23568

بررسي عددي تشكيل كانال در فرايند كانال‌سازي اصطكاكي اغتشاشي

مهندسي مكانيك

مهندسي مكانيك

1396

20/12/1399

دكتر محمد حق پناهي

مهندسي مكانيك

فرايند كانال‌سازي اصطكاكي اغتشاشي يك روش نوين براي ساخت اين مسيرهاي داخلي در يك قطعه يكپارچه و در يك مرحله است. اين روش بر پايه استفاده بهينه از يك عيب جرياني متداول در فرايند جوش‌كاري اصطكاكي اغتشاشي، به نام عيب حفره كرمي شكل، پايه‌گذاري شده است. در سال‌هاي اخير پژوهش‌هاي مختلفي براي شناخت بهتر فرايند انجام‌شده است اما براي درك بهتر چگونگي انجام فرايند، به توجه به اصول اوليه فرآيند، لازم است كه شكل جريان مواد در فرايند به‌طور دقيق‌تر موردبررسي قرار بگيرد. در پژوهش انجام‌شده از روش تحليل عددي براي بررسي جريان مواد در فرايند استفاده‌شده است. در راستاي بررسي دقيق شكل جريان مواد، نحوه سيلان مواد در نواحي مختلف قطعه موردبررسي قرارگرفته است. در ابتدا براي مشخص شدن تاثير هندسه ابزار و نيز راستاي دوران آن، سه آزمون مختلف انجام شده‌است كه نشان‌دهنده اين مساله است كه انتخاب ابزار با هندسه مناسب متناسب با راستاي دوران آن، در حركت جريان مواد در راستاي عمودي يك مساله مهم به شمار مي‌رود. براي درك بهتر شكل جريان مواد در فرايند كانال‌سازي اصطكاكي اغتشاشي، سيلان مواد در ضخامت‌هاي مختلف قطعه و نيز موقعيت‌هاي مختلف آن بررسي شده‌است. اين بررسي‌ها نشان‌دهنده اين مطلب است كه مواد در قسمت‌هاي بالايي قطعه تاثير بيشتري در تشكيل سقف كانال در قطعه دارند. همچنين تاثير جريان مواد در قسمت پسرو قطعه در تشكيل سقف كانال بيشتر از قسمت‌هاي پيش‌رو قطعه است. براي درك بهتر علت شكل‌گيري الگوي جريان مواد، شكل سيلان مواد و نيز نيروهاي داخلي قطعه در بخش‌هاي بيشتري از قطعه بررسي شده‌است. اين بررسي‌ها علاوه بر مشخص كردن علت شكل‌گيري شكل الگوي جريان مواد در قطعه، ناحيه پيشرو قطعه را براي شروع تشكيل كانال مستعد مي‌دانند. در بررسي ديگر انجام‌شده، ميدان سرعت در راستاهاي مختلف قطعه در طول فرايند، بررسي‌شده است. اين بررسي شرايط چسبندگي-لغزشي را براي تماس بين ابزار و قطعه پيش‌بيني مي‌كند.

1400/01/29

Numerical analysis of channel formation in friction stir channeling

3/11/2022 12:00:00 AM

Different methods are used to build cooling channels inside the parts. Meanwhile, the friction Stir channeling is a new method for constructing these internal paths in a single piece and in one step. Due to the desirable properties of the channels that created by this method and also the ability to build channels in different directions using this method, Friction Stir Channeling has been considered in recent years. This method is based on the optimal use of a common flow defect in the Friction Stir Welding process, called a wormhole defect. In recent years, various researches have been done to understand the process, but for better understanding the process, it is necessary to study the material flow in the process more accurately, so proper knowledge of the material flow that leads to channel in the piece is one of the important subject for better understanding of the process counts. The material flow analysis is done in both laboratory and numerical forms. Meanwhile, examining the process using numerical methods allows a more accurate study of the process with less time and cost. Therefore, in the research, numerical analysis method has been used to investigate the flow of materials in the process. In order to study the exact shape of the material flow, the flow of materials in different areas of the part has been studied. The obtained results show that in order to achieve the shape of a continuous channel in the process, it is necessary to select the thread shape appropriate to the direction of its rotation. In another study, the velocity field in different directions of the part during the process was investigated. These studies help to better understand the material flow in the process. In this regard, the distribution the material flow path in the process has been studied. All three studies have been done in order to achieve the general shape of the material flow in the process.

جوش‌كاري اصطكاكي اغتشاشي , كانال‌سازي اصطكاكي اغتشاشي , جريان مواد در فرايند كانال‌سازي , تحليل عددي فرايند

Friction Stur Welding , Friction Stir Channeling , Material Flow , Numerical Analysis