12344

12344

مطالعه تجربي و عددي فرآيند ليزر فورمينگ براي شكل دهي ورق هاي چندلايه

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي

آبان ماه 1392

آبان ماه 1392

دكتر محمد رياحي

دكتر محمد حسين پور گللو

چكيده فرآيند شكل¬دهي ورق¬هاي فلزي با استفاده از پرتوي ليزر، يكي از روش¬هاي نوين خمكاري مي¬باشد كه در آن هيچ نيازي به نيروي مكانيكي خارجي وجود ندارد. شكل¬دهي ورق¬هاي دولايه كاربرد فراواني در صنايع هوايي، دريايي و نظامي دارد. در اين پژوهش به مطالعه عددي، آماري و تجربي فرآيند شكل¬دهي با ليزر، جهت خمكاري ورق¬هاي دولايه آهن/ آلومينيوم و آهن/ مس پرداخته شده است. مزيت اين ورق¬هاي دولايه نسبت به انواع تك لايه¬شان، دارا بودن خواص هر دو جنس ماده مي¬باشد. در قسمت تحليل عددي، با استفاده از روش حل كوپل حرارتي- مكانيكي، به مطالعه توزيع حرارت در مكان¬هاي مختلف قطعه¬كار و ميزان خمش ورق دولايه، تحت شرايط مختلف پرداخته شده است. در ادامه، به تحليل آماري اين فرآيند پرداخته شد و با انجام طراحي آزمايش به روش تاگوچي، رابطه¬اي پارامتري جهت استخراج زاويه خمش استخراج گرديد. جهت انجام آزمايشات تجربي خمش قطعه¬كارها، از دو نوع ليزر Nd:YAG و CO2 با بيشينه توان 300 و 3000 وات استفاده شد. در اين قسمت از تحقيق، به بررسي تغييرات زاويه خمش با افزايش توان ليزر پرداخته شد. در انتها، جهت بررسي تاثير فرآيند خمكاري با ليزر بر مقاومت به خوردگي قطعه¬كارها، از دو آزمايش اسپري نمك و پلاريزاسيون استفاده شد. نتايج حاصل از تحليل عددي فرآيند خمكاري ورق آهن/ آلومينيوم، نشان داد كه گراديان دمايي در لايه آلومينيومي بسيار اندك بوده و دماي دو سطح فوقاني و تحتاني اين لايه، تقريباً برابر است. تحليل آماري فرآيند مشخص كرد كه توان ليزر، تاثيرگذارترين و قطر پرتوي ليزر، كم اهميت¬ترين پارامتر در ميزان خمش قطعه¬كارها مي¬باشد. با انجام آزمايشات تجربي ليزر، نرخ تغييرات زاويه خمش قطعه¬كار با افزايش توان ليزر مشخص گرديد و همخواني نتايج تحليل عددي و آزمايشات تجربي نشان داده شد. با بررسي هر دو آزمون اسپري نمك و پلاريزاسيون، مشخص گرديد كه افزايش تعداد پاس¬هاي ليزر، منجر به بهبود مقاومت به خوردگي قطعه¬كارها خواهد شد. واژه‌هاي كليدي: شكل¬دهي با ليزر، ليزر فورمينگ، ورق دولايه.