• شماره ركورد
    33547
  • پديد آورنده

    ايرج جليلي

  • عنوان
    دست يابي به فناوري و امكان سنجي ساخت پوسته هاي آلومينيومي از روش شكل دهي تدريجي دوراني گرم
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك
  • سال تحصيل
    1392
  • تاريخ دفاع
    1398/06/025
  • استاد راهنما
    محمد صديقي
  • استاد مشاور
    /
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    يكي از فرآيندهاي ساخت جهت تهيه قطعات توخالي متقارن بدون نياز به تراشكاري فرآيند شكل دهي دوراني است كه براي توليد محدود، مقرون به صرفه مي باشد. در اين رساله شكل دهي گرم پوسته هاي ضخيم نمونه موجود يك نوع خاص از اژدرهاي رزم زيرسطحي نيروي دريايي ارتش جمهوري اسلامي ايران در بخش پوسته بيروني در دستور كار قرار گرفت. با توجه به اينكه پوسته ناحيه دماغه و انتهايي اين سامانه به روش ريخته گري و ماشين كاري ساخته شده است، در اين تحقيق با مطالعه بر روي انواع روش هاي شكل دهي تدريجي دوراني، امكان سنجي و تدوين فناوري بهترين روش براي ساخت پوسته هاي انتها كروي و مخروطي انجام گرفت و براين اساس، روش شكل دهي دوراني گرم پوسته ها بعنوان راهكار انتخاب گرديد و به منظور انجام فرآيند شكل دهي، نوآوري در طراحي و ساخت مكانيزم حركت ابزار انجام گرديد، به گونه اي كه مكانيزم مذكور (پس از انجام مراحل طراحي و ساخت )برروي دستگاه تراش سه متري نصب و ضمن انطباق و هم محور نمودن آن در راستاي حركت در سه محور آزادي با دستگاه تراش در حالي كه لوله در حال دوران است، انجام و حركت غلتك در مسير دايره اي يا بيضوي، سر لوله را به صورت گنبدي و يا مخروطي شكل مي دهد. بدين منظور در ابتدا يك نمونه لوله در ابعاد كوچكتر (آلومينيم 6061) در تاييد عملكرد كار شكل دهي دوراني، آزمايش و نتيجه رضايت بخش بود. بر اين اساس سامانه اصلي از جنس 6063 AL براي شكل دهي دوراني گرم پوسته بدون استفاده از قالب در ناحيه دماغه و انتهاي مخروطي بعنوان نمونه نيمه صنعتي، طراحي و ساخته شد. به منظور ارزيابي استحكام و ميكروساختار پوسته، نمونه تست هاي متالوگرافي و سختي سنجي گرفته شد. همچنين با بهره مندي از نرم افزار هاي آباكوس و الس داينا روش تحليل عددي مورد مطالعه قرار گرفت و پوسته هاي سركروي و مخروطي، شبيه سازي عددي شدند. توزيع ضخامت حاصل از كار تجربي و مقايسه آن با كار عددي در دو اندازه المان مختلف انجام و بيشترين درصد خطا در مقايسه نمونه آزمايشگاهي و شبيه سازي عددي با المان 4 ميلي¬متري نزديك به 11درصد مي باشد، ميزان خطاي ناشي از شكل دهي در ناحيه دماغه و مخروطي(در نمونه نيمه صنعتي) در مقايسه آن با مقدار اسمي (طراحي با نرم افزار) به ترتيب برابر 3/3٪ و 4/5 ٪ بود كه با توجه به ابزاركار و تجهيزات بكاررفته در فرآيند شكل دهي نشان دهنده كيفيت و دقت عمل مناسب در كار بوده است، در ادامه روابط تحليلي استخراج و با كار تجربي (نمونه آزمايشگاهي)مقايسه گرديد. و مقدار ضخامت محاسبه شده از روش تحليلي در مقايسه با متوسط مقادير اندازه گيري شده ضخامت در طول مخروط ايجاد شده در نمونه آزمايشگاهي برابر 5/0٪ بدست آمد. در روش تحليلي و در نظرگرفتن حجم ثابت مقدار افزايش طول محاسبه شده در مقايسه با اندازه گيري افزايش طول از روي نمونه تجربي داراي خطاي 5/5 ٪ محاسبه شد كه دلالت براين دارد كه هندسه مخروط ايجاد شده وابستگي ناچيزي به ضخامت اوليه لوله دارد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/05/25
  • عنوان به انگليسي
    A feasibility study on manufacturing process of Aluminum shells using hot incremental spinning method
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ايرج جليلي

  • چكيده به لاتين
    One manufacturing technique employed fo‎r producing symmetrical hollow com-ponents without requiring turning is the spinning process, which offers a cost-effective solution fo‎r limited production volumes. This thesis addresses the hot fo‎rming of thick shells based on an existing sample of a specific type. Given that the nose an‎d end shells of this system are conventionally produced through casting an‎d machining, this research undertakes a comprehensive study of various gradual spinning fo‎rming methods to assess their feasibility an‎d advance the related tech-nology. The objective is to determine the most effective approach fo‎r fabricating spherical an‎d conical end shells. Consequently, the hot spinning fo‎rming method was identified an‎d selec‎ted as the optimal solution fo‎r the production of these shells. To facilitate the shaping process, an innovative design an‎d construction of the tool movement mechanism were developed. Upon completion of its design an‎d fabrication, this mechanism was installed on a three-meter lathe. The mechanism was precisely adapted an‎d aligned to coo‎rdinate movement along the lathe’s three axes of freedom, while the pipe rotated. The roller’s movement, following a circu-lar o‎r elliptical path, enabled the transfo‎rmation of the pipe’s head into a dome o‎r cone shape. Initially, a smaller tube sample made of 6061 aluminum was tested to verify the perfo‎rmance of the spinning fo‎rming process, yielding satisfacto‎ry re-sults. Subsequently, the main system was designed an‎d manufactured from 6063 aluminum fo‎r the hot spinning fo‎rming of the shell, without the use of molds in the nose an‎d conical end sections, as a semi-industrial prototype. To assess the strength an‎d microstructural characteristics of the shell, samples were extracted fo‎r metallographic an‎d hardness testing. Numerical analysis was conducted using Abaqus an‎d LS-DYNA software to simulate the behavio‎r of cylindrical an‎d coni-cal shells. The thickness distribution obtained from experimental wo‎rk was com-pared with numerical results using two different element sizes. The maximum percentage erro‎r observed between the labo‎rato‎ry sample an‎d the numerical simu-lation with a 4 mm element size was approximately 11%. In the semi-industrial sample, the erro‎r rate in thickness due to shaping in the nose an‎d conical areas, relative to the nominal values designed in the software, was 3.3% an‎d 5.4%, re-spectively. Considering the tools an‎d equipment employed in the shaping process, these results demonstrate satisfacto‎ry quality an‎d accuracy. Subsequently, analyti-cal relationships were derived an‎d compared with experimental data from the la-bo‎rato‎ry sample. The thickness values calculated via the analytical method dif-fered by only 0.5% from the average measured thickness along the cone fo‎rmed in the labo‎rato‎ry sample. Additionally, assuming constant volume, the analytically calculated length increase exhibited a 5.5% erro‎r when compared to the experi-mentally measured length increase. These findings indicate that the geometry of the resulting cone is minimally influenced by the initial tube thickness.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شكل دهي تدريجي , شكل دهي دوراني , مكانيزم حركت ابزار , آلياژ آلومينيم
  • كليدواژه هاي لاتين
    Incremental forming , spinning , Tool motion mechanism , aluminum alloy
  • Author
    Jalili
  • SuperVisor
    Dr. Mohammad Sedighi