در این رساله ابتدا به بررسی تنش های برشی و نرمال بوجود آمده در سطح تماس ابزار- براده و روشهای اندازه گیری آنها پرداخته و سپس مدل های اصطکاک موجود در سطح تماس ابزار- براده که بر اساس تنش های برشی و نرمال است، ارائه شده است. در این پایان نامه از دو نرم افزار المان محدود abaqus/explicit و msc.superfom برای شبیه سازی فرآیند شکل گیری براده پیوسته استفاده شده است. و با ارائه یک فرمولاسیون جدید بر اساس لاگرانژ خالص با شمای ale، فرآیند ماشینکاری در نرم افزار abaqus شبیه سازی شده است، این روش نسبت به سایر روشهای مشابه ازدقت بالاتری برخورداراست. همچنین در نرم افزارmsc.superform از فرمولاسیون مش بندی تطبیقی برای شبیه سازی استفاده شده است. برای شبیه سازیها مقدار زاویه براده، زاویه آزاد، مقدار پیشروی، عمق برش، شعاع لبه ابزار ثابت فرض شده و در هر مدل اصطکاکی، مقادیر ضرایب اصطکاک و فاکتور اصطکاک(m) مختلف در نظر گرفته شده است. سپس مقدار متغیرهای نیروی برشی، نیروی فشاری، درجه حرارت، زاویه صفحه برشی، ضخامت براده توسط نرم افزار استخراج شد. با توجه به ضرایب اصطکاک و فاکتور اصطکاک مختلف مقدار متغیرهای پیش بینی شده در مدل های اصطکاکی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج بدست آمده از کار تجربی موجود مورد مقایسه قرار گرفته است و در نهایت مدل چسبنده- لغزنده که بیشترین سازگاری را با نتایج تجربی دارد به عنوان بهترین مدل اصطکاکی انتخاب شده است. همچنین با توجه به نتایج شبیه سازی ها تأثیر مدل های اصطکاکی بر روی شبیه سازی المان محدود مشاهده می شود.

هدف از تحقیق حاضر، تخمین نیرو و توان مصرفی نورد، استحکام باند بین لایه ها و طول نسبی جوش بین لایه ها در فرآیند نورد ورق های(تسمه های) سه لایه به روش تئوری حد فوقانی و نیز شبیه سازی فرآیند مذکور می باشد. بدین منظور، ابتدا یک مدل ریاضی برای نورد سرد متقارن ورق های سه لایه با استفاده از تئوری حد فوقانی ارائه شده است. سپس با استفاده از تئوری ارائه شده اثر نسبت کاهش ضخامت کل و اصطکاک را بر روی پارامتر های موثر فرآیند مانند نیروی نورد،توان نورد، میزان تغییر شکل هر لایه، استحکام باند و طول نسبی جوش در ورق های سه لایه بررسی شده است. در مرحله بعد، فرآیند نورد ورق های سه لایه به روش المان محدود به کمک نرم افزار abaqus6.7 شبیه سازی شده است. سپس جهت اعتبار سنجی مدل تئوری (تحلیلی) و مدل المان محدود (عددی)،آزمایشات تجربی با استفاده از تسمه های سه لایه آلومینیوم/ فولاد /آلومینیوم انجام شده است ونتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. مقایسه های انجام شده نشان داد که نتایج حاصل از روش تحلیلی و عددی با نتایج تجربی همخوانی خوبی دارد. در پایان، اثر کیفیت سطح(زبری سطح) بر روی استحکام باند بین لایه ها و نیز اثر جهت خواب سطح بر روی نسبت تغییر شکل بحرانی به صورت تجربی بررسی شده است. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که کیفیت سطح اثر معکوس بر روی استحکام باند بین لایه ها دارد.