15366

15366

ارزيابي اثر پارامترهاي خمكاري ورق هاي ضخيم بر تنش هاي پسماند حاصله

دكترا

مكانيك گرايش طراحي كاربردي-مكانيك جامدات

بهمن ماه 1394

بهمن ماه 1394

دكتر محمد صديقي

چكيده فرآيند خمكاري سه غلتكي يكي از روش¬هاي ساخت مخازن و استوانه هاي با شعاع انحناي مشخص از ورق¬هاي ضخيم است. روابطي كه بتواند شعاع انحناي قطعات توليد شده را براساس پارامترهاي هندسي فرآيند (شامل قطر غلتك¬ها، فاصله ميان غلتك¬ها و ميزان حركت عمودي غلتك مياني) تعيين كند، عموماً از دقت كافي برخوردار نيستند. همچنين دو پديده مهم فيزيكي در حين فرآيند خمكاري سه غلتكي (شامل القاي توزيع تنش پسماند غير¬يكنواخت در راستاي ضخامت و تغيير شعاع انحنا پس از برداشتن نيرو (برگشت فنري)) رخ مي¬دهد. در اين رساله با استفاده از روابط پايه مكانيك توزيع تنش هاي پسماند براي مواد با رفتار مختلف در ناحيه پلاستيك مورد مطالعه قرار گرفته است و رابطه تحليلي براي تخمين تنش هاي پسماند ناشي از فرآيند خمكاري براي مواد با رفتار الاستيك-كاملاً پلاستيك، الاستيك-پلاستيك خطي و الاستيك-پلاستيك تواني، ارائه گرديده است. با تعيين نسبت عرض ناحيه الاستيك باقيمانده در حين فرآيند خمكاري به ضخامت به عنوان يك پارامتر كليدي در استخراج روابط، توزيع تنش¬هاي پسماند، مقدار ماكزيمم تنش پسماند القايي و ميزان برگشت فنري تعيين گرديده است. تعداد پنج نمونه از فولاد Mo40 با شعاع انحناي مختلف و ضخامت 10 يا 20 ميلي¬متر توسط فرآيند خمكاري سه غلتكي تهيه گرديده و توزيع تنش¬هاي پسماند با كمك روش شيار¬زني و براساس انجام تحليل ميزان عدم قطعيت تعيين گرديده است. مدل¬سازي المان محدود فرآيند انجام پذيرفته است. مقايسه نتايج اندازه¬گيري تجربي با نتايج حل تحليلي و نتايج بدست آمده از مدل المان محدود، تطابق بسيار خوبي را نشان مي دهد. توزيع تنش¬هاي پسماند توسط شبكه عصبي مصنوعي تخمين زده شده است. براي اين منظور تعداد 48 مدل¬سازي المان محدود مختلف انجام شده و از شعاع انحناي قطعات خمكاري شده براي آموزش شبكه عصبي استفاده شده است تا بتوان با استفاده از بهترين شبكه آموزش داده شده،شعاع انحنا را بدست آورد و سپس با كمك روابط تحليلي ارائه شده توزيع تنش¬هاي پسماند را تعيين نمود. از ديگر بخش¬هاي اين رساله مطالعه پارامتريك فرآيند مي¬باشد كه با كمك روابط تحليلي استخراج شده، تاثير استحكام تسليم ، ضريب كارسختي و رفتار متفاوت منطقه پلاستيك بر توزيع تنش¬هاي پسماند، ماكزيمم تنش پسماند، تنش پسماند در سطوح بيروني، ضريب برگشت فنري و شعاع انحنا مورد مطالعه قرار گرفت. با كاهش شعاع انحنا تفاوت ميان توزيع تنش¬هاي پسماند در مدل¬هاي مختلف تشديد مي گردد در حالي كه بيشترين اختلاف ميان ميزان برگشت فنري هنگامي اتفاق مي افتد كه نسبت عرض ناحيه الاستيك به ضخامت بين مقادير 1/0 تا 4/0 باشد. واژه‌هاي كليدي: خمكاري،تنش پسماند، حل تحليلي، روش شيارزني، تخمين شعاع انحنا، عدم قطعيت.