شبیه‎سازی و بهینه سازی نورد رول فرمینگ سرد برای مقطع u شکل

فرایند رول فرمینگ یک فرایند تولید پیوسته می باشد که از تعدادی رول، که در حال دوران حول محور خودشان هستند تشکیل شده است. در این فرایند ، ابتدا ورق فلزی به اندازه ی عرض مورد نیاز بریده شده و به صورت کویل در می آید و به دستگاه تغذیه می شود. در طول این فرایند ورق با عبور ازجفت رول ها ، که دروازه نامیده می شود ، به صورت پیوسته به پروفیل مورد نظر تبدیل شده و در پایان خط تولید به اندازه های طولی مورد نظر بریده و بسته بندی می شود. در این پایان نامه، فرایند رول فرمینگ سرد برای مقطع u شکل با استفاده از روش اجزاء محدود تحلیل شده و عوامل موثر در کیفیت پروفیل مورد بررسی قرار گرفته است و سپس مقدار بهینه آنها بدست آمده است. شبیه سازی عملیات رول فرمینگ با استفاده از روش دینامیکی صریح (explicit) انجام گرفته است. در این شبیه سازی حرکت ورق در اثر اصطکاک بین ورق و غلطک ها انجام شده تا به حالت واقعی فرایند نزدیک باشد و به منظور صحت سنجی شبیه سازی از نتایج تجربی آزمایش باتاچاریا استفاده شده است. جهت کاهش زمان شبیه سازی به دلیل متقارن بودن مقطع u شکل ورق، تنها نصف مقطع با اعمال قید تقارن در شبیه سازی لحاظ شده است. در گام بعدی، با استفاده از روش رویه پاسخ پارامتر های موثر بررسی و بهینه سازی شده است بدین منظور ابتدا با روش طراحی مرکب مرکزی(ccd) آزمایشات لازم طراحی شده است که در این طراحی، قطر رول ها، فاصله دروازه ها، سرعت خطی ورق و تعداد ایستگاه ها به عنوان متغیر های ورودی و حداکثر کرنش طولی، متوسط کرنش های طولی فرایند و برگشت فنری به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شده اند. با اجرای آزمایشات به روش تحلیل اجزای محدود، خروجی های مورد نظر استخراج شده است و سپس به روش رویه پاسخ تاثیرات اصلی و متقابل پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است و در نهایت مدل رویه پاسخ برای هر یک از توابع پاسخ استخراج شده است و موثر بودن هر یک از مدل ها با روش آنالیز واریانس مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مرحله نهایی با انجام بهینه سازی چند هدفه با استفاده از روش تابع مطلوبیت (dfa)، نقطه ی بهینه توابع پاسخ بدست آمده است و سپس نقطه بهینه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش فاصله و تعداد دروازه ها، افزایش قطر غلطک ها و کاهش سرعت خطی ورق باعث کاهش حداکثر کرنش طولی و متوسط کرنش های طولی فرایند می شود. کاهش فاصله دروازه ها، افزایش تعداد دروازه ها، افزایش قطر غلطک ها و کاهش سرعت خطی ورق، بر روی دقت ابعادی تاثیر مثبت دارد و تا حدودی آن را بهبود می بخشد.