finite elements method
در نشریات گروه مکانیک-
مخازن استوانه ای جدار ضخیم در صنایع نفت، شیمیایی، هسته ای و نظامی به منظور تحمل فشارهای داخلی کاربرد ویژه ای دارند. وجود تنش پسماند فشاری در جداره ی مخازن جدار ضخیم موجب افزایش فشار ترکیدگی و عمر خستگی آن می گردد. فرآیندهای اتوفرتاژ و تداخل شعاعی در استوانه ی چندلایه از روش های مرسوم ایجاد تنش پسماند در جداره ی مخازن می باشند. به منظور دستیابی به استحکام و عمر خستگی بالاتر، از ترکیب این دو فرآیند نیز استفاده می شود. انتگرال J معیار مناسبی جهت ارزیابی رشد ترک در میدان های کرنش الاستیک و الاستوپلاستیک می باشد. در این پژوهش با استفاده از روش اجزای محدود، توزیع انتگرال J در طول پیشانی ترک نیم بیضی در سطح داخلی استوانه ی دولایه ی متداخل که انتهای آن بسته بوده و لایه داخلی آن اتوفرتاژ گردیده، محاسبه و سپس فشار ترکیدگی بر مبنای معیار چقرمگی شکست ماده، JΙC تعیین شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مقدار اتوفرتاژ، تداخل شعاعی، عمق، زاویه و شکل ترک بر توزیع انتگرال J و فشار ترکیدگی بررسی گردیده است. لایه های داخلی و خارجی استوانه ی دو لایه از جنس آلیاژ آلومینیوم 7075 گرید 6T در نظر گرفته شده است. رفتار سخت شوند گی غیر خطی دوره ای این آلیاژ با استفاده از مدل چابوچه، پیش بینی گردیده است. اعتبار پژوهش بررسی و دقت بالای نتایج، اثبات گردید
کلید واژگان: انتگرالJ، فشار ترکیدگی، روش اجزای محدود، ترک نیم بیضی، اتوفرتاژ، تداخل شعاعیThick-walled cylindrical vessels are specially used in oil, chemical, nuclear and military industries in order to withstand internal pressure. The presence of the compressive residual stress in the walls increases the bursting pressure and fatigue life. Autofrettage processes and radial interference in multilayer cylinders are among the conventional methods of creating residual stresses in the pressure vessels. In order to achieve higher strength and fatigue life, the combination of these processes is also considered. J integral method is a suitable criterion for evaluating the crack parameters in elastic and elastoplastic strain fields. In this research, distribution of the J integral along the semi-elliptical crack front on the inner surface of the interferenced two-layered cylinder with closed end has been studied. Inner layer was autofrettaged. Burst pressure was determined based on the fracture toughness criterion (JΙC). Also, the effects of the autofrettage percent, radial interference; depth, angle and aspect ratio of the crack on the J integral and burst pressure variations have been investigated. The inner and outer layers of the cylinder were made of 7075-T6 aluminum alloy. The periodic nonlinear hardening behavior of this alloy has been predicted using Chabooche model. The validity of the results and their accuracy were examined
Keywords: J integral, burst pressure, finite elements method, semi-elliptical crack, autofrettage, radial interference -
Nowadays, Inconel superalloys are often used in various industries due to their extraordinary properties. Some unique properties of Inconel, such as maintaining its yield strength at elevated temperatures, very low thermal conductivity, and high abrasion resistance, provide very difficult to cut conditions for machining this superalloy. This paper presents a method for simulating the direct aged Inconel 718 superalloy turning by using the power law equation based on the finite element method. One of the main objectives of this research is the correct determination of material properties based on power law equation such as strain hardening coefficients, strain rate sensitivity coefficient, thermal softening coefficients, and other coefficients required to simulate direct aged Inconel 718. The simulation results, such as shear plane angle, machining forces, chip temperature, and tool and chip shape, have been validated by reference [1]. This study, similar to [1], has been studied at three different undeformed chip thicknesses to examine the deformed chip thicknesses and other machining outputs such as machining forces using the power law equation. Third wave Systems-AdvantEdge software has been used for the current study. The output of this study has been investigated with the results of experimental research [1] and shows the high efficiency and accuracy of the present analysis.
Keywords: Turning, Finite Elements Method, Power Law, Inconel 718 -
نشریه یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی، سال دوم شماره 1 (بهار 1401)، صص 12 -22صنعت نورد، متداولترین و پر رونقترین روش تولید فرآوردههای فلزی است. نخستین هدف فرآیند نورد، کاهش سطح مقطع و یا ضخامت قطعه کار است، این عمل به دو صورت نورد گرم و سرد انجام می پذیرد، فلز از بین دو غلتک عبور نموده تا شکل شیار (کالیبر) غلتک را بگیرد، بدین جهت غلتک های نورد اجزاء مهمی در کارخانجات نوردی می باشند. هدف از انجام این پژوهش تحلیل انتقال حرارت در شرایط کارکرد نورد گرم و یافتن توزیع حرارت در غلتک های نورد با استفاده از شبیه سازی اجزاء محدود می باشد، شبیه سازی به صورت غیر خطی بوده و فرض گردیده که غلتک همگن، همسانگرد، بدون ترک و کرنش حرارتی و دمای محیط برابر دمای اتاق در نظر گرفته شده است. توزیع حرارت در غلتک در این پژوهش به دو صورت با استفاده از سیستم خنک کاری پاششی و بدون استفاده از این سیستم بدست آمده و پس از آن نتایج بدست آمده از شبیه سازی اجزاء محدود را با داده های آزمایشگاهی استخراج شده، مورد صحت سنجی قرار گرفته شده است که بالاترین میزان درصد خطای نسبی در پیشبینی 08/334 درصد بوده که بیانگر تطبیق نتاایج حاصله از حل عددی با داده استخراجی بوده است.کلید واژگان: فرآیند نورد، اجزاء محدود، توزیع حرارتJournal of New Applied and Computational Findings in Mechanical Systems, Volume:2 Issue: 1, 2022, PP 12 -22The rolling industry is the most common and prosperous method of producing metal products. The first goal of the rolling process is to reduce the cross-sectional area or the thickness of the workpiece, this process is done in two ways, hot and cold rolling, the metal passes between two rollers to take the shape of the groove (calibre) of the roller, so the rolling rollers of the components They are essential in climbing factories. This research aims to analyze heat transfer in hot rolling conditions and find the heat distribution in rolling rollers using the finite element method. The simulation is non-linear and assumes that the roller is homogeneous, isotropic, and without cracks and thermal strain. And the ambient temperature is considered negligible. The heat distribution in the roller in this research has been obtained in two ways using the spray cooling system and without using this system, and then the results obtained from the finite element simulation have been verified with the extracted experiment data, The highest percentage of relative error in prediction was 08.334%, which indicated the matching of the results obtained from the numerical solution with the extracted data.Keywords: The rolling process, Finite elements method, Heat Distribution
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:10 Issue: 4, Autumn 2021, PP 37 -49Over the last several decades, implants have been used to treat fractures and promote healing. The most important reason for deformation and shortening of the bone during healing due to loading on the nails is a lack of strength of the intramedullary nail. Materials with very fine grain dimensions are considered for such purposes. Ultrafine-grained (UFG) materials have structural elements with very fine grain sizes. Several methods for producing UFG materials have been developed, one of which is the top-down approach, which refines coarse-grained metals via severe plastic deformation (SPD). The SPD technique has several advantages that set it apart from other methods of synthesizing. Two of the SPD methods used in this study were the repetitive corrugation and straightening (RCS) process and the equal channel angular pressing (ECAP) process on a 316L stainless steel rod. Mechanical tests were performed on the rods produced using these methods. Under loading, simulation results revealed that the bone implanted by the RCS rod has greater structural stiffness than the bone implanted by an ECAPed 316L stainless steel rod.Keywords: Diaphyseal bone fractures, intramedullary nailing, Severe Plastic Deformation (SPD), Finite elements method
-
در این پژوهش تاثیر استفاده از خواص حرارتی متغیر و همچنین ثابت نسبت به تغییرات دما، در دقت شبیه سازی عددی جوشکاری لیزری آلیاژ تیتانیوم Ti60، مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل المان محدود از قطعه ورق آلیاژ Ti60 به ضخامت سه میلی متر ساخته شده و با استفاده از منبع حرارتی سه بعدی متحرک، تحت تاثیر پرتو لیزر قرار گرفته است. به منظور تایید صحت مدل سازی المان محدود، نتایج حاصل با نتایج داده های آزمایشگاهی مقایسه شده و همچنین تاثیر تعداد المان های مدل اجزای محدود نیز بر روی نتایج، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدل سازی اجزای محدود نشان دادند که انجماد از ناحیه زیرین قطعه ورق شروع می شود و به طرف بالای ورق و در راستای درز جوش، پیشروی می کند. همچنین، در حالت استفاده از خواص چگالی، ظرفیت حرارتی و ضریب هدایت متغیر با درجه حرارت، بهترین نتایج به دست می آید. استفاده از چگالی ثابت موجب کاهش کمی در مقادیر حداکثر درجه حرارت و ابعاد حوضچه جوش و استفاده از ظرفیت حرارتی ثابت موجب افزایش این مقادیر می شود ولی این تغییرات در حدی هستند (زیر 2%)، که می توان از چگالی و ظرفیت حرارتی ثابت در مدل سازی کل فرآیند جوشکاری لیزری، استفاده کرد. ولی استفاده از ضریب هدایت حرارتی ثابت خطای زیادی در مقادیر حداکثر درجه حرارت (حدود دو برابر در مقدار این پارامتر) و ابعاد حوضچه مذاب ایجاد می کند و نمی توان مقدار این پارامتر را در شبیه سازی جوشکاری لیزری، ثابت فرض کرد.کلید واژگان: جوشکاری لیزری، اجزای محدود، حوضچه مذاب، آلیاژ تیتانیوم Ti60This study investigates the effect of using temperature-dependent and constant thermophysical properties on the precision of numerical simulation in the laser welding of titanium Ti60 alloy. A finite element model is made for 3 mm thick Ti60 alloy sheet piece and is affected by the laser beam using a three-dimensional moving heat source. For verification of the finite element model, the numerical results are compared with the results of experimental data. Also, the influence of the number of elements on the results is investigated. The results of the finite element modelling showed that the solidification starts from the bottom of the melt pool and progresses to the top of the sheet and along the weld seam. Also, the best results are obtained with all the thermophysical properties of density, thermal capacity and conductivity were temperature-dependent. The use of constant density reduces the maximum values of the temperature and dimensions of the weld pool, and the use of constant heat capacity increases these values. Still, these changes are such that (less than 2%), constant density and thermal capacity can be used to model the whole laser welding process. However, the use of constant thermal conductivity causes a large error in the maximum values of the temperature (about twice the value of this parameter), and the dimensions of the melt pool, and this parameter cannot be assumed constant in the simulation of laser welding.Keywords: Laser Welding, Finite Elements Method, Melt Pool, Ti60 Titanium Alloy
-
Journal of Modern Processes in Manufacturing and Production, Volume:10 Issue: 3, Summer 2021, PP 59 -75The method of intramedullary nailing, which leads to the alignment of the diaphyseal broken bone, is one of the diaphyseal fractured bone healing novelties. The rods utilized must be strong enough to withstand the forces exerted by the transplanted bone. Today, various researchers are interested in using severe plastic deformation (SPD) methods to improve the mechanical characteristics of metals. One of the SPD procedures used in this study was repetitive corrugation and straightening (RCS) on a 316L stainless steel rod. After conducting mechanical characteristics tests on the rods produced using this approach, ABAQUS software was utilized to simulate the intramedullary nailing finite element method (FEM). The results of the experiments revealed that raising the number of pressing stages to eight significantly increases the hardness of the samples. The simulation findings revealed that the bone sample implanted by the rod manufactured by the aforementioned procedure has a higher structural hardness than the bone implanted by a basic 316L stainless steel rod under various stress conditions.Keywords: Diaphyseal bone fractures, intramedullary nailing, Severe Plastic Deformation, Finite elements method, Experimental Test
-
Hot machining is a type of cutting operation that an external heat source is used to pre-heat and consequently reduce the yield strength of the workpiece material. In this study, the conventional and hot turning of AISI630 hardened stainless steel, which is widely used in energy equipment, aerospace, and petrochemical industries, have been evaluated in both numerical and experimental methods. Simulation of the turning process is carried out by finite elements method (FEM) using AdvantEdge software. To predict chip morphology and cutting forces, the 2D and 3D FEM analyses have been used, respectively. The numerical analysis showed that hot turning in 300°C causes a reduction of 28% in cutting forces and consequently decreases stressed on the cutting tool. It is found that the main factor affecting the fluctuations of the cutting forces in turning of hardened AISI630 is the saw-tooth formation phenomenon (chip segmentation) as well as the shear band generation due to thermal softening of the workpiece material. Furthermore, the relation between cutting force fluctuation and the machined surface roughness has been investigated applying numerical analysis and experimental data. The results of roughness measurement revealed that hot turning in 300°C reduces the machined surface roughness up to 23%. In addition, it has been observed that hot turning technique decreases side flow and surface damages in comparison to conventional turning.Keywords: Hot Turning, Surface roughness, Finite elements method, Cutting Force Fluctuation, Tool Wear
-
A fuel cell is an electro-chemical tool capable of converting chemical energy into electricity. High operating temperature of solid oxide fuel cell, between 700oC to 1000oC, causes thermal stress. Thermal stress causes gas escape, structure variability and cease operation of the SOFC before its lifetime.The purpose of the current paper is to present a method that predicts the thermal stress distribution in an anisotropic porous anode of planar SOFC. The coupled governing non-linear differential equations, heat transfer, fluid flow, mass transfer, mass continuity, and momentum are solved numerically. A code based on computational fluid dynamics (CFD), computational structural mechanics and finite element method (FEM) is developed and utilized. The code uses the generated data inside the porous anode in order to detect the temperature and the stress distribution using the Darcy’s law and the Navier-Stokes equations. The numerical results used to govern the areas of high values of stresses were higher than the yield strength of materials. The results show that a highest thermal stress occurs at lower corners of the anode. The concentrated temperature occurs at the middle of the electrolyte-anode whereas the maximum pressure occurs at the middle of the upper and lower section of the anode.
Keywords: Solid oxide fuel cell (SOFC), Computational Fluid Dynamic, Finite elements method, Thermal Stress, anode -
با توجه به گستردگی کاربرد مواد مرکب در صنایع مدرن و پیشرفته، پیش بینی دقیق رفتار آسیب و شکست این مواد از اهمیت بالایی برخوردار است. انجام آزمایش های تجربی کمتر و ساده تر، باعث کاهش هزینه و زمان گردیده، بنابراین، طراحی و تحلیل مواد فوق نیازمند شناخت و استفاده از معیارهای آسیب و شکست می باشد. در کشور ایران، این مواد بیشتر در ساخت هواپیما مورد استفاده قرار گرفته و به همین دلیل در این پژوهش قطعه بال هواپیما انتخاب گردیده و شبیه سازی می شود. به همین منظور، معیارهای آسیب و شکست پاک، تسای-وو و سان با استفاده از یک زیربرنامه ضمنی در نرم افزار تجاری آباکوس پیاده سازی می گردند. پس از شبیهسازی بال هواپیما، با استفاده از سه معیار فوق مناطق آسیب دیده و نقاط بحرانی بال پیش بینی شده، نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با نتایج تجربی مقایسه و اعتبارسنجی می گردند. مقایسه نتایج عددی و عملی آشکار می کند که نتایج پیش بینی معیار آسیب پاک به نتایج عملی نزدیک تر بوده و برای پیش بینی آسیب در آزمون بارگذاری بال هواپیما مورد اطمینان بیشتری است.کلید واژگان: معیارهای آسیب و شکست، مواد مرکب، آزمون بارگذاری بال هواپیما، روش اجزاء محدودRegarding to the vast application of composite materials in the modern and advanced industries, accurately predicting the fracture and damage behavior of these materials is very important. Carrying out less and simple experiments leads to reducing the cost and time, therefore, designing and analyzing of the above mentioned materials need to find and applying the fracture and damage criteria. In the Iran country, these materials are more used for manufacturing the aircraft and for this reason, in this research airfoil piece is selected and simulated. For this aim, The Puck, Tsai-Wu, and Sun damage and fracture criteria are implemented into the ABAQUS commercial software, employing an implicit subroutine. After the simulation of the airfoil, the damaged zones and critical points of the airfoil are predicted by the three mentioned criteria, results of the numerical simulations are compared with the experimental results and validated. Comparison of the numerical and experimental results reveals that the predicted results of the Puck's damage criterion is closer to the practical results and is more reliable for predicting the damage in the airfoil loading test.Keywords: Damage, Fracture Criteria, Composites, Airfoil Loading Test, Finite Elements Method
-
استفاده روزافزون در صنایعی مانند هوافضا، اتومبیل و حمل و نقل، منجر به ساخت سازه ها و توسعه گستره ی تحقیقات در زمینه ساخت و تولید آلومینیوم و آلیاژهای آن شده است. از طرفی جوشکاری ذوبی آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل مشکلاتی که در خصوصیات فیزیکی، حرارتی و متالورژیکی قطعه نهایی ایجاد می کند، یکی از موانع بر سر راه استفاده از آلومینیوم
می باشد. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یک روش غیر ذوبی است که با تولید گرمای اصطکاکی و تغییر شکل پلاستیکی در موقعیت اتصال، مزیت هایی مانند اعوجاج پایین، فقدان عیوب مربوط به ذوب و استحکام اتصال بالا را دارا می باشد. در این مقاله، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم AA7075-O در حالت لبه روی هم با هدف مطالعه استحکام برشی ناحیه جوش به روش المان محدود توسط دو نرم افزار دفرم و آباکوس به صورت متوالی شبیه سازی شده و به صورت تجربی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی استحکام برشی میزان اختلاف شبیه سازی با آزمون تجربی % 14 - 15 اندازه گیری شده که نشان دهنده دقت مناسب شبیه-سازی المان محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی است. همچنین، نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که بیشینه تنش برشی ناحیه اتصال برابر 165Mpa است که در سرعت دورانی 1250rpm ، سرعت خطی 50mm/min و زاویه انحراف 3 حاصل می گرددکلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، شبیه سازی اجزا محدود، استحکام برشیCreating melt joints in aluminum is an obstacle in introducing this metal into structures. This is due to the fact that fusion welding methods of aluminum leaves mechanical and metallurgical defects in the final produced parts. Friction stir welding is a non-melting replacement fabrication method, which creates welded joints from a semi-solid material state. In this paper, friction stir lap welding of 7075 aluminum alloy is studied both numerically and experimentally with the aim of investigating the shear strength of the welded joint. The shear strength which is calculated by the simulation is maximum 14 to 15 % lower to the acquired experimental results, which shows that the simulation process can appropriately be utilized to predict the shear strength of the welded joints for different cases. In addition, the results show that the maximum shear strength is equal to 165 Mpa which is obtained for a case in which the rotational speed is 1250 rpm, the linear speed is 50 mm/min and the tilt angle is set to 3˚.Keywords: Friction stir lap welding, Finite elements method, Shear strength -
Journal of Theoretical and Applied Vibration and Acoustics, Volume:3 Issue: 2, Summer & Autumn 2017, PP 199 -224One of the most important factors influencing the track maintenance is the transitions between parts of the track with different vertical stiffness. The dynamic forces in the super-structure, i.e. from rail to ballast/slab and subgrade, including every layer under ballast/slab until natural ground, are influenced by the type of materials, layer configuration and geometry. One way to mitigate track transition problems is to have a more gradual transition with a reduced stiffness differential. The aim of this research is to reduce vertical transient stresses and displacements under track supports at track transition areas by combining different structural configurations. For this purpose, the train-track dynamic interaction in the transition zones with different vertical stiffness values is analysed using a finite element software. A high-speed train moving on a slab and ballasted track is considered travelling in both directions. The effect of different structural track designs is studied in realistic operation scenarios. The results allow concluding that the sleeper displacements and ballast stresses can be significantly reduced in the transition zones by making small changes in the track structural elements.Keywords: Track design, Transition zones, High, speed rail operations, Sleepers displacement, Track stresses, Finite elements method, Track dynamic behavior
-
از روش های نوین آزمون و ارزیابی های غیرمخرب فراصوتی، استفاده از پروب هایی با چند المان تحریک پذیر جهت انتشار امواج در ماده می باشد. از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر عملکرد این پروب ها می توان به نحوه ی چینش المان ها در پروب، تعداد المان ها، فاصله ی بین دو المان، طول هر المان و زمان بندی تاخیر اعمالی در برانگیزش پروب ها اشاره کرد. پروب آرایه فازی خطی، نوعی از پروب های آرایه فازی است که چینش المان ها در آن به طور ردیفی در امتداد یک خط می باشد. در این پژوهش با تحلیل روابط موجود در طراحی و عملکرد پروب ها در انتشار امواج فراصوت، مقادیر بهبودیافته ای برای پارامترهای هندسی در طراحی پروب و همچنین زمان بندی تاخیرها در تحریک المان های پروب تعیین می شود. به منظور ارزیابی عملکرد طرح بهبودیافته در مقایسه با یک پروب معمول مشابه، یک آزمون فراصوت آرایه فازی به کمک نرم افزار اجزاء محدود آباکوس شبیه سازی می شود و توسط آن عملکرد پروب معمولی و بهبود یافته در پخش امواج هدایت شونده درون یک ورق آلومینومی مربع شکل با ضخامت کم مقایسه می شود. در بخش اول، ضریب تضعیف سیگنال های دریافتی از پژواک موج مورد ارزیابی قرار می گیرد، و در بخش دوم، عملکرد پروب ها در پایش شعاعی مقایسه می-شوند. در هر دو بخش آزمون های شبیه سازی شده، نتایج مربوط به پروب با طراحی بهبودیافته به مراتب بهتر از پروب معمولی مشابه است. پروب با طراحی بهبودیافته ضمن انتشار امواج فراصوت با بیشینه ی انرژی جبهه ی موج، دسته پرتو را با دقت بالاتری در راستای موردنظر هدایت می کند.کلید واژگان: آزمون فراصوت، پروب آرایه فازی خطی، شبیه سازی انتشار موج، روش اجزاء محدودUltrasonic Phased Arrays are an emerging technology in nondestructive testing and evaluation. Some important factors affecting on the performance of these probes include, positioning elements in probe, number of elements, distance between two elements, elements length, and time delays to excite probe elements. The type of linear phased array probes is a prevailing type in which elements placed side by side and longitudinally. In this paper based on analyzing the existent laws in design and performance of the phased array probes related to the propagation of ultrasonic waves, an improved dimensional design for ultrasonic linear phased array probes, as well as improvement of the sequence of time delays to excite the probe elements are done. In order to evaluate the performance of the probe with improved design in comparison with a similar ordinary probe, an ultrasonic phased array test is simulated using FEM-based ABAQUS software. By numerical simulations, the performance of the probe with improved design versus the ordinary probe for propagating the guided waves in a thin square aluminum plate is compared. In first part, the attenuation coefficient of the received signals of reflected wave is evaluated, and in second part, the performance of the probes for radial scanning is compared. Results of both simulations confirm that the performance of the probe with improved design is much better than the similar ordinary one. Specially, the probe with improved design propagates the ultrasonic waves with the maximum head wave energy, and steers them with higher accuracy towards a determined direction.Keywords: Ultrasonic Test, Linear Phased Array Probe, Simulation of Wave Propagation, Finite Elements Method
-
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال هفتم شماره 2 (پاییز 1393)، صص 57 -65ساخت لوله های مربعی و مستطیلی به دلیل کاربرد فراوان آنها در صنایعی که نیاز به فشار و درجه حرارت بالا دارند، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. روش های مختلفی برای ساخت لوله های چهار گوش وجود دارد از جمله اکستروژن، کشش و فشار. روش دیگری که در سال های اخیر بر روی آن مطالعاتی صورت گرفته است، شکل دهی مجدد لوله های دوار و تبدیل آن به مقطع مربع و یا مستطیل است. در این تحقیقات روش هایی که پیشنهاد شده است همگی برای تولید لوله های مربعی کاربرد دارد و امکان تولید لوله های مستطیلی با استفاده از آن روش ها وجود ندارد. روشی که در این پژوهش معرفی می شود عبارت است از پر کردن لوله با بیسموت و غلتک کاری در سه مرحله متوالی. در این پژوهش ابتدا در نرم افزار Abaqus فرآیند مورد نظر شبیه سازی می شود و سپس توسط آزمون تجربی یک نمونه واقعی ساخته می شود. نمونه ساخته شده از لحاظ ابعادی مورد بررسی قرار می شود و با نتایج بدست آمده از شبیه سازی مقایسه می شود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که روش پر کردن لوله توسط بیسموت و عبور از سه غلتک، روشی مناسب برای ساخت لوله های جدار نازک با مقطع مستطیل شکل است.
کلید واژگان: شکل دهی غلتکی، لوله های مستطیلی، نورد سرد، شکل دهی مجدد لوله، روش اجزای محدودBecause of their wide application in industries requiring high pressure and temperature, manufacturing square and rectangular pipes have attracted more attention than ever before. There are various methods such as extrusion, tensile and stress for manufacturing square pipes. Another method on which studies have focused in recent years is the re-forming of round pipes in order to turn them into square or rectangular ones. The methods suggested in these researches are all applicable for the manufacture of square pipes without the possibility of manufacturing rectangular pipes. The method introduced in this paper consists of filling the pipe with bismuth and rolling it in three successive stages. In this research, first, the intended process is simulated in Abaqus software, and then a real sample is manufactured by an experimental test. The manufactured sample is checked with regard to its dimensions and is compared with the results obtained from the simulation. The results of the study show that the method of filling the pipe with bismuth and moving it through three rollers is an appropriate method for the manufacture of thin-walled pipes with rectangular cross-section.Keywords: Rolling forming, Rectangular pipes, cold rolling, Re, forming pipes, Finite elements method -
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال پنجم شماره 2 (زمستان 1391)، صص 1 -16در این مقاله نتایج حاصل از آزمایش تجربی فرآیند کشش عمیق در تولید یک استوانه ی سرکروی از جنس نوعی فولاد استحکام بالا با نتایج شبیه سازی آن و سه نوع طراحی پیش فرم پیشنهادی (ارائه شده) مقایسه گردید، تا ضمن سنجش میزان صحت نتایج و دقت نرم افزار اجزاء محدود در پیش بینی فرآیند کشش عمیق چند مرحله ای در ورق های نازک فولادی استحکام بالا، مقادیر نسبت کشش حدی مراحل مختلف کشش و بازکشش آزمون تجربی نیز بهبود یابند. برای شبیه سازی، از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس نسخه 3-9-6 استفاده گردید. در این تحقیق، ماده اولیه، یک لوح دایروی از ورق فولادی 4130- AISI آنیل شده با ضخامت mm 2 می باشد که در بررسی تجربی طی یک مرحله کشش، سه مرحله بازکشش و دو مرحله عملیات حرارتی آنیل به استوانه ای با سر کروی تبدیل شد. برای معرفی خواص مکانیکی این فولاد آزمایش کشش تک محوری انجام و از نتایج آن استفاده گردید. مقایسه نتایج توزیع ضخامت در نرم افزار اجزاء محدود با ضخامت های اندازه گیری شده در پیرامون قطعات تولیدی در مراحل مختلف کشش و بازکشش صورت گرفت و از دقت خوبی برخوردار بود (حدودا 55/2 درصد خطا) و بر همین اساس طراحی های پیشنهادی نیز شبیه سازی شد تا ویژگی های مناسب ترین طرح معرفی گردد.کلید واژگان: شبیه س، ازی، نس، بت کشش حدی، روش اجزاء مح، دود، فرآیند کشش عمیق، فولاد 4130، AISIIn this paper, experimental results of a deep drawing process to produce a cylinder of high strength steel with a spherical head were compared with it’s simulation results and three proposal design types. Meanwhile, the amount of limiting draw ratio in some stages was determined. Accuracy and precision of the results of a finite element software to predicting the multi stage deep drawing process of high-strength thin steel sheets was measured. ABAQUS version 6-9-3 was used to simulate the process. In this research, the raw material was a circular blank of annealed steel AISI-4130 with 2 mm thickness that in experimental test, subjected to one drawing stages, three redrawing stage and two heat treatment stages. The uni-axial tensile test was performed to determine the mechanical properties of the steel sheet. Numerical thickness distribution was compared with the experimental results in different stages of deep drawing and the accuracy was good (about 2.55%). Base on this results the proposal designs were simulated to introduce the properties of the most suitable design types.Keywords: simulation, Limiting Draw Ratio, Finite elements method, Deep drawing process, Steel AISI, 4130
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.