عنوان پایان‌نامه
ارائه فرمولاسیون جدید برای میدان سرعت با تغییرات مولفه محوری برای فرایند اکستروژن مقاطع غیر مدور
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43651;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1688
- تاریخ دفاع
- ۰۳ آذر ۱۳۸۸
- دانشجو
- پریسا فرهمند
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا
- چکیده
- چکیده اکستروژن یکی از مهمترین فرایندهای شکل¬دهی حجمی است که در آن بوسیله وارد آوردن فشار، حجمی از مواد تحت تغییر شکل پلاستیک زیاد، از میان یک یا چند حفره قالب خارج شده و به شکل سطح مقطع خروجی آن در می آید. در تحلیل تئوری اکستروژن سه بعدی، نیرو و فشار بر اساس مکانیزم جریان به دست می-آیند. مقاطع بدست آمده از فرایند اکستروژن به دو گروه مقاطع مدور و غیرمدور تقسیم¬بندی می¬شود. تحلیل فرایند اکستروژن مقاطع غیرمدور باید به صورت سه بعدی انجام پذیرد که این مسئله باعث تغییرات سرعت در راستای محور می¬شود. در تحقیقات و مطالعات انجام شده راجع به این موضوع، مؤلفه سرعت محوری را ثابت فرض کردند. این فرض باعث شده است که جریان پلاستیک ماده مطابق با واقعیت نباشد. در این پروژه برای نزدیک شدن به جریان پلاستیک واقعی مواد در اکستروژن مقاطع غیرمدور به بررسی کامل تغییرات سرعت محوری در هر مقطع دلخواه پرداخته شد. یک فرمولاسیون جدید میدان سرعت برای اکستروژن مقاطع غیرمدور در مختصات استوانه¬ای با لحاظ نمودن تغییرات سرعت محوری ارائه گردید. در تحلیل های تئوری سعی بر آن شد فشار فرآیند بسیار نزدیک به واقعیت بدست آید. در این راستا با نوشتن یک کد نرم افزاری علاوه بر بهینه سازی فشار براساس پارامترهای میدان سرعت ارائه شده، به بررسی تأثیر پارامترهای مختلف تأثیرگذار بر فرایند پرداخته شد و مقادیر هریک از آن¬ها برای بهینه ترین حالت اکستروژن بدست آمد. علاوه بر آن از فرمولاسیون میدان سرعت به منظور پیش بینی رفتار ماده در طی فرایند اکستروژن استفاده شد و نحوه حرکت ماده در سه منطقه قالب اکستروژن بدست آمد. در پایان به منظور صحت سنجی نتایج بدست آمده، علاوه بر مقایسه نتایج حاصل از فرمولاسیون جدید با نتایج تحقیقات منتشر شده، یک سری آزمایش عملی طراحی و انجام شد. در نهایت با مقایسه نتایج تئوری و آزمایشگاهی انطباق خوبی در نتایج مشاهده گردید. از دستاوردهای این پروژه ارائه الگوریتم روش حد بالای سه بعدی با استفاده از فرمولاسیون جدید میدان سرعت در مختصات استوانه¬ای است. از آن جا که میدان سرعت به صورت پارامتریک ارائه گردیده، امکان تغییر فرمولاسیون بر اساس شرایط ورودی مسئله موجود است و تمامی حالات اکستروژن مقاطع غیرمدور را پوشش می¬دهد. همچنین با استفاده از تئوری الگو جریان و الگوریتم ارائه شده، رفتار ماده در طی فرایند اکستروژن بدست آمده است. واژه¬های کلیدی: اکستروژن مقاطع غیرمدور، روش حد بالا سه بعدی، سطح انفصال سرعت، الگوی جریان، مختصات استوانه¬ای
- Abstract
- Forward extrusion of polygonal sections has been analyzed by many researchers as seen in the literature. However in most of these works the axial component for the velocity field has been assumed to be constant in any cross section of the deforming region. A few workers have also presented some formulations in which the variation of the axial component of the velocity field has been taken into account. In this work a new formulation has been given which accounts for the variation of the velocity field in the axial direction in any section of the deforming region. The difference in the present formulation with previous ones is its generality and the improvements in the final results obtained by this method as compared with previous works. The main features in the new formulation are the initial and final velocity discontinuity surfaces which are defined by three dimensional curved surfaces. These surfaces are constructed using parametric B-spline curves which could be easily manipulated changing the shape of the velocity discontinuity surface and hence the deforming region. An upper bound on power has been obtained using the mentioned velocity field. Clearly by manipulating the shape of the velocity discontinuity surfaces the value of the upper bound was optimized. Extrusion of polygonal shaped sections was analyzed using the present formulation and the results showed about 10 percent improvements over previous works data. Experiments were also carried out and good agreements were observed between experimental and theoretical results. Key words: Velocity Field, Discontinuity Surface, Forward Extrusion, Shaped Sections, Upper Bound, Experiment
