14938

14938

تحليل عددي و تئوري فرايند TECAP (تلفيق فرايندهايECAP و پيچش)

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر حسين بيسادي

مكانيك

چكيده اعمال كرنش پلاستيكي شديدبر روي فلزات به منظور ايجاد ساختار نانوكريستالي، موضوع بسياري از پژوهش‌هاي اخير بوده است.تحقيقات نشان مي دهد كه ساختار نانوكريستال باعث بهبود خواص مكانيكي از جمله استحكام تسليم و مقاومت در برابر سايش مي‌شود. در اين تحقيق، تركيب روش پرس در كانال‌هاي همسان زاويه‌دار و تغيير شكل پيچشي، با استفاده از تحليل المان محدود سه بعدي و تحليل تئوري كران بالا مورد مطالعه قرار گرفته است. اين فرايند، پرس پيچشي در كانال‌هاي همسان زاويه‌دار ناميده مي‌شود. در اين فرآيند نسبت به فرايند ECAP فشار مورد نياز كمتر و كرنش اعمال شده بيشتر است. همچنين توزيع كرنش يكنواخت‌تر از فرايند ECAP است. در ابتدا براي ماده آلومينيوم 351 T-2024 با استفاده از شبيه‌سازي فرايند در نرم‌افزار ABAQUS عوامل تأثيرگذار بر كرنش معادل و فشار اكستروژن، كه شامل زاويه بين كانال‌ها، زاويه انحنا خارجي كانال، فشار پشتي، سرعت زاويه‌اي و ضريب اصطكاك مي‌شود بررسيشده است. سپس مشاهده شد كه در قالبي با زاويه ̊90، زاويه انحناي خارجي ̊30، فشار پشتي 150 مگاپاسكال و همچنين سرعت زاويه‌اي rad/s 3 و ضرايب اصطكاك 06/0 و 08/0 در كانال اول و دوم يكنواخت‌ترين توزيع كرنش با انحراف معيار 151/0 بدست آمد. سپس با استفاده از روش كران بالا و روابط مربوط به آن نتايج شبيه‌سازي و تئوري مقايسه و مشاهده شد كه كرنش‌هاي حاصل از تحليل كران بالا به كرنش‌هاي تحليل المان محدود بسيار نزديك بوده و به طور ميانگين حدود 5 درصد اختلاف وجود داشته، كه غالباً كرنش‌هاي تئوري كمتر از كرنش‌هاي عددي بودند. اما در مورد فشار اكستروژن مقادير حاصل از تحليل كران بالا بيشتر بود. سپس براي اعتبارسنجي رابطه تئوري فرمول كرنش مربوط به رابطه تئوري با ضرايب نامشخص وارد نرم‌افزار متلب شده و با استفاده از داده‌هاي عددي ضرايب بدست آمدند كه اين ضرايب بسيار نزديك به ضرايب رابطه تئوري بود و به صورت ميانگين حدود 9 درصد خطا مشاهده شد. مي‌توان نتيجه‌گيري كرد كه روش اكستروژن پيچشي در كانال‌هاي همسان زاويه‌دار مي‌تواند فرآيندي كارآمد براي توليد مواد فوق‌العاده ريز دانه باشد. واژه‌هاي كليدي:تغييرشكل،TECAP، نانوساختار، كرنش پلاستيك معادل