عنوان پایان‌نامه
تولید لوله‌های چند لایه با استفاده از فلوفرمینگ و بررسی پارامترهای مؤثر بر آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2212;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55417
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محمدمهدی سمندری
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا
- چکیده
- اتصال چرخشی یکی از روش¬های تولید لوله¬های دولایه، بر مبنای فرآیند فلوفرمینگ، می¬باشد. این روش جدید دارای پتانسیل بالایی در تولید لوله¬های دوفلزی جدار نازک و بدون درز است. با استفاده از این روش، آلومینیم (به عنوان لایه¬ی داخلی)، و فولاد (به عنوان لایه¬ی خارجی)، با موفقیت اتصال داده شد و لوله¬های کامپوزیتی لایه¬ای تولید شدند. با استفاده از طراحی و تحلیل آزمایش¬ها، اثر پارامترهای درصد کاهش ضخامت کل، ضخامت و استحکام آلومینیم اولیه، بر استحکام اتصال و نسبت ضخامت لایه¬ها، بررسی شد. علاوه بر آن، برای بررسی مکانیزم و کیفیت ایجاد اتصال در مقادیر مختلف پارامترهای ورودی، از تصاویر متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. در انتها، کفایت آزمایش¬ها و مدل طراحی آزمایش، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می-دهند که درصد کاهش ضخامت و یکنواختی تغییر شکل لایه¬ها، تأثیر زیادی بر استحکام و کیفیت اتصال ایجاد شده دارند، هرچند اثر عامل اول بیشتر است. با افزایش درصد کاهش ضخامت پس از آستانه¬ی تغییر شکل (حدود 35%)، استحکام اتصال به سرعت افزایش می¬یابد تا به استحکام فلز ضعیف¬تر می¬رسد و نمونه¬ها در تست پوست¬کنی از زمینه می¬شکنند. افزایش استحکام و کاهش ضخامت آلومینیم اولیه، به همراه تغییر شکل بیشتر، نه تنها استحکام اتصال را افزایش می¬دهند، بلکه باعث می¬شوند که سهم فولاد از کاهش ضخامت کل به تدریج افزایش یابد تا جایی که در فرآیند اتصال چرخشی، تغییر شکل لایه¬ی فولادی خارجی از آلومینیم نیز بیشتر می¬شود. تصاویر سطح شکست، نشان از افزایش کسر سطحی نواحی اتصال، با بیشتر شدن تغییر شکل و استحکام آلومینیم اولیه و کاهش ضخامت اولیه¬ی لایه¬ی نرم دارند. به علاوه، الگوی پراکندگی و شکل نواحی شکست، با افزایش تغییر شکل، از رگه¬های نامنظم به نواحی تقریباً مستقیم در امتداد طولی تغییر می¬یابد. بررسی¬ها نشان می¬دهند که نتایج آزمایش¬ها و مدل طراحی آزمایش، از کفایت لازم برخوردار می¬باشند. ? سپاس خدای را که مانند تمام مراحل زندگی، توان تلاش و مجاهدت در سنگر علم را به من عطا فرمود. در اینجا بر خود واجب می¬دانم که از زحمات اساتید گرانقدرم، جناب آقای دکتر کارن ابری¬نیا و جناب آقای دکتر عباس اکبرزاده کمال تشکر را داشته باشم. همچنین از آقای مهندس محبی که از هیچ کمکی در راه این تحقیق دریغ نکردند، سپاسگزاری می¬نمایم. در انتها قدردان خواهر و برادرم و تمام دوستانی که در تمام مراحل این پروژه در کنارم بودند هستم و خواهم بود.
- Abstract
- Spin-bonding is a method for fabrication of bilayer tubes based on flow-forming process. This new method is a process with high potential in production of seamless thin-walled tubes. Utilizing this process, aluminum tube (as the inner layer) has been bonded into steel tube (as the outer layer) to fabricate tubular laminate composites. Effects of thickness reduction, initial aluminum thickness and strength on bonding strength and thickness ratio of the layers were investigated by design and analysis of experiments. In addition, metallography and scanning electron microscopy were used to investigate the quality and mechanism of bonding, for different processing conditions. Finally, experiments and model the adequacy were checked. The results show that thickness reduction and uniform layers deformation have great influence on strength and quality of the bond, although the effect of the first factor is more prominent. After a threshold reduction (about 35%) the bond strength increases with the amount of deformation in a rapid manner, until it approaches the weaker metal strength, and samples fracture from the base metal in the peel test. Increasing the strength and decreasing the thickness of the initial aluminum layer, with a high amount of deformation, not only increased the bonding strength, but also caused a gradual increase in the steel contribution of the total thickness reduction. This increase continued until deformation of outer steel layer becomes even larger than the aluminum layer. Fracture surface images showed that the surface fraction of bonding area increased with the amount of deformation, the initial aluminum strength and with the decrease in the initial thickness of the soft layer. Additionally, distribution and shape of the fracture area changed from a disordered fibril structure to approximately straight area, with an increase in the deformation. It was shown that the experimental results and the design of experiments model were adequately sufficient.
