بخشی از مقاله
چکیده :
امروزه شکل دهی فلزات به عنوان یکی از روش هاي مهم ساخت و تولید قطعات محسوب می شود. از این رو شناخت هر چه دقیق تر آن، صنعت گران را به سمت تولید قطعات با کیفیت بالاتر سوق می دهد. در این مقاله، فرایند شکل دهی هاب فن با روش پرسکاري بوسیله سنبه وماترس مورد بررسی دقیق قرار گرفته است.
براي این بررسی، تحلیل عددي فرایند مذکور در دو حالت دو بعدي و سه بعدي انجام شده و نتایجی از قبیل تغییر شکل قطعه و نیروي پرسکاري مورد ارزیابی قرار گرفته است. ملاحظه می شود ماکزیمم تنش در لبه خارجی هاب فن اتفاق می افتد ودر حدود 410MPa می باشد و در نتیجه به نیرویی معادل 3000KN براي شکل دهی ورق نیاز می باشد، علاوه بر این، در این مقاله، تنش ایجاد شده بروي خط جوش نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدمه
توانایی تغییر شکل دائمی یکی از ارزشمندترین خصوصیات فرایند هاي شکل دهی به شمار می آید. بی شک تولید ورق، تسمه، میل گرد، لوله، مقاطع ساختمانی و به طور کلی شکل دهی فلزات مدیون این قابلیت است و با توجه به این که شکل دهی فلزات یکی از روش هاي مهم ساخت و تولید قطعات است، شناخت هرچه دقیقتر این صنعت ضروري می باشد .
شکل دهی به کمک سنبه و ماتریس یکی از روش هاي رایج شکل دهی ورق است. در این فرایند براساس شکل نهایی قطه سنبه و ماتریس طراحی شده و سایر پارامترهاي موثر بر فرایند شکل دهی نیز در نظر گرفته می شوند.
شکل:1 نمایی از شکل دهی به کمک سنبه و ماتریس
شکل دادن چرخشی نیز از فرآیندهاي شکل دهی ورق می باشدکه معمولاً در حالت سرد انجام می گیرد. این فرآیند براي تولید قطعات توخالی متقارن و در موارد خاص قطعات توخالی بیضوي شکل یا تقریباً هر نوع شکل خارجی به کار می رود ولی به علت بزرگ بودن ابعاد هاب فن از این روش معمولاً استفاده نمی شود.
در این مقاله به منظور تحلیل شکل دهی قطعه مخروط ناقص هاب فن، با استفاده از نرم افزار ABAQUS 6.9 فرایند پرسکاري هاب فن با سنبه و ماتریس به روش اجزاي محدود مدل سازي شده است.
مشخصات و ورودي هاي شبیه سازي :
در شبیه سازي بکار رفته در این مقاله تمام مشخصات مکانیکی ورق و مشخصات فیزیکی مسأله به شرح جدول ذیل می باشد:
جدول - 1 - مشخصات و پارامترهاي ورودي مسأله
شکل:2 شکلهای استوانه ای،مخروطی و گنبدی که می تواند توسط روش چرخش ایجاد شوند
شبیه سازي اجزاي محدود :
نتایج :
فرایند سنبه و ماتریس بکار رفته در مقاله توسط نرم افزار ABAQUS/EXPLICIT انجام گرفته است.
شکل3 مدل اجزاي محدود بکار رفته براي شبیه سازي را نشان می دهد.در این شبکه بندي براي ورق از المان 3D Stress و از نوع S4R استفاده شده است . و سایر اجزاء بدلیل اینکه صلب از نوع تحلیلی می باشند نیاز به مش بندي ندارند .
تمام درجات آزادي ماتریس بسته شده است و سنبه نیز در راستاي محور خود می تواند حرکت داشته باشد.
: 198.4 mm ارتفاع :711. 5 mm شعاع دایره بالایی : 862.9mm شعاع دایره بالایی
همانطور که مشاهده می کنید حداکثر خطا 1mm می باشد که قابل قبول است .
شکل : 3 مدل المان محدود بکار رفته براي شبیه سازي
ایجاد مخروط ناقص :
در این مقاله ابتدا با استفاده روش سعی و خطا با تغییر سه پارامتر شعاع بالایی، شعاع پایینی و ارتفاع مخروط ناقص به کمک تحلیل عددي دو بعدي نزدیکترین اعداد به نقشه را بدست آورده ، که به شرح زیر می با شند : مقادیري که براساس نقشه باید بدست آیند :
شکل : 4 ورق شبیه سازي شده
حال می بایست براي ایجاد ورق به صورت مخروط ناقص از روش Rool bending استفاده شود ، اما براي ایجاد مخروط ناقص با ابعاد نهایی که مد نظر ماست ابتدا باید فرایند Rool bending شبیه سازي کرده، سپس نقش گسترش ورق را بدست آورریم و بر اساس ابعاد بدست آمده ورق را ایجاد کنیم سپس ورق مورد نظر را وارد فرایند Rool bending کنیم.
: 190-200 mm ارتفاع :712. 5 mm شعاع دایره بالایی : 862.5mm شعاع دایره بالایی
مقادیر داده شده :
: 271mm ارتفاع :720 mm شعاع دایره بالایی : 816mm شعاع دایره بالایی
شکل : 5 شبیه سازي فرایند Rool bending به کمک نرم افزار Catia و بدست آوردن نقشه ي گسترش
جدول - - 2 مقادیر بدست آمده از نقشه ي گسترش
