بررسی تحلیلی و عددی طول تغییر شکل، در فرایند شکل دهی غلتکی لوله ی گرد

چکیده شکل دهی غلتکی سرد فرایندی است که در آن نوار ورق در حالت سرد، با عبور پیوسته از بین مجموعه غلتک های دوار و بدون تغییر محسوس در ضخامت، به یک پروفیل با مقطع دلخواه شکل داده می شود. شکل دهی در چند مرحله و با ایجاد خم های طولی در نوار ورق انجام می شود. در شکل دهی غلتکی سرد بر خلاف بسیاری از فرایندهای شکل دهی فلزات، شکل دهی به صورت شدید و ناگهانی نیست زیرا تغییر شکل شدید می تواند سبب آسیب رساندن به غلتک ها و حتی بروز برخی عیوب اساسی در محصول نهایی شود. به همین دلیل کنترل آهنگ تغییر شکل در انجام موفقیت آمیز فرایند مهم است. طول تغییر شکل یکی از پارامترهای مهم این فرایند است که در تعیین فاصله ی بین ایستگاه ها و نیز آهنگ تغییر شکل، نقش اساسی دارد. طول تغییر شکل به فاصله ی بین نقطه ی شروع تغییر شکل، پیش از ایستگاه تا ایستگاه گفته می شود. باتاچاریا برای نخستین بار ضمن معرفی طول تغییر شکل، رابطه ی بسته ای برای این طول، در شکل دهی کانال متقارن به دست آورد. اساس کار باتاچاریا بر مبنای محاسبه و کمینه سازی انرژی تغییر شکل استوار است. باتاچاریا در کار خود با تخمین هندسه ی تغییر شکل یافته ی نوار ورق، میدان کرنش را تعیین نموده است. سپس با فرض رفتار صلب-پلاستیک برای ورق، انرژی ناشی از پدیده ها ی کشش در ناحیه ی بال و خمش در امتداد خط خم را محاسبه کرده است. در نهایت با کمینه سازی انرژی تغییر شکل کل و اعمال شرایط مرزی، رابطه ای برای طول تغییر شکل در شکل دهی کانال متقارن به دست آورده است. این پایان نامه به بررسی و تعیین طول تغییر شکل در شکل دهی غلتکی مقطع لوله ی گرد می پردازد. برای این کار از دو روش تحلیلی و شبیه سازی عددی اجزای محدود استفاده شده است. روش تحلیلی ارائه شده در این پایان نامه، بر اساس الگوی روش باتاچاریا استوار است. تفاوت اصلی در اینجا با کار باتاچاریا، پیچیده تر شدن هندسه ی تغییر شکل یافته ی نوار ورق است که سبب پیچیده تر شدن روابط مربوط به هندسه ی نوار تغییر شکل یافته و در نتیجه میدان کرنش و انرژی تغییر شکل می شود.