عنوان پایاننامه
پایان نامه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3057;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70497
- تاریخ دفاع
- ۱۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- فائزه افشارحاتم
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا, قادر فرجی
- چکیده
- فرایندهای تغییرشکل پلاستیک شدید فرایندهایی هستند که در کنار حفظ ابعاد قطعه کار، کرنش پلاستیک شدیدی به آن ها وارد می شود. اعمال کرنش های بالا بر قطعات، سبب ریزدانگی آن ها شده و به تبع آن خواص مکانیکی قطعات بهبود قابل توجهی می یابد. در این پژوهش به ارائه-ی روش نوینی در تولید لوله به کمک تغییرشکل پلاستیک شدید پرداخته می¬شود که الهام گرفته شده از فرایند اکستروژن معکوس نوین است. این فرایند، اکستروژن شعاعی معکوس انباشته (ARBE) نام دارد و شامل دو نیم پاس می باشد. در فرایند اکستروژن معکوس متداول، قطر قطعه کار برابر با قطر ماتریس بود. اما در اکستروژن معکوس نوین، با اضافه کردن سنبه ثابت به مجموعه قالب اکستروژن معکوس متداول، قطر قطعه کار اولیه کاهش داده می شود. بنابراین این روش دارای چهار عضو مهم می باشد: ماتریس، سنبه ثابت، سنبه متحرک اول و دوم. در نیم پاس اول با اعمال نیرو، قطعه کار میله ای شکل که داخل سنبه ثابت قرار دارد به قطعه ای فنجانی تبدیل می شود. پس از آن، در نیم پاس دوم با اعمال نیرو توسط سنبه ی لوله ای شکل، قطعه کار به شکل اولیه برمی گردد. نقش منطقه تغییرشکل در طراحی این فرایند بسیار قابل توجه است؛ زیرا بدون داشتن منطقه تغییرشکل مناسب، به دلیل کافی نبودن جریان مواد در نیم پاس دوم، میله حاصل از آن توخالی می گردد. در این صورت با توجه به نیاز به اعمال فشار بر میله برای کمک به توپر شدن آن، نیروی فرایند افزایش می یابد. در این پژوهش به طراحی منطقه تغییرشکل مناسب برای فرایند اکستروژن شعاعی معکوس انباشته پرداخته شد تا بدون نیاز به اعمال فشار در نیم پاس دوم آن، میله ای توپر به دست آید. همچنین با مقایسه ی کرنش موثر اعمالی بر قطعه کار تحت دو منطقه ی تغییرشکل مختلف، یکی منطقه ای مشابه آنچه برای اکستروژن معکوس نوین، در ابتدا، پیشنهاد شده بود و دیگری منطقه ی ارائه شده در این روش؛ کرنش موثر اعمال شده بر آن ها در راستاهای مختلف بررسی شد. ارائه فرایندی که محصول آن می تواند لوله یا میله بسیار ریزدانه باشد، دست یابی به منطقه تغییرشکل مناسب این فرایند که بدون نیاز به اعمال فشار در نیم پاس دوم میله ای توپر تولید کند و نیز دست یابی به لوله ای با همگنی بیشتر کرنش موثر در راستای ضخامت و به تبع آن همگنی بیشتر خواص آن در راستای ضخامت از مهم ترین یافته های این پژوهش هستند. واژههای کلیدی: تغییر شکل پلاستیک شدید، اکستروژن شعاعی معکوس انباشته، شبیه-سازی المان محدود
- Abstract
- Severe plastic deformation (SPD) processes are those that impose severe plastic strain to the specimen with maintaining their dimensions. Imposing high strains to the specimen caused grain refining and improved their mechanical properties. This study presents a novel SPD method for producing tubes, inspired by the novel back extrusion processing. This process is named accumulative radial backward extrusion (ARBE) and consists of two half cycles. In the convensional back extrusion the diameter of the specimen was equal to the diameter of the matrix. But in the novel back extrusion the diameter of the initial specimen is reduced by adding a stationary mandrel to the convensional back extrusion die set-up. So this thechnique consists of four important parts namely, the matrix, the stationary mandrel, the first and the second moveable punches. In the first half cycle by imposing the load, the bar specimen located in the stationary mandrel changes to a cup shape component. Then, in the second half cycle by applying the load by a tubular punch, the specimen flows back to its initial shape. The role of the deformation zone in the design of this process is noteworthy, because due to the inadequate material flow in the second half cycle, the rod resulted from the processing becomes a hollow bar without a suitable deformation zone. In this case, the required load for the process is increased due to the need for applying back pressure on the specimen in order to prevent the mentioned defects. This study deals with the determination of a suitable deformation zone for the ARBE process, so that a solid bar is formed from the second half cycle without the need for applying back pressure. In addition, by comparing the effective strain imposed to the specimen subjected to two different deformation zones, the first was similar to what was proposed for the novel back extrusion and the second was the deformation zone presented in this study, the effective strain imposed in different directions were evaluated. proposing a process which can produce both ultra-fine grained bar and tube, designing a suitable deformation zone for ARBE processing that can produce a solid bar without the need for applying back pressure in the second half cycle and achieving a more homogenious tube through its thickness and consequently more homogeneity of the strain distributions through the thickness are the most important results of this research. Keywords: Severe plastic deformation, Accumulative radial backward extrusion, Finite element simulation