پديد آورنده :
علي‌دوست لمر، عليرضا
عنوان :
مدلسازي رفتار اصطكاكي در ميكروشكل دهي فلزات
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
د، 69ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده
توصيفگر ها :
ميكروشكل‌دهي , مدل اصطكاكي , آزمون ميكروحلقه , اثر اندازه
استاد داور :
محمود فرزين، محسن اصفهانيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/06/16
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/06/19
چكيده فارسي :
بهدليل پديدهي اثر اندازه، بسياري از مدلهاي مرسومِ اصطكاكي كه در شكلدهي فلزات مورد استفاده قرار ميگيرند، در
مقياسهاي كوچك قابل استفاده نيستند. اثر اندازهي اصطكاكي بهعنوان يكي از مهمترين پديدهها در شكلدهي فلزات در اين مطالعه
مورد بررسي و كميسازي قرار گرفته است. در اين مطالعه مدلهاي اصطكاكي مختلف در شرايط اصطكاك خشك و اصطكاك
روانكاري شده، كه بر مبناي تئوري حفرههاي باز و بسته توسعه داده شدهاند، مورد بررسي قرار گرفته است. اثر اندازه به وسيله معرفي
پارامتر اندازه/مقياس 𝜆 در كميسازي اصطكاك در مقياسهاي بسيار كوچك در محاسبات وارد شده است. همچنين از كسر سطح
تماس موثر بهعنوان پارامتر ديگري در تخمين وضعيت اصطكاك استفاده شده است. زيربرنامه VFRIC_COEF با استفاده از مدل
اصطكاك عمومي براي اصطكاك خشك و اصطكاك روانكاري شده بهمنظور استفاده در فرآيند حل عددي توسط حلگر محاسباتي
آباكوس توسعه داده شدهاست. همچنين روشي مدون بهكمك آزمون فشار حلقه در مقياسهاي مختلف در كنار شبيهسازيهاي
المان محدود با استفاده از زيربرنامههاي توسعه دادهشده بهمنظور تعيين پارامترهاي تعريفشده در مدل اصطكاكي مانند پارامتر
اندازه/مقياس 𝜆 و فاكتور اصطكاك 𝑓 ارائه شده است. در نتيجهي اين مطالعه مشاهده شد كه در شرايط اصطكاك خشك اثر اندازه
مشاهده نميشود و با تغيير در ابعاد نمونهها تغييري در شرايط اصطكاكي بروز نميكند. همچنين مشاهده شد كه فاكتور اصطكاك
فقط تابع اندركنش ناهمواريهاي سطوح جامد بوده و تغيير در ابعاد نمونهها و يا حتي استفاده از روانكار تاثيري در مقدار آن ندارد.
همچنين مشاهده شد با كاهش ابعاد، رفتار اصطكاكي در وضعيت استفاده از روانكار بين سطوح بهشكل غيرخطي تغيير ميكند و
ضريب اصطكاك بهطور قابل ملاحظهاي افزايش مييابد. مشاهده شد كه با كاهش ابعاد و نزديك شدن پارامتر اندازه/مقياس به عدد
1 بهدليل فاصله گرفتن منحنيهاي ضريب اصطكاك از يكديگر، تغييرات به وجود آمده در نتايج شبيهسازيها اختلافي قابل توجه
از خود نشان ميدهند؛ بهطوري كه براي 𝜆 هاي نزديك به 1 ضريب اصطكاك تا 10 برابر نيز افزايش مييابد.
چكيده انگليسي :
Due to the size effect phenomenon, many conventional friction models used in metal forming are not applicable on the micro-scale. The frictional size effect as one of the most important phenomena in micro-metal forming has been investigated and quantified in this study. Different frictional models developed based on open and closed lubricant pockets (OLP/CLP) theory have been investigated in dry and lubricated friction conditions. The so-called size effect entered the calculations by introducing the size/scale parameter 𝜆 to quantify friction on the micro-scale. Also, the real contact area has been used as another parameter to calculate the friction force at contacting surface. VFRIC_COEF subroutines have been developed using the general friction model for dry and lubricated friction to be implemented into the numerical calculations by ABAQUS computational solver. Also, by employing the ring compression test in different scales and the finite element simulations using the developed subroutines, a practical method has been provided to determine the parameters defined in the friction models, such as the size/scale parameter λ and the friction factor 𝑓. The results are indicated that there is no size effect in dry friction condition so, there is no change in the coefficient of friction by reducing the dimensions of the workpiece. It was also observed that the friction factor 𝑓 only depends on the interactions of the solid surface’s roughness, and the dimensions of the workpiece or lubrication conditions do not affect its value. Meanwhile, in lubricated frictional conditions, by reducing the workpiece dimensions, the frictional behavior between the surfaces varies non-linearly, and the coefficient of friction increases significantly during the forming process. As the dimension decrease and the size/scale parameter approaches 1, the difference among the coefficient of friction curves becomes significant; for instance, when λ is close enough to 1, the coefficient of friction increases up to 10 times in comparison with the macro-scale.
استاد مشاور :
صالح اكبرزاده
استاد داور :
محمود فرزين، محسن اصفهانيان
