پديد آورنده :
رزاززاده، امير
عنوان :
شبيه سازي فرآيند نورد سه غلتكي اصلاحي در توليد لوله بدون درز با رهيافت مكانيك آسيب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
دوازده،93ص.: مصور،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمود فرزين، رضا جعفري ندوشن
توصيفگر ها :
نورد لوله سه غلتكه , شبيه سازي اجزا محدود
تاريخ نمايه سازي :
94/1/19
استاد داور :
جمشيد پرويزيان، محمد مشايخي
چكيده فارسي :
چكيده روش نورد سرد لوله از فرآيندها رايج توليـد لولـه بـدون درز اسـت ـ ـ ـ ـ فرآيند نورد پيلگر به روش سهغلتكه از مهمترين و مناسـبتـرين روشهـا ـ ــ توليد اين نوع لولهها با روش نورد ميباشد اما مشكلاتي نيز برسـر راه ـ توليد لولهها بدون درز با اين روش وجود دارد يكـي از ايـن مشـكلات ـ ـ ـ تركها ايجاد شده در لوله نهايي است يكي از روشها مهم پـيشبينـي و ـ ـ كاهش اين تركها استفاده از شبيهساز عدد فرآيند است در اين تحقيـق ـ به شبيهساز اجزا محدود آسيب در فرآيند پيلگر سرد به روش سـهغلتكـه ـ در نرمافزار اجزا محدود آباكوس پرداخته ميشود در اين شبيهسـاز هـا ـ ـ جهت مشاهده آسيب از سه مدل آسيب شامل مدل آسـيب نـرم لمتـر و اصـلاح ـ ـ ـ ـ شده لمتر و مدل آسيب تجمعي در قالب سه زيربرنامه برا تحليل در نرم افزار آباكوس استفاده ميشود با بررسي نوع بـار اعمـال شـده در ايـن ـ ـ ـ ـ فرآيند مشخص شد كه بارگذار از نوع معكوس شونده ميباشد و بايد مـدل ـ ها آسيب انتخاب شده توانايي مدل كردن رفتار ماده همراه با كارسختي تركيبي را داشته باشند بنابراين مـدلهـا آسـيب مـذكور در دو حالـت ـ ـ ـ ـ ـ كارسختي همسان و تركيبي پيادهساز شد به دليل پيچيدگي در مشتقگيـر ـ از معادلات آسيب جايگزيني برا روش مشتقگيـر پيشـنهاد داده شـد از ـ ـ ـ دستآوردها مهم اين تحقيق استفاده از روشي جديد در پيادهسـاز مـدل ـ ـ آسيب اصلاح شده لمتر با كارسختي تركيبي بود كـه بسـيار از مشـكلات و ـ ـ ـ پيچيدگيها روش قبلي را برطرف نمود به دليل هزينه محاسـباتي بـالا ـ ـ شبيهساز اين فرآيند در مدلساز علاوه بر در نظر گرفتن تقارن روشـي ـ جديد برا كاهش حجم محاسبات و كاهش مراحل شبيهساز ارائه شـده اسـت ـ ـ سپس از صحت زيربرنامهها نوشته شده توسط شبيهساز عدد چنـد آزمـايش ـ ـ متداول و مقايسه نتايج حاصل از اين شبيهساز هـا بـا نتـايج تجربـي و ـ ـ ـ ـ عدد پژوهشها قبلي اطمينان حاصل شد و پس از بررسـي و رفـع خطاهـا ـ ـ ـ احتمالي مدلساز نتايج حاصل از شبيهساز فرآيند پيلگر سهغلتكـه بـا ـ ـ نتايج پژوهشها مرتبط مقايسه شد كه تطابق بسيار خوبي با آنها داشـت ـ شبيهساز ها نشان ميدهد هر سه مدل آسيب پيشبيني خـوبي در مـورد نقـاط ـ ـ ـ آسيب ماكزيمم ارائه ميدهند اما تفاوت قابل ملاحظـها در ميـزان آسـيب ـ ـ ـ مدل لمتر و اصلاح شده لمتر به دليل لحاظ نشدن اثر بستهشدن تركهـا در ـ فشار در آسيب لمتر وجود دارد از ديگر نتايج بدست آمده كمتر بـودن ـ مقادير آسيب حاصل از مدلها آسيب با كارسختي تركيبي نسـبت بـه همـان ـ ـ ـ مدلها آسيب با كارسختي همسان در شرايط يكسان ميباشد همچنين نتـايج ـ بدست آمده نشان دهنده شروع رشد ترك از سطح خارجي لوله ميباشـد اثـر ـ ـ پارامترها فرآيند شامل ميزان تغذيه در هر مرحله و ضريب اصطكاك بين اجزا فرآيند در ميزان آسيب بررسي شده است از جمله نتـايج مهـم در ـ ـ اين بررسيها مشخص شد كه تغيير در ضريب اصطكاك سطح خارجي لوله كـه در ـ تماس با غلتكها قرار دارد تأثير زياد بر ميزان آسـيب بوجـود آمـده ـ ـ ـ در لوله ميگذارد همچنين مشخص شد تفاوت اصطكاك سـطح داخلـي و خـارجي ـ ـ ـ لوله باعث بهوجود آمدن كرنش برشي در لولـه و در نتيجـه افـزايش رشـد ـ ـ ـ ـ آسيب در لوله ميشود با توجه به نتايج بدست آمده كمترين ميزان آسـيب ـ زماني پديد ميآيد كه ضريب اصطكاك سطح داخلـي بـا ضـريب اصـطكاك سـطح ـ ـ ـ ـ ـ خارجي لوله برابر و تا حد ممكن كوچك باشد با بررسـي ميـزان تغذيـه ـ ـ ـ مشخص شد هرچه ميزان تغذيه در هر مرحله بيشتر باشـد ميـزان آسـيب در ـ ـ ـ انتها فرآيند كمتر است در پايان از ميان سه مدل آسـيب ذكـر شـده ـ ـ ـ مدل آسيب اصلاح شده لمتر با كارسختي تركيبي بـه عنـوان بهتـرين مـدل ـ ـ ـ ـ برا پيشبيني ميزان آسيب در فرآيند پيلگر سـهغلتكـه معرفـي شـد بـا ـ ـ ـ ـ ـ نتايج بدست آمده از اين تحقيق ميتوان فرآيند توليد ايـن لولـههـا را ــ ـ در جهت كاهش ميزان آسيب در محصول بهبود بخشيد كلمات كليد
چكيده انگليسي :
Simulation of Three Roller Sizing Process of Seamless Tube Manufacturing Using Damage Mechanics Principles Amir Razazzadeh a razazzadeh@me iut ac ir Date of Submission 2015 01 11 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mahmoud Farzin farzin@cc iut ac irSupervisor Reza Jafari Nedoushan rjafari@cc iut ac irAbstractCold tube rolling process is one of the current seamless tube manufacturing methods HPTR High PressureTube Reducer cold pilgering is the most appropriate and important technique for manufacturing of thesetubes However there are some challenges in manufacturing of seamless tubes with this method One of theserious problems of this process is micro cracks in final product Numerical modeling is a method to predictand reduce these micro cracks In current study damage in HPTR cold pilgering process is simulated by thefinite element software ABAQUS In these finite element simulations three different subroutines concerningthree different damage models including Lemaitre model modified Lemaitre model and cumulative damagemodel are used to predict damage initiation in the process Considering the type of applied loads that isreverse loading the selected damage models must have the ability to model the material behavior withcombined hardening For this purpose the damage models in both case of isotropic and combined hardeningwere implemented Due to the complexity in derivation of damage equations an alternative method forderivation has been proposed One of the important achievements of this research is using a new method toimplement modified Lemaitre damage model with combined hardening This procedure reduced manydifficulties and complexities of previous methods Due to the high computational cost of the simulations rather than considering symmetry of the process a new method is also proposed to reduce computational costand process steps To insure validation of subroutines several benchmark tests were simulated and obtainedresults were compared with experimental and numerical results of previous researches After reviewing andfixing possible errors in HPTR cold pilgering simulation results were compared with available experimentaland numerical results and a good agreement was observed The results show that three mentioned damagemodels correctly predict damage distributions but predicted damage by Lemaitre model is more thanmodified Lemaitre model due to ignoring crack closure effect in compressive loads In the same models andconditions the amount of damage resulting from damage models with combined hardening is less thandamage models with isotropic hardening Also results represent that the crack growth is started from theexternal surface of the tube Effects of process parameters like tube feed rate and friction coefficientsbetween tools and tube on damage distributions are also investigated It is shown that changing in frictioncoefficient of external tube surface which is in contact with rollers have great effect on the amount of resulteddamage on tube also it is realized that different tube internal and external friction coefficients cause shearstrain in tube that increase damage According to these results the least amount of damage appears when theinternal and external friction coefficients are the same and small as possible Increasing tube feed rate alsocan increase damage in final tube Finally the modified Lemaitre model with combined hardening wasintroduced as the best damage model to prediction of damage in HPTR cold pilgering process By using theresults of this study it is possible to improve manufacturing process of these tubes in order to reduce theamount of damage in final products Keywords HPTR cold pilgering Seamless tube Finite element modeling Damage mechanics
استاد راهنما :
محمود فرزين، رضا جعفري ندوشن
استاد داور :
جمشيد پرويزيان، محمد مشايخي
