عنوان پایان‌نامه
فرآیند افزایش و کاهش تناوبی قطر به عنوان روش نوین تغییر شکل شدید لوله های با ضخامت کم
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3050;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70288
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- حسام تراب زاده کاشی
- استاد راهنما
- قادر فرجی
- چکیده
- مواد فوق‌ریزدانه خواص مکانیکی فوق العاده‌ای از خود نشان می‌دهند و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند. در دهه اخیر با توجه به نیاز روزافزون قطعات لوله‌ای با استحکام بالا در صنایع مختلف، تحقیقاتی در جهت تولید لوله‌های فوق ریزدانه صورت گرفته است. یکی از راههای تولید لوله‌های فوق‌ریزدانه استفاده از روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید است که اساس آنها بر اعمال کرنش زیاد بدون ایجاد تغییر ابعادی در نمونه میباشد. لزوم بهینه‌سازی روش‌های تغییر شکل پلاستیک جهت تولید لوله‌های فوق‌ریزدانه یکی از دغدغه‌های محققین علم شکل‌دهی بوده است. در این پژوهش، روشی ابداعی معرفی شده است که با حذف نیروهای اصطکاک اضافی و اعمال تدریجی کرنش پلاستیک، علاوه بر عدم نیاز به تجهیزات با توان بالا، باعث همگنی کرنش اعمالی و یکنواختی خواص مکانیکی لوله می‌شود. در این پایان نامه روش جدیدی تحت عنوان “ افزایش و کاهش تناوبی قطر” برای تولید لوله‌های ریزدانه شده با ضخامت کم معرفی شده‌است. شبیه سازی اجزا محدود این روش کم بودن نیروی تغییرشکل مورد نیاز و همگنی کرنش اعمالی را نشان می‌دهد. این روش از دو نیم سیکل تشکیل شده است. در نیم‌سیکل اول لوله بر روی ماندرل افزایش قطر، فشار داده می‌شود که بدین ترتیب در نواحی برشی، تنش عمودی کششی همراه با برش ایجاد شده و قطر لوله افزایش مییابد. در نیم سیکل بعدی لوله درون قالب کاهش قطر به صورتیکه در همان نواحی برشی تنش فشاری همراه با برش ایجاد شود، رانده می‌شود تا قطر لوله به مقدار اولیه برسد. این فرآیند می‌تواند به صورت متناوب بر روی لوله اجرا شود تا به کرنش اعمالی بیشتر و به تبع آن اندازه دانه ریزتر و در نهایت خواص مکانیکی بهتر دست یافت. لوله از جنس آلومینیوم 1050 تحت این روش قرار گرفت که نتایج حاصله نشان می‌دهد مقدار حد تسلیم و استحکام کششی و سختی لوله به صورت قابل ملاحظه‌ای افزایش و مقدار درصد تغییر طول نهایی کاهش یافته است. کلید‌واژگان تغییر شکل پلاستیک شدید، مواد فوق ریزدانه، لوله با ضخامت کم ، آلومینیوم ، خواص مکانیکی
- Abstract
- In this research, a novel severe plastic deformation (SPD) method entitled cyclic flaring and sinking (CFS) is presented for producing of the ultrafine-grained (UFG) thin-walled cylindrical tubes. Finite element (FE) results showed that CFS process has a good strain homogeneity and requiring a low load. CFS process includes two different flaring and sinking half-cycles. At flaring half cycle, the flaring punch with two stepped regions is pressed into the tube. Shear and normal tensile strains are applied as a result of the existence of shear zones and increase in the tube diameter. In the second half cycle, the tube is then pressed to sinking die that applies same shear strains and normal compression strain so that the initial diameter of the tube is achieved and high plastic strain is applied. This process can be run periodically on the tube to exert more strain and consequently finer grain size and ultimately achieve better mechanical properties. The results indicated that the yield and ultimate strengths of the CFS processed Al (1050) tube were significantly increased to 165 MPa, and 173 MPa, respectively from the initial values of 50 MPa, and 115 MPa. The elongation to failure was decreased to about 14% after three cycles from the initial value of 42%. In addition, the hardness increases to ~38 Hv after ten cycles of CFS from ~23 Hv. Grain size of the microstructure was reduced to ~1 ?m after seven CFS cycles from the initial value of ~68 ?m Keywords: Severe plastic deformation, ultrafine-grained materials, thin-walled tube, Aluminum, Mechanical properties
