یزد دانلود |
دانلود فایل علمی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره ارزیابی تحلیلی اثر شعاع شانه قالب و سنبه بر نیروی کشش عمیق در فرآیند شکلدهی
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
فایل ورد کامل مقاله علمی درباره ارزیابی تحلیلی اثر شعاع شانه قالب و سنبه بر نیروی کشش عمیق در فرآیند شکلدهی دارای ۱۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد فایل ورد کامل مقاله علمی درباره ارزیابی تحلیلی اثر شعاع شانه قالب و سنبه بر نیروی کشش عمیق در فرآیند شکلدهی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله علمی درباره ارزیابی تحلیلی اثر شعاع شانه قالب و سنبه بر نیروی کشش عمیق در فرآیند شکلدهی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله علمی درباره ارزیابی تحلیلی اثر شعاع شانه قالب و سنبه بر نیروی کشش عمیق در فرآیند شکلدهی :
مقدمه
کشش عمیق یکی از مهمترین فراینـدهای شـکل
دهی ورقها است. ایـن فراینـد کاربردهـای زیـادی در صنایع مختلف از جملـه صـنایع خودروسـازی، هـوا و
فضا، لوازم خانگی و مانند آن دارد .[۱] آگاهی از میزان
نیروی تغییر شکل و عوامل مؤثر بر آن از دیدگاه فنی و اقتصادی اهمیت بسیار زیادی دارد. نیـروی لازم بـرای
کشش عمیق با اسـتفاده از برخـی از روابـط کلاسـیک
قابل محاسبه است، ولی این روابط دو اشـکال اساسـی دارنداو.ل آنکه نیروی واقعی تغییـر شـکل بـا تقریـب
نسبتاً بـالایی محاسـبه مـیشـود ثانیـاً،و تـأثیر عوامـل مختلفی از جمله نسبت کشش، شعاع شـانهی قالـب و سنبه، لقی بین سنبه و قالب و نظیر آن (کـه بـر نیـروی
کشش عمیق تأثیر زیادی دارند) نادیده گرفته میشـوند
.[۱] بهنظر میرسد که افزون بر بهدست آوردن نیـروی نزدیک به واقعی تغییر شکل و اطـلاع از تـأثیر عوامـل
فرایند بر آن، چگونگی تغییر نیرو حین فرایند نیز مهـم
باشد، زیرا در بسیاری از موارد هـدف تبـدیل گـردهی ورق به استوانهی کامل نیست، بلکه تولید یک اسـتوانه
همراه با لبه مطلوب است. در این شرایط، بـا دسترسـی
به نمودار نیرو- جابجـایی سـنبه نیـروی سـنبه بـهازای مقادیر مختلف ارتفاع قابل پیشبینی است.
بهدست آوردن شرایط مناسـب فراینـد بـا انجـام
آزمایشهای متعـدد مـستلزم صـرف وقـت و هزینـهی زیادی است. بنابراین، واضح است که پیشبینی نیـروی تغییر شکل و روند تغییرات آن شرایط لازم برای تولیـد
محصول سالم را فراهم خواهـد کـرد .[۲,۳] بعـضی از
محققان در گذشته ارتباط بین نیرو و جابجایی سـنبه را در یــک شـرایط خـاص بــا اسـتفاده از روش اجـزای
محدود بهدست آوردهاند، ولی تأثیرپذیری این ارتباط از
متغیرهـای فراینــد کــمتــر مـورد توجــه قــرار گرفتــه
است .[۴,۵]
در این تحقیق، تأثیر اندازهی شعاع شانهی قالـب
و سـنبه بــر نیــروی کـشش عمیــق و تغییــرات آن بــا
ارزیابی تحلیلی تاثیر شعاع شانه قالب و سنبه ;
جابجـایی سـنبه مطالعـه و تحلیـل شـده اسـت. بـرای
ارزیابیدقّت تحلیل بهکار رفتـه، محاسـبات مطـابق بـا
شرایط عملی در مرجع شمارهی ۶ انجام شـد، و نتـایج حاصل با نتایج آزمایشگـاهی موجـود در ایـن مرجـع
مقایسه شدند.
تئوری
نحوهی شکلگیری هندسهی قطعه با پیشروی
سنبه. در شروع فرایند، پس از تماس سنبه با ورق و بـا
ادامهی پیشروی آن، ورق بر روی شانهی قالب و سـنبه خم میشود، سطح تماس آن با این مناطق افزایش یافته
و زاویهی خم که در شانهی قالب و سـنبه یـکسـان است، بیشتر میشود. زاویـهی خـم نـشاندهنـدهی مکان هندسی آخرین نقطـهی تمـاس ورق بـا شـانهی
قالب و یا شانهی سنبه است (شکل .((۱) با اسـتفاده از
روابط هندسی و اعمـال اصـلاحات لازم در معـادلات ارائه شده در مرجع ۱ بهمنظور اسـتفاده از آن بـهعنـوان
مدل تحلیلی در این مقاله، ارتباط زاویهی خم با شـعاع
شانههای قالب و سنبه، لقی بین آنها و جابجایی سـنبه با رابطهی زیر نمایش داده میشود:
] (۱) r (C r ) (L – r ) (C r )2 (L – r )2 – r 2 A sin[
t t (C rt )2 (L – rt )2 t t
t t
که در آن، rt = rp + rd، rd و rp بهترتیـب شـعاع
شانهی قالب و سنبه، C میزان لقی بین قالـب و سـنبه و
L میزان جابجایی سنبه ( L=0 در لحظهی تماس سـنبه با ورق در ابتدای فرایند) میباشند. زاویهی خـم بـر
حسب رادیان بیان میشود.
در شکل (۲) مشاهده میشود که روند افزایش با افزایش rp آهستهتـر مـیشـود. بـهعبـارت دیگـر، بـا
افزایش rp زاویهی خم در جابجایی بیشتری از سنبه
بهمقدار دلخواه میرسد. از آنجا که rd و rp در رابطهی
(۱) نقــش یکـسانی دارنـد، تــأثیر ایــن دو عامــل بــر
چگونگی افزایش زاویهی خـم یکـی اسـت. بنـابراین،
نمـودار مـذکور بـرای rp = 6 mm و rd = 4 – ۱۲ mm
نشریه مهندسی متالورژی و مواد ۱۳
نیز صادق است.
سنبه
قطعهکار
شکل۱ الف) تصویری از فرایند کشش عمیق، (ب): مناطق مختلف در قطعهی کشیده شده
در این بحث، فرض بر این است که تغییر شـکل
ماده تنها در نواحی دورلبه و شانهی قالب رخ میدهـد.
بنـابراین، جمـعشـدگی محیطـی و کـشیدگی شـعاعی
اجزای گردهیاولیه تا موقعی است که آنها بـا شـانهی
قالب در تماس باشند. بهعبارت دیگر، پـس از آخـرین
تماس ماده با شـانهی قالـب (طـی کـردن زاویـهی ( ،
اجزای ماده حرکت صلب خواهند داشت.
همـانطـور کــه در شـکل -۱) الــف) مــشاهده
میشود، با پیشروی سنبه گردهی ورقاولیه بـه شـعاع
R0 به یک قوطی نیمه کشیدهای تبدیل میشـود کـه از
پنج قسمت تشکیل شده است. مساحت این پنج ناحیـه
بــا در نظــر گــرفتن اجــزای کوچــک در مــاده و
انتگــرالگیــری، بــهکمــک روابــط هندســی محاســبه
میشود .[۱]
ناحیهی :I این ناحیه حلقوی شکل است و مساحت آن
برابر با [R2 -(R1 +C+rd )2 ] میباشد. در این رابطـه، R
شعاع لحظهای گرده (شعاع نقاط لبـهای دورلبـه) و R1
شعاع سنبه است.
شکل۲ تأثیر شعاع شانهی سنبه بر چگونگی افزایش زاویهی خم
۴۱ ارزیابی تحلیلی تاثیر شعاع شانه قالب و سنبه ;
ناحیهی :II رویهای مدور با قوس بیرونی اسـت کـه بـا
شانهی قالب در تماس بوده و مـساحت آن ( (Sd برابـر
است با:
Sd 2 rd [(R1 C)(cos -1)rd ] (2)
ناحیهی :III ایـن ناحیـه سـطح جـانبی یـک مخـروط
ناقص است که مساحت آن ( (Sw با استفاده از رابطـهی
زیر محاسبه میشود:
(۳) Sw p 1 tan2 q{[R1 C Rd (1- sin q)]2 –
– r (1- sin q)]2} 1 [R
p
ناحیهی :IV رویهای مدور با قوس داخلی است کـه بـا
شانهی پانچ در تماس بـوده و مـساحت آن (Sp ) برابـر
است با:
Sp 2 rp [R1(1- – cos )rp ] (4)
ناحیهی :V این ناحیه معادل سـطح صـاف کـف سـنبه است و مساحت آن برابر با (R1 – rp )2 میباشد.
با ادامهی پـیشروی سـنبه، نـواحی II، III و IV
بهطور پیوسته توسـعه مـییابنـد و وسـعت ناحیـهی I
کاهش مییابد، در حالی که ناحیهی V در طول فراینـد
ثابت باقی میماند.
محاسبهی نیروی سنبه
نیروی سنبه برابر است با حاصلضرب مـساحت سطح مقطع دیوارهی محصول در تنش اعمـالی بـر آن.
تنش وارد بر دیوارهی محصول در حالت کشش از چند بخش تشکیل شده است :[۶]
الف- تنش لازم بـرای کـشش شـعاعی مـاده ( Radial (Tension
ب- تنش لازم بـرای غلبـه بـر اصـطکاک بـین مـاده و
ورقگیر، و ماده و قالب
پ- تنش لازم برای خمش ورق ت- تنش لازم برای غلبـه بـر اصـطکاک بـین قطعـه و
قالب در ناحیهی شانهی قالب ث- تنش لازم برای بازخمش ورق
الف- تنش لازم برای کشش شـعاعی مـاده. بعـد از
پیشروی سنبه بـهمیـزان L، رابطـهی (۵) بـرای شـعاع
اولیهی ۰ برقرار است. این رابطه با توجـه بـه شـکل
(۱) و فرض ثابت بودن ضخامت بهدست آمده است:
۰۲ (R 1-rp )2 Sp Sw Sd S (5)
دو حالت زیر برای S وجود دارد:
-۱ اگر ۰ بهشکلی باشد که پس از جابجایی سنبه بـه
میزان L، اجزای کوچک با شعاع ۰ به شـانهی قالـب
نرسند. در ایـن حالـت، S سـطحی حلقـوی شـکل در
ناحیــهی دورلبــه اســت و مــساحت آن برابــر بــا
[۱۲ – (R1 C rd ) 2 ] مــیباشــد. ۱ شــعاع جــزء
کوچکی است که شعاع ابتدایی آن ۰ بوده است.
-۲ اگر ۰ بهشکلی باشد کـه پـس از جابجـایی سـنبه
بهمیزان L، اجزای کوچـک بـا شـعاع ۰ وارد شـانهی قالب شوند. در این حالت،S یک رویهیدوار با قوس بیرونی خواهد بود و اگر چه مساحت آن با اسـتفاده از رابطهای مـشابه بـا رابطـهی ۲ محاسـبه مـیشـودام،ـا
میتوانکمیت را بهگونهای تعریف کرد کهS ماننـد
حالت اول قابل محاسبه باشد. بهایـن ترتیـب، رابطـهی
(۵) به رابطهی زیر تبدیل خواهد شد:
Cr )2] 1 -r )2 S S S [2 – (R 1 2 (R
d 1 wd p p 0
– rd sin £ x £ R0 – (R1 C rd ) , 1 R1 C rd x
(۶)
بنابراین، بهازای جابجایی دلخـواه L و بـا فـرض
ثابت بودن ضخامت گردهی اولیه، کرنش شعاعی ایجاد
شده در هر جزءاولیه بـه شـعاع ۰ بـا جـایگـذاری رابطهی (۶) در رابطهی کرنش بهدست میآید:
rt ln 0
۱
Cr )2 1 S ) /(R w r ) 2 (S S 1 (R
۱ d d p p ln
۲
۱
(۷)
yt = knef
۱+n
۱۱۵۵
نشریه مهندسی متالورژی و مواد
مشاهده میشود که در جابجایی سنبه بهمیزان L،
بیشترین مقدار کرنش در جزءاولیهای اتفاق مـیافتـد
که شعاع آن (o) به کمترین مقدار ۱ تبدیل شده باشد.
بنابراین، برای دستیابی به بالاترین میزان کـرنش، لازم
است تـا x در رابطـهی ۶ برابـر بـا -rd sin باشـد. در
ایـنصـورت،Sدر رابطـهی (۵) بـا -Sd برابـر شـده و
رابطهی (۷) که بیشترین میزان کـرنش شـعاعی ایجـاد
شده بهازای L دلخواه را بهدست میدهـد، بـه رابطـهی
زیر تبدیل خواهد شد:
(۸) )/ w -r )2 +(S +S 1 (R
p p rt =ln
R1 +C+rd (1-sin)
از آنجا کـه حالـت کـرنش در ناحیـهی دورلبـه
صفحهای اسـت، کـرنش مـؤثر ef برابـر بـا r
خواهد بود. رفتار کارسختی اغلب فلـزات و آلیاژهـا از
رابطهی لودویک- هولومن ( = k n پیروی مـیکنـد.
در این تحقیق نیز فرض شده است که این رابطه برقرار است و بنابراین، تنش سیلان میـانگین از رابطـهی زیـر
بهدست میآید:
(۹)
اگر فرض کنیم که ef تنهـا در نتیجـهی کـشش
شعاعی ایجـاد شـده باشـد، yt تـنش سـیلان میـانگین اجزای کوچکی است که زاویهی خم آنها برابـر بـا است. در رابطهی (۹)، k ضـریب اسـتحکام و n تـوان کارسختی است. لازم به ذکر است که مطابق شکل (۱)،
زاویـهی خـم صـفر درجـه هنگـامی رخ مـیدهـد کـه
جابجایی سنبه صفر باشد.
علـــیرغـــم ایـــنکـــه نویـــسندگان مقالـــه از
نـاهمسـانگـردی مـواد در مقیـاس میکروسـکپی آگـاه
هستندام،ا همسانگردی ماده در مدل ارائه شده در این تحقیق پـیش فـرض شـده اسـت. بنـابراین، بـا فـرض
همسانگرد بودن ماده و برقـراری حالـت تعـادل بـرای نیروها و اعمال شرایط مرزی برای یـک جـزء کوچـک
۱۵
دلخواه واقع در ناحیهی دورلبه، تنش کششی (r) برای
کشش شعاعی اجزای کوچک دورلبه تا آخرین نقـطی
تغییر شکل (آخرین نقطهی تماس ماده با شانهی قالب)
و تشکیل دیوارهی محصول با استفاده از رابطـهی زیـر محاسبه میشود :[۸]
rt 1155yt ln R (10)
۱
اگر در رابطهی (۶) بهجای ۰ و۱ بهترتیـبR0
و R قــرار داده شــود، و R بــهدســت آمــده از آن در
رابطهی (۱۰) جایگزین شـود، تـنش کشـشی خـالص
بهشکل زیر محاسبه میشود:
rt 1155y t ln R02 – (R1 – rp )2 – (Sp Sw Sd ) / (R1 C rd )2
R1 C rd (1 – sin )
(۱۱)
ب- تنش لازم برای غلبه بر اصطکاک بین ورق گیر و قالب. با استفاده از رابطههای ذکـر شـده در مرجـع ۶،
تنش اصطکاکی (ff) بهشکل زیر قابل محاسبه خواهـد
بود:
(۱۲) Fbh ff
Cr )t 1 ( R
۰ d
در این رابطه، ضریب اصـطکاک، Fbh نیـروی ورقگیر و t0 ضخامت ورق است (فرض بر این اسـت
که ضخامت در طول فرایند ثابت باقی بماند).
پ- تنش لازم برای خمش ماده. در نقطهی A (فصل
مشترک دورلبه و شانهی قالب)، اجـزای کوچـک مـاده
دچار خمش میشـوند. بـا در نظـر گـرفتن یـک جـزء
کوچک و نوشتن تعادل نیروهـا و موازنـهی نـرخ کـار
ورودی و خروجی بهاین جزء، تنش لازم برای خمـش
ماده بهشکل زیر محاسبه میشود :[۶,۹]
(۱۳) f2 (rf ff )2 ]
t0 [y b
۳yf (2rd t0 )
۶۱ ارزیابی تحلیلی تاثیر شعاع شانه قالب و سنبه ;
yf تنش تسلیم المانی است کـه در جابجـایی L
به نقطه A رسیده و rf نیز تـنش شـعاعی لازم جهـت
کشش شعاعی المانهای فلنج تا نقطه A می باشد.
کرنش مؤثری که در نقطهی A ایجاد میشود، بـا
استفاده از رابطهی زیر بهدست میآید:
(۱۴) (R – r )2 (S S S ) / 1155ln rf
pwd 1 p
R1 C rd
yf را میتوان با استفاده از رابطهای مشابه بـا رابطهی (۹) محاسبه کرد، و rf نیـز هماننـد آنچـه در مورد rt شرح داده شد، بـهصـورت زیـر و مـشابه بـا
رابطهی (۱۱) قابل محاسبه خواهد بود:
اشتراکگذاری:
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
