عنوان پایان‌نامه
بررسی فرآیند ترکیبی PTCAP وهیدرو فرمینگ جهت تولید پروفیل های مقطع مربعی فوق ریز دانه و نانو ساختار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3191;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73048
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- هومن عبدالوند
- استاد راهنما
- قادر فرجی
- چکیده
- روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید، از جمله روش‌های تولید مواد فوق ریزدانه و نانوساختار است که در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه قرارگرفته است. بررسی میزان شکل پذیری این مواد در دمای محیط با توجه به اینکه انعطاف پذیری آن ها کاهش می‌یابد, موضوعی بسیار مهم و کاربردی می باشد. فرآیند هیدروفرمینگ یکی از فرآیندهای موفق شکل دهی فلزات با استفاده از سیال می-باشد. در این پژوهش به بررسی تولید پروفیل مقطع مربعی نانوساختار با استفاده از فرآیند ترکیبی فشار در کانال های زاویه‌دار لوله ای موازی (PTCAP) و هیدروفرمینگ پرداخته میشود. لوله های نانو ساختار برنج 70/30 با استفاده از روش (PTCAP) تولید می شوند و سپس جهت مربعی شدن تحت فرآیند هیدروفرمینگ قرار می‌گیرند. لوله های آنیل شده و یک پاس پس از فرآیند ,PTCAPهیدروفرم می‌شوند و نتایج آن ها با یکدیگر و با نتایج حاصل از شبیه سازی مقایسه می-شوند. نتایج نشان می دهد حداقل شعاع گوشه به‌دست‌آمده برای لوله آنیل شده mm 1.9 در فشار MPa130 و حداقل شعاع برای لوله یک پاس PTCAP شده برابر mm6.35 در فشار MPa135 می باشد. افزایش استحکام و کاهش انعطاف پذیری موجب افزایش فشار شکل دهی و شعاع گوشه برای لوله های فوق ریزدانه شده است. جریان مواد و توزیع ضخامت نیز در لوله های آنیل شده به دلیل بالاتر بودن ضریب کرنش سختی یکنواخت تر می باشد. همچنین در این پژوهش از آزمون بالج آزاد جهت بررسی میزان شکل پذیری و تغییرات فشار پارگی لوله های نانوساختار استفاده شده است. نتایج نشان می دهد فشار پارگی پس از یک پاس فرآیند PTCAP افزایش قابل‌توجهی داشته است. افزایش فشار پارگی برای لوله¬های یک, دو و سه پاس به ترتیب برابر 114%, 103% و 87% در مقایسه با لوله آنیل شده میباشد. ارتفاع بالج نیز پس از فرآیند PTCAP از مقدار mm 4.2 برای لوله آنیل شده به mm 2.8 mm , 2.6 وmm 2.2 به ترتیب برای لوله-های یک پاس, دو پاس و سه پاس کاهش میابد. بررسی شکست نگاری سطوح بالج شده نشان می دهد که نوع شکست از حالت گلویی برای لوله آنیل شده به حالت برشی برای لوله های PTCAP شده تغییر می کند. واژه‌های کلیدی: لوله های فوق ریزدانه, تغییر شکل پلاستیک شدید, روش فشار در کانال های زاویه دار لوله ای موازی, فرآیند هیدروفرمینگ در قالب مقطع مربعی, فرآیند بالج آزاد.
- Abstract
- Various severe plastic deformation (SPD) techniques have recieved much attention in recent years due to their effiecient in improving properties of metallic materials. In all SPD processes, the intense shear plastic strain is applied to a specimen and result in ultrafine grain (UFG) material. Parallel tubular channel angular pressing (PTCAP) is a recently developed and suitable SPD methods for tubular materials. Because of the reduction in the elongation of the UFG material, investigation the formability of them in room temperature is an important issue. The main purpose of this thesis is evaluation the formability of UFG tubes by hydroforming process. Tube hydroforming is one of the unconventional metal forming processes which is widely used in order to form complex shapes. In the present study, a combined PTCAP and hydroforming processes is used to produce UFG squared section profile. The results showed that increasing the strength of UFG tubes lead to increase the forming pressure and corner filling in comparison to annealed tubes. Thickness distribution for annealed tubes were more uniform than UFG tubes, because the hardening exponent for annealed tubes were bigger than UFG tubes. Also in this thesis, the free hydro bulging test in rder to examine the bursting pressure of the UFG and annealed tubes was done. The results of the test represent that the bursting pressure of UFG tubes remarkably increased but the bulge height decreased. Study of the fracture surface showed that the fracture mode changes from the necking mode in annealed tube to shear mode in UFG tubes. Keywords: Severe plastic deformation, PTCAP, Hydroforming, UFG tubes, Free hydro bulging test.
