عنوان پایان‌نامه
انجام آزمایش های تجربی برای تعیین الگوی واقعی تغییر شکل جهت تصحیح میدان سرعت تئوری اکستروژن مستقیم مقطع نامتقارن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2210;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55289
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- بابک ثقفی
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا
- چکیده
- اکستروژن مقاطع متقارن و نامتقارن امروزه در صنعت کاربردهای فراوانی دارد اما به علت پیچیدگی فرایند اکستروژن بیلت با مقطع استوانه‌ای شکل به مقاطع نامتقارن این فرایند کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان¬نامه با طراحی آزمایش‌های جدید با استفاده از قالب‌های پیشنهادی و ارائه تئوری مناسب، سعی شده است تا چند مورد مهم در فرایند اکستروژن بررسی شود. اولین آزمایش برای بدست آوردن یک الگوی نزدیک به واقعیت از سرعت جریان ماده و بررسی سرعت جریان ماده و همین‌طور الگوی جریان ماده استخراج شده از روش‌های نظری حدبالا، انجام شده است و قالب‌های مربوطه جهت انجام این آزمایشات عملی طراحی شده است. در کارهای انجام شده قبلی از تناظر یک به یک با مدل¬های مختلف برای قسمت¬بندی سطوح ورودی و خروجی بیلت استفاده شده¬است و از طرفی در اکثر تحقیقات مقاطع ورود و خروج به صورت قالب بصورت خطی در نظر گرفته شده، این موضوع با توجه به ناپیوستگی(Discontinuity) موجود در سطوح انفصال سرعت ماده، سبب ایجاد تغییرات زیادی در اندازه سرعت جریان ماده خواهدشد و صحت و قابل اطمینان بودن نتایج تحقیق را زیر سوال می‌برد. در نظریه بکار گرفته شده در این پژوهش سطوح ورود و خروج قالب بصورت غیرخطی برپایه تابع بزیر درنظر گرفته شده تا نتایج منطقی‌تری را شامل شود. همین طور در مورد الگوی جریان داخلی مواد با استفاده از فرمول¬های ریاضی و نگاشت همدیس، معادله جدیدی برای تعریف الگوی جریان مواد بدست آمده، که جواب دقیق¬تری از موقعیت مواد در سطح خروجی فرایند به ما خواهد داد تا بتوان بر این اساس به فرمولاسیون جدیدی برای جریان و سرعت تغییرشکل مواد دست پیدا کرد. مرحله دوم آزمایشات برای بررسی و تحلیل منطقه مرده در فرایند اکستروژن صورت گرفت که هدف انجام این آزمایشات مقایسه نسبت L به R بدست آمده در روش¬های نظری با روش¬های آزمایشگاهی بود. کار جدیدی که در این آزمایشات صورت گرفت این بود که اندازه طول منطقه مرده ماده برای تمامی زوایا برابر درنظر گرفته می‌شد، در این پژوهش طول¬های مختلف منطقه مرده به ازای زوایای متفاوت برشی برای قالب نامتقارن ارائه شد. آزمایشات برای بررسی صحت نگاشت تعریف شده جدید برای فرایند انجام گرفت. همین¬طور بررسی نحوه نگاشت مرزهای منطقه مرده ماده در منطقه تغییرشکل آخرین مورد بررسی شده در آزمایشات مرحله سوم بود. بدین ترتیب در این پژوهش منطقه مرده فلز، نسبت L به R در قالب¬های متقارن و نامتقارن، الگوی نگاشت فرایند، نمودار سرعت جریان ماده و الگوی مرز ناحیه مرده در منطقه تغییرشکل مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
- Abstract
- Direct extrusion is one of the most important metal forming processes which is capable of manufacturing different profiles with various sections (with parallel surfaces). Among different fields of exploration in direct extrusion, material flow and velocity field so close to reality and exit-curvature profile, is of special interest for many researchers. An analytical approach based on the upper-bound theory is usually used to design new experiment methods and dies. Furthermore, in this thesis we tried to consider these phenomena by designing new experiments. The first experiment is done for determining close to real pattern of material flow and real material velocity. Past researches used one-to-one correspondence for partitioning of inlet and outlet sections and velocity was supposed linear in inlet and outlet sections which caused the discontinuities in velocity field and unreal result for material flow pattern. In this research Bezier equation is obtained for entrance and exit sections and a special velocity function that includes friction coefficient and die inclination is incorporated into the derived velocity field to obtain a more realistic non-uniform metal flow. It is to be mentioned that two objective functions (curvature criteria) are defined to determine the exit-curvature value. Also for internal flow pattern we used a conformal mapping theory for giving more realistic estimate from position of material in exit section and in second experiment we consider accuracy of defined mapping for extrusion. In next we design experiment for analysis dead zone in extrusion process. The goal of this experiment was to compare L/R quantity in theoretical method with experimental method. At the end mapping of entrance section to exit section in deformation zone was considered that we observed suitable correspondence between theory and experimental results.
