قرار داد. چون ظرفیت سخت افزاری و نرم افزاری رایانه در حال افزایش است. بدون شک روش اجزای محدود یک ابزار پرکاربرد برای توسعه و بهینه سازی اکستروژن است.

در این کار براساس مطالعاتی که روی کارهای قبلی انجام گرفت. سعی بر این است که شرایط بهینه ای از فرایند اکستروژن برای تولید لوله های فولاد زنگ نزن بدست آید. این شرایط شامل دمای اولیه شمش، نسبت اکستروژن، سرعت اکستروژن و زاویه قالب برای به حداقل رسانی نیروی مورد نیاز برای فرایند می باشد.

از دیگر اهداف این تحقیق بدست آوری منحنی های تنش – کرنش و نرخ کرنش در منطقه تغییر شکل. و در شرایط اولیه مختلف، و مقایسه آن با نتایج حاصل از روابط تحلیلی. و همچنین نیل به شرایط و پارامترهای بهینه برای دست یابی به کمترین نیروی اکستروژن در انجام فرایند می باشد. افزایش دمای سطح خروجی نیز در حین فرایند مورد بررسی قرار می گیرد و با نتایج حاصل از روابط تحلیلی مقایسه می شود.

   فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربه ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبر با ضمیمه نمودن آن به محصولاتش آنرا به مشتریان خویش ارائه داده است. که توانسته رضایتمندی آنان را همواره فراهم آورد. صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش، انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

ارتباط با ما

09122136675

02128423820

واتس آپ :09122136675

فکس: 02128423820

اینستاگرام :fooladdalakan

ایمیل: fooladrasuldalakan@gmail.com