تحلیل های تجربی و عددی اکستروژن فنجان- میله ای

در این پایان نامه ابتدا به معرفی فرآیند شکل دهی پرداخته و به انواع آن اشاره شد. سپس به معرفی فرآیند اکستروژن و تاریخچه آن پرداخته شد. در مرحله بعد، فرآیند اکستروژن فنجان- میله ای معرفی شده و به تفصیل شرح داده شده است. سپس به بررسی مقالات و تحقیقات پیشین در مورد فرآیند اکستروژن فنجان- میله ای پرداخته شده است. در ادامه، توضیحات مختصری درباره طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی معرفی و بیان گردیده است. پس از طراحی آزمایش و تعیین پارامترها و تعداد آزمایش های مورد بررسی، روش ریخته گری و تراشکاری برای ساخت نمونه‎ها انتخاب شد و پس از طراحی و ساخت مجموعه قالب های اکستروژن و ساخت نمونه‎های آزمایش، با استفاده از یک پرس هیدرولیکی آزمایش ها انجام شد. آنگاه به توضیح آزمایش های مقدماتی از جمله آزمایش فشار استوانه برای تعیین منحنی تنش-کرنش و آزمایش حلقه به منظور تعیین ضرایب اصطکاک پرداخته شده است. در مورد آزمایش فشار استوانه به توضیح روش اصلاح عددی پرداخته شده که منحنی تنش-کرنش دقیق تری را به دست می-دهد. پس از تعیین ماده سرب به عنوان ماده مدل و انتخاب گریس کلسیم دار و نمک روی به عنوان روانکار، آزمایش های اصلی با هدف تعیین شرایط بهینه برای انجام آزمایش اصطکاک فنجان- میله ای جهت داشتن بیشترین حساسیت به اصطکاک و همچنین بررسی حداقل نیروی لازم در آزمایش اکستروژن فنجان- میله ای برای به دست آوردن سطح ابزار بهینه صورت گرفت. این روانکارها به دلیل اینکه در صنعت زیاد مورد استفاده قرار گرفته اند، انتخاب شده اند. در این پژوهش نزدیک به 60 آزمایش که با روش تاگوچی طراحی شده اند، در سه مجموعه جداگانه به انجام رسیده اند که دو مجموعه نخست هر یک شامل 18 آزمایش و مجموعه سوم شامل 16 آزمایش بوده است. در این آزمایش ها اثر عوامل مختلف از جمله نسبت کاهش سطح مقطع فنجان، طول گلوگاه سمبه، شعاع دماغه سمبه، زاویه قالب و نسبت کاهش سطح مقطع میله که هر یک در سه سطح و همچنین نسبت ارتفاع به قطر بیلت در چهار سطح مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از این آزمایش ها به همراه بحث در مورد علل هر یک به صورت نمودار و جدول ارائه شده اند. سپس آزمایش ها با روش اجزاء محدود و به کمک نرم افزار تجاری deform-2d شبیه سازی شده اند. سعی شده که تا حتی الامکان شرایـــــــط آزمایش های عملی به صــورت کامل در شبیه سازی ها مدل سازی شوند. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی ها با کمک نمودار و جدول با نتایج آزمایش های عملی مقایسه شده، درصد اختلاف هر آزمایش نیز مشخص گردیده است. پس از آن با استفاده از روش تاگوچی و تحلیل واریانس (anova) به بررسی علل حساسیت یا عدم حساسیت هر عامل در آزمایش ها پرداخته شده است.