17780

17780

مطالعه تجربي و تئوري و عددي ضرايب جانسون كوك براي بيان رفتار ديناميكي مواد

كارشناسي ارشد

ساخت و توليد

دي 1395

دكتر داوودي و معدوليت

دكتر هاشمي

مكانيك

با توجه به كاربرد گسترده فرآيند ماشين‌كاري در توليد قطعات صنعتي، بهينه سازي اين فرآيند از موضوعاتي است كه توجه محققان را به خود جلب كرده است. در اين ميان استفاده از شبيه‌سازي المان محدود داراي مزايايي مانند پيش بيني نيروهاي برشي، توزيع تنش و دما، تخمين سايش ابزار و تنش باقيمانده، بهينه سازي هندسه ابزار و شرايط برش و غيره بيشتر مورد توجه واقع شده است. اما ميزان دقت و قابليت اعتماد نتايج پيش بيني شده عمدتا به انتخاب معادله ساختاري كه تنش سيلان ماده را تحت شرايط برش (كرنش، نرخ كرنش و دما) بيان نمايد، وابسته مي باشد. معادلات ساختاري مختلف و مدل هاي متفاوتي براي مدل سازي تنش سيلان مواد تحت شرايط حاكم بر ماشينكاري ارائه شده است. يكي از دقيق ترين و كاربردي ترين معادلات ارائه شده، معادله بنيادي جانسون-كوك مي باشد. اين معادله داراي 5 ضريب است كه براي هر ماده مشخص تعيين مقادير ضرايب لازم و ضروري است. دقت تعيين مقادير باعث افزايش دقت معادله شده و به مدل سازي بهتر رفتار مواد كمك مي نمايد. در اين پژوهش از ضرايب مختلف ارائه شده در منابع مختلف براي آلومينيم آلياژي 2024 به منظور تعيين بهترين ضرايب براي قطعه اي از آلومينيم 2024 استفاده شده است. به منظور دسترسي به هدف پژوهش از شبيه سازي اجزاء محدود استفاده شده است. به منظور صحت سنجي شبيه سازي، دماي نوك ابزار برشي در آزمايش هاي تجربي با پارامترهاي مختلف برشي، اندازه گيري شده است. تست كشش بر روي قطعه مورد نظر انجام و با استخراج منحني تنش-كرنش حقيقي، ضرايب A، B و n تعيين شده اند. سپس به روش هاي آماري مناسب ترين ضرايب از ميان مقادير موجود انتخاب و با شبيه سازي فرايند تراشكاري 2024 Al، عملكرد معادله J-C مورد بررسي قرار گرفته است. واژه‌هاي كليدي:ماشين‌كاري ، شبيه‌سازي المان محدود، تنش سيلان، توزيع دما، مدل جانسون-كوك

1396/06/21

1/1/1900 12:00:00 AM

As the machining has wide application in production of industrial parts, the optimization of this process is an attractive topic for researchers. Moreover, the finite element method has several advantages like estimation of the shear forces, distribution of tension and temperature, estimation of erosion and remained tension, dimension of tools optimization, and cutting conditions, Most of the times the level of accuracy and reliability of the estimated results depends on the selection of the fundamental equation, which expresses the flow tension of the material under the shear conditions (strain, strain rate, and temperature). Different fundamental equations and models are presented for simulating the materials’ flow tension under machining conditions. One of the most accurate and practical equations is Johnson and Cook fundamental equation which is applied in this thesis in order to simulate the flow tension of Aluminum 2024 alloy. Keywords: Machining – Flow Stress – Finite Element Method – Johnson & cook method – Alloy 2024