تحلیل تغییر شکل ویسکوپلاستیک فلزات در فرآیندهای شکل دهی

thesis
abstract

رفتار ویسکوپلاستیک، رفتار غالب اکثر فلزات و آلیاژهای نیمه جامد در دمای بالا، بسیاری از مواد پلیمری، کمپوزیت ها، بتون، قیر و بسیاری مواد دیگر در فرآیندهای شکل دهی است. در پژوهش حاضر، روشی اویلری برای شبیه سازی فرآیندهای شکل دهی همانند اکستروژن، کوبش، آهنگری و به طور کلی تغییر شکل مواد دارای رفتار ویسکوپلاستیک ارایه شده است. یکی از مزیت های برجسته روش ارایه شده، توانایی شبیه سازی تغییر شکل های بزرگ و حل فرآیند های گذرا با زمان حل طولانی است. به دلیل ثابت بودن شبکه و استفاده از روش تفاضل محدود، کیفیت شبکه همواره مناسب باقی مانده و شبکه حل، برخلاف روش های لاگرانژی، دارای تغییرشکل زیاد و اعوجاج نمی شود. از طرفی به علت استفاده از روش سطح مشترک تیز، علاوه بر عدم اضمحلال مرز جسم در طول زمان، روش حاضر قابلیت توسعه به حل هم زمان چند ماده مختلف را دارا می باشد. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، مومنتم و معادله ساختاری ماده ویسکوپلاستیک هستند که به شکل اویلری حل می شوند. جسم جامد ویسکوپلاستیک به صورت سیال ویسکوز تراکم ناپذیر غیر نیوتونی مدل سازی شده است. روش به کار رفته در پژوهش حاضر می تواند برای مدل های مختلف ویسکوپلاستیک مورد استفاده قرار بگیرد. در کار حاضر فقط مدل ویسکوپلاستیک پرزینا مورد بررسی قرار گرفته است. در الگوریتم عددی ارایه شده جابجایی مرزهای جسم جامد با استفاده از روش سطح مبنا تعیین شده و از روش ونو مرتبه پنج برای حل معادله همیلتون-ژاکوبی سطح مشترک استفاده شده است. در فرآیند حل معادلات حاکم، از روش گام جزئی استفاده شده و معادلات حاکم به بخش های مختلف تفکیک شده و حل شده اند. در شروع هر گام زمانی ابتدا معادلات مربوط به سطح مشترک حل شده و مرز جدید جسم مشخص می گردد. سپس قسمت های مختلف معادلات حاکم یعنی جملات جابجایی و دیورژانس تنش به ترتیب با استفاده از روش های ونو مرتبه پنج و روش ضمنی ساده حل می شوند. سپس با استفاده از روش تصویرسازی مقادیر گرادیان فشار برای دامنه حل عددی تعیین می شود. جملات زمانی نیز با استفاده از الگوریتم رانگ-کوتا tvd مرتبه سه گسسته سازی شده و برای اعمال شرایط مرزی از روش سیال مجازی استفاده شده است. در انتها نیز توانایی های روش پیشنهادی در مدل سازی عددی فرآیندهای اکستروژن، کوبش و چند مثال دیگر بررسی شده است.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

موقعیت تحقیقات جهانی در زمینه شکل دهی مکانیکی فلزات

شکل دهی فلزات یکی از کهن ترین روشهای تولید به شمار می رود. تحقیقات زیادی در زمینه تکمیل نظریه ها و گردآوری اطلاعات تجربی شکل دهی به انجام رسیده است. با وجود این، هنوز هم طراحی ابزار شکل دهی و ارزیابی کیفیت محصول در گرو روشهای سعی و خطاست. در این مقاله روند پیشرفت تحقیقات از نظر برآورد انرژی لازم در تغییر شکل مکانیکی، افزایش عمر ابزار و کاهش عیوب محصولات مورد بررسی قرار گرفته است.

full text

بررسی سمت و سوی کاربرد ارتعاشات توان بالای فراصوت در فرآیندهای شکل دهی فلزات

شکل دهی فلزات یکی از روش های سنتی ساخت قطعات می باشد که در آن ماده به شکل ساده با تغییرشکل پلاستیک به صورت قطعات صنعتی در می آید. کاهش نیروهای شکل دهی و دستیابی به قطعات با کیفیت بهتر همیشه یکی از اهداف مورد نظر محققان و صنعتگران بوده است. به منظور نیل به این هدف، در کنار روش های سنتی مانند افزایش دمای قطعه، روش های نوین نظیر اعمال ارتعاشات توان بالای فراصوت نیز به کمک آمده اند. در این روش ارتع...

full text

ارزیابی مدل های آسیب نرم ABAQUS در فرآیندهای شکل دهی ورق

مکانیک آسیب پیوسته، ابزار جدیدی در مهندسی مکانیک است. این ابزار جدید به عنوان متمم تئوری پلاستیسیته و مکانیک شکست شناخته می­شود. نرم افزار تجاری ABAQUS برای مواد نرم، ترد و مرکب دارای مدل های آسیب مختلفی است. در این تحقیق ابتدا، مدل های آسیب نرم موجود در نرم افزار  ABAQUS/Explicitمعرفی می شوند. سپس با انجام شبیه سازی های عددی، نتایج پیش بینی معیارهای آسیب فوق در تعدادی از مسائل آزمون و هم چنین ...

full text

تعیین منحنی حد شکست شکل دهی در شکل دهی تدریجی تک نقطه ای برای آلیاژ آلومینیم3105

شکل دهی تدریجی ورق برتری­های متمایزی را نسبت به فرآیند­های متداول شکل دهی ورق فلزی، مانند هزینه پایین ابزار، نیاز نداشتن به قالب و سادگی فرآیند ارائه نموده است. این فرآیند به عنوان یک فناوری نوین در مجموعه روش­های نمونه سازی سریع و ساخت قطعات با تعداد کم در سطح دنیا شناخته شده و در سال­های اخیر توسعه داده شده است[1]. با این حال این روش هنوز دارای محدودیت­هایی می­باشد. از جمله این معایب و محدودی...

full text

تحلیل اجزای محدود و تجربی فرایند شکل دهی نموی، بررسی شکل و توزیع ضخامت ورق

شکل­دهی نموی یکی از فرآیند­های نوین شکل­دهی می­باشد. در سال­های اخیر به منظور دست­یابی به کنترل و انعطاف­پذیری فرایند­های شکل­دهی، این فرایند به طور ویژه­ای مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق تحلیل اجزای محدود فرایند با هدف ایجاد قطعه به صورت مخروط ناقص با بکارگیری صفحات نگهدارنده فوقانی و زیرین صورت گرفت. در تحلیل از کد Vdisp جهت تعریف مسیر پیچیده ابزار استفاده شد. انجام آزمایش تجربی مطاب...

full text

موقعیت تحقیقات جهانی در زمینه شکل دهی مکانیکی فلزات

شکل دهی فلزات یکی از کهن ترین روشهای تولید به شمار می رود. تحقیقات زیادی در زمینه تکمیل نظریه ها و گردآوری اطلاعات تجربی شکل دهی به انجام رسیده است. با وجود این، هنوز هم طراحی ابزار شکل دهی و ارزیابی کیفیت محصول در گرو روشهای سعی و خطاست. در این مقاله روند پیشرفت تحقیقات از نظر برآورد انرژی لازم در تغییر شکل مکانیکی، افزایش عمر ابزار و کاهش عیوب محصولات مورد بررسی قرار گرفته است.

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023