آنالیز فرآیند اکستروژن ترکیبی معکوس -مستقیم

در این تحقیق با استفاده از تئوری حد بالایی، فرآیند اکستروژن ترکیبی معکوس - مستقیم مقاطع چند ضلعی و دایره قطعات بشکل قوطی - میله مورد بررسی قرار گرفت است . با بکارگیری این تئوری، توان تغییر شکل، توان داخلی، توان ناشی از اصطحکام و کار زاید تعیین گردید. در صورت ضربه ای بودن فرایند توان لازم برای غلبه بر اینرسی نیز قابل محاسبه می باشد. برای تحلیل حد بالایی فرآیند یک میدان سرعت استوانه ای همراه با سطوح ناپیوستگی منشوری برای نواحی تغییر شکل بکار گرفته شد. نتایج بصورت معادلات ریاضی و منحنی های مختلف ارائه شده است . علاوه بر تحلیل تنش ، سیلان فلز نیز با رسم خطوط سرعت و با استفاده از معادلات سرعت در نواحی مختلف تغییر شکل نمایش داده شده اند. برای حل معادلات حاصله از تحلیل ریاضی از یک برنامه کامپیوتری مناسب استفاده گردید. به منظور مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج عملی، آزمایشات مختلف در ابعاد آزمایشگاهی روی فرآیند اکستروژن ترکیبی معکوس - مستقیم انجام گرفت . در کلیه آزمایشات از نمونه های آلومینیوم تجارتی که در دمای 430 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت تابکاری شده بودند، استفاده شد. نمونه ها با ضخامتهای مختلف تهیه می شدند. و آزمایشات با کاهش مقطع های مختلف چه در ناحیه اکستروژن و معکوس و چه در ناحیه اکستروژن مستقیم آن انجام پذیرفتند. قالبهای مورد نیاز آزمایشات تجربی با توجه به ظرفیت پرس موجود، طراحی و ساخته شدند. به منظور استحکام بخشی، عملیات حرارتی مناسب روی قطعات قالب و سمبه انجام گرفت . کلیه آزمایشات توسط یک پرس 20 تن مجهز به سیستم کامپیوتری انجام گرفت . مقادیر نیرو بر حسب جابجایی سمبه در طول انجام هر آزمایش توسط سیستم کامپیوتری از پرس دریافت و بصورت نمودار رسم شده اند. برای مقایسه نتایج آزمایشات با تحلیل ریاضی لازم بود که دو پارامتر تنش سیلان و فاکتور ثابت اصطکاک از آزمایش اکستروژن دو طرفه که شباهت زیادی با فرآیند اکستروژن ترکیبی معکوس - مستقیم دارد، استفاده گردید. تنش سیلان نیز بوسیله انجام آزمایش فشار تک محوری بطور دقیق تعیین شد. نتایج حاصل از تحلیل تئوری فرآیند و آزمایشات به صورت منحنیهای مختلف ارائه شده اند. بررسی این نتایج نشان می دهند که نیروی پیش بینی شده توسط تحلیل حد بالایی، تقریبا 10 درصد بیشتر از نیروی واقعی برای تغییر شکل است . برای تجربی و آزمایشگاهی سیلان فلز در فرآیند اکستروژن ترکیبی معکوس - مستقیم، تعدادی از نمونه های اولیه در جهت محورشان نصف و مقطع آنها شبکه بندی شد. با انجام فرآیند استروژن معکوس - مستقیم روی این نمونه ها نحوه سیلان فلز بخوبی رویت گشت . نتایج حاصله هماهنگی مناسبی با سیلان فلز و پیش بینی تئوری شده در حد بالایی، نشان داد.