ارزیابی اصطکاک با استفاده از آزمایش فشار استوانه: دو رویکرد جدید بر مبنای تغییر شکل بشکه‌ای و نیروی شکل‌دهی

در این مقاله دو رویکرد جدید و ساده‌ جهت تعیین ضریب اصطکاک در فرآیندهای شکل‌دهی حجمی فلزات ارائه می‌شود. در روش ارائه شده، با استفاده از داده‌های آزمایش فشار استوانه که برای تعیین منحنی تنش-کرنش انجام می‌گیرد، ضریب اصطکاک فرآیند هم محاسبه می‌شود و نیاز به ‌اندازه‌گیری پارامتر دیگری در هنگام آزمایش نمی‌باشد. در این تحقیق دو پارامتر نمایی به نام ضرایب بشکه‌ای شدن هندسی و نیرویی تعریف می-شوند که به ترتیب تابع تغییرات هندسه استوانه و نیروی شکل‌دهی می‌باشند. ابتدا به کمک شبیه‌سازی عددی، ضرایب بشکه‌ای شدن بر حسب کرنش حقیقی نمونه در اصطکاک‌های مختلف رسم شده و نمودار کالیبراسیون آزمایش فشار استوانه بدست می‌آید. سپس با جایگذاری داده‌های تجربی بر روی نمودار کالیبراسیون ضریب اصطکاک فرآیند تعیین می‌شود. نتایج ضرایب اصطکاک بدست آمده از هر دو نمودار کالیبراسیون هندسی و نیرویی منطبق بر یگدیگر می‌باشند. جهت اعتبار سنجی روش ارایه شده، آزمایش مرسوم فشار حلقه نیز انجام گرفته است. نتایج ضرایب اصطکاک بدست آمده از روش‌های پیشنهادی در این تحقیق با ضرایب اصطکاک آزمایش فشار حلقه یکسان است. با توجه به افزایش فاصله منحنی‌های نمودار کالیبراسیون در ضرایب اصطکاک‌ بالاتر از 2/0، اصطکاک با دقت و سرعت بیشتری نسبت به آزمایش فشار حلقه تعیین می‌شود.