عنوان پایان‌نامه
معرفی فرآیند جدید تغییر شکل پلاستیک شدید برای تولید لوله های نازک نانو ساختار
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3051;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70396
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- امید شاپورگان
- استاد راهنما
- قادر فرجی
- چکیده
- روش جدید تغییر شکل دهی شدید پلاستیک ارائه شده با نام استحکام دهی لوله با استفاده از لایه لاستیکی روشی را با اعمال کرنش‌های فوق العاده زیاد و به صورت کنترل شده از طریق اعمال کار سرد برای تولید لوله‌های ریزدانه با ضخامت‌های بسیار اندک و بلند ارائه می‌کند. یک سنبه که دارای قسمتی محدب در مرکز آن می باشد به داخل لوله رانده می‌شود در حالی که توسط یک لاستیک استوانه‌ای مقید گشته است. در نتیجه قطر اولیه لوله به طور موضعی افزایش یافته و سپس با پایین تر رفتن سنبه توسط فشار لاستیک به ابعاد اولیه خود برمی گردد. این فرایند بر روی آلومینیوم خالص تجاری به اجرا درآمد. متعاقباً کاهش قابل توجه اندازه دانه از مقدار اولیه ?m 160 به ?m10 بعد از سه پاس از فرایند حاصل شد. این مسئله امکان تولید لوله‌های ریزساختار با طول‌های زیاد و ضخامت‌های کمتر را فراهم می‌کند. نتایج تحلیل با نرم‌افزار المان محدود آباکوس نشان دهنده اعمال کرنشی در حدود 1 در هر پاس از فرایند همراه با همگنی مناسب اندازه در ضخامت لوله می‌باشد. نتایج تجربی نشان داد میزان استحکام تسلیم با رشدی بیش از دو برابری از مقدار اولیه MPa 80 به MPa 172 افزایش یافته است. این روش نوین، مزیت‌های عمده‌ای شامل همگنی کرنش‌های اعمال شده، استفاده از نیروی کمتر و همچنین استفاده از یک سنبه توپر نسبت به سایر روش‌ها نظیر فشردن در کانال زاویه دار لوله ای موازی ، فشردن در کانال زاویه دار لوله ای و فشردن در کانال لوله ای که در نتیجه میزان کمانش سنبه و قطعه به حداقل رسیده است را نوید می‌دهد. میزان متوسط ریز سختی سنجی ویکرز در ضخامت لوله نیز با 21% افزایش از HV 44 به Hv 55 رسید. طراحی سنبه بر اساس دو مدل انحنای کروی و لوزی شکل صورت گرفت. مدل سازی المان محدود نشان داد بیشترین کرنش در عین سلامت نمونه هنگامی حاصل می‌شود که قطر بخش محدب، حداکثر به اندازه قطر خارجی لوله باشد. واژه‌های کلیدی: لوله‌های ریز دانه، تغییر شکل شدید پلاستیک، لایه لاستیکی، نیرو، ابر کشسان
- Abstract
- A novel severe plastic deformation (SPD) technique entitled rubber pad tube straining (RPTS) is proposed as a suitable method for manufacturing of high strength ultrafine grained (UFG) and nanostructured thin-walled cylindrical tubes. A punch with a convex portion in the middle is pressed down into a tube constrained with a cylindrical rubber supported by a rigid cylinder. Tube diameter increases locally and then when the punch is pressed down the rubber pressure pressed back the tube diameter to its initial size. This process was performed on a commercially pure aluminum tube. Subsequently a considerable decrease in the grain size of the original value of 160 ?m to a final value of 10 ?m was achieved after three passes of RPTS. Results of finite element (FE) revealed that the equivalent plastic strain of approximately 1 can be achieved at the end of the first cycle of RPTS while having great strain homogeneity in the tube thickness and its length. Experimental results showed that the tensile yield strength was increased to about 172 MPa from 80 MPa. Three important advantageous including excellent strain homogeneity, needing very lower process loads and applicability for long and thin walled tubes due to the solidpunch were identified for the new process compared to previously developed methods such as PTCAP, TCAP and TCP. Average micro Vickers hardness in thickness of the tubes, with an increase of 21% from the 44HV was increased to 55Hv. Punch design based on two models of spherical and Rhombus curved was performed. Finite element modeling showed, highest strain in the same of sample health, is achieved when the diameter of the convex portion of punch be the size of the outer diameter of the tube. Keywords: Ultra-Fine grain tubes; Severe plastic deformation; Rubber pad; Load; Hyperelastic
