16361

16361

مطالعه تجربي و عددي حرارت دهي موضعي در فرآيند شكل دهي پوسته ها

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

شهريور ماه 1395

دكتر محمد صديقي

مكانيك

چكيده لوله هاي كنگره دار بخش مهمي از سازه هاي انعطاف پذير و كاهش دهنده ضربه مي باشند و به دليل خواص ويژه شان در جذب نوسانات مكانيكي، جذب انبساط و انقباض ناشي از گرم و سرد شدن، در صنايع مختلفي نظير صنعت خودروسازي، هوافضا، سيستم هاي لوله، صنايع نظامي و ميكروالكترومكانيك كاربرد دارند. روش هاي مختلفي براي ساخت لوله هاي كنگره دار وجود دارد كه شامل روش هاي ماشينكاري، جوشكاري و شكل دهي مي شود. روش هاي سنتي نيازمند قالب و تجهيزات ديگر مي باشد كه باعث افزايش هزينه ها و زمان ساخت مي شود. با توجه به افزايش نياز به شكل هاي مختلف اين لوله ها روش هاي توليد آن ها در حال توسعه مي باشد. در سال هاي اخير گرايش بيشتر به سمت روش هاي بدون قالب بوده است. روش حرارت دهي موضعي و اعمال فشار محوري روشي ابداعي مي باشد كه مورد توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش، شكل دهي اين لوله ها توسط روش حرارت دهي موضعي با قوس الكتريكي و اعمال فشار محوري مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر آزمايشات تجربي، شبيه سازي عددي نيز براي مطالعه پارامتريك فرآيند انجام شده است. نتايج نشان مي دهد كه با كنترل پارامترهاي مختلف مانند ميزان جابجايي اعمال شده و شدت جريان دستگاه مولد قوس، مي توان به شكل دلخواه تابيدگي دست يافت. استفاده از اين روش باعث افزايش 108 درصدي جذب انرژي نسبت به لوله اوليه شده است و بر خلاف فرآيندهاي سنتي شكل دهي، باعث افزايش ضخامت 30 درصدي در قله تابيدگي مي شود. اين روش مي تواند جايگزين احتمالي مناسبي براي ساير روش هاي حرارت دهي موضعي نظير استفاده از تجهيزات القايي باشد، چرا كه باعث حذف هزينه دستگاه هاي فركانس بالاي آن مي شود. واژه‌هاي كليدي: لوله هاي كنگره دار، پوسته هاي فلزي، حرارت دهي موضعي، قوس الكتريكي، شكل دهي بدون قالب

1395/11/02

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Metal bellows are important parts in flexible an​d shock absorber structures. They are used in various industries such as car manufacturing, aerospace due to their special properties in absorbing mechanical vibrations an​d also expansion an​d shrinkage. In general, production methods of metal bellows are welding, machining an​d forming. Their traditional methods need dies an​d tools which leads to high cost of dies an​d machinery. Recently, dieless forming processes have been introduced to reduce the high cost of dies an​d tools. In this work, local heating an​d axial compression techniques are innovative ideas which have been taken into consideration for bellows manufacturing. A parametric study of the process have been performed by experiments an​d also numerical simulations. Results show that suitable convolution shape can be achieved by controlling process parameters like applied displacement an​d device current. By using this method, part energy absorption has been increased by 108 % in relation to initial tube. In contrast to traditional forming processes, crown thickness has been increased by 30 % that leads to higher strength. This method can be introduced as a suitable alternative process for high cost induction local heating. Keywords: Metal Bellows, Shell forming, Local Heating, Electric Arc, Finite Element Method, Dieless Forming