مخازن تحت فشار بزرگ برحسب موقعیت و شرایط کارکرد خود به اشکال و انواع متفاوتی از جمله استوانه ای, کره ای, ترکیبی از استوانه ای وکره ای و... تقسیم می شوند. یکی از بخش های مشترک و بسیار مهم در تمام این مخازن قسمت عرق چین می باشد که معمو? از طریق شکل یافتن صفحه های دایره ای شکل ایجاد می شوند. در فرآیند شکل دهی که ورق به وسیله سنبه درون حفره ماتریس کشیده می شود و شعاع انحنای زیادی دارند، نیروی اعمالی بر ورق، باعث می شود که تنش های حاصله از حد تسلیم بالاتر رفته و آن را وارد ناحیه پلاستیک نماید، در واقع تغییر شکل حاصل شامل دو جزء است: یکی تغییر شکل الاستیک که پس از باربرداری ورق به حالت اولیه خود باز می گردد و دیگری تغییر شکل پلاستیک و ماندگار که حاصلش شکل نهایی و مورد نظر می باشد. جزء نخست تغییر شکل، عامل پدیده برگشت فنری می باشد و این پدیده از آن رو اتفاق می افتد که تمام تغییر شکل های پلاستیک همراه با بازیابی تغییر شکل الاستیک هستند، که پس از باربرداری صورت می گیرد. بنابراین یافتن راهی مفید برای پیش بینی دقیق مقدار برگشت فنری در تمام نقاط، به طوری که بتوان شکل دهی را در همه مقیاس ها بررسی کرد، امری لازم و ضروری می باشد. برای دستیابی به هدف فوق روش تحلیلی آورده شده است که مبنای آن تئوری پوسته غشایی و روش انرژی است و از طریق آن می توان میزان تنش و کرنش و مختصات برگشت فنری را در قالب هایی که تحت شکل دهی قرار گرفته اند را بررسی نمود. به منظور صحت بخشیدن به روابط تحلیلی بیان شده، آزمایشاتی انجام شده است و نتایج تئوری و عملی با یکدیگر مقایسه شده است. همچنین تاثیر پارامترهای هندسی موثر بر این شکل دهی مانند شعاع انحنای قالب، شعاع دهانه قالب و ضخامت اولیه ورق از طریق برنامه کامپیوتری که نوشته شده است مورد بررسی قرار گرفته و به منظور بررسی صحت نتایج و نمودارهای به دست آمده از برنامه، فرایند توسط نرم افزار ansys شبیه سازی شده است و با نتایج به دست آمده مقایسه شده اند. همچنین با توجه به مختصات دقیق برگشت فنری به دست آمده و پارامترهای هندسی بررسی شده می توان قالب بهینه را به منظور شکل دهی این گلبرگ ها طراحی نمود.

در اکستروژن مستقیم جهت حرکت پانچ با ماده در یک راستا بوده و سنبه با اعمال نیروی فشاری ماده خام را داخل محفظه قالب به جلومی راند. در فرآیند اکستروژن، قطعات با سطح مقطع ثابت و یکنواخت در طول، شکل داده می شوند. شکل دهی قطعات با روش اکستروژن سبب کاهش اتلاف ماده خام، افزایش سرعت تولید، افزایش مقاومت به سایش و افزایش مقاومت به خستگی آنها می شود. در این فرآیند، مانند سایر فرآیند های شکل دهی فلزات، اطلاع از میزان نیروی شکل دهی مهم می باشد. این پایان نامه به مطالعه تحلیلی و شبیه سازی عددی فرآیند اکستروژن مستقیم مدوردوفلزی می پردازد. با تحلیل کرانه فوقانی فرآیند، میزان نیروی شکل دهی محاسبه می شود. به این منظور ابتدا میدان سرعت مجاز برای نواحی مختلف به دست می آید. سپس توان داخلی، توان برشی و توان اصطکاکی در نواحی مختلف تغییر شکل محاسبه و با استفاده از روابط تحلیل کرانه فوقانی نیروی اکستروژن محاسبه می گردد. در پایان نیزنتایج تحلیل با نتایج آزمایش و نتایج المان محدود (نرم افزار abaqus) مقایسه می شوند.

در اکستروژن معکوس جهت حرکت پانچ با ماده مخالف هم بوده و سنبه با اعمال نیروی فشاری ماده خام را داخل محفظه قالب به عقب می راند. در فرآیند اکستروژن، قطعات با سطح مقطع ثابت و یکنواخت در طول، شکل داده می شوند. شکل دهی قطعات با روش اکستروژن سبب کاهش اتلاف ماده خام، افزایش سرعت تولید، افزایش مقاومت به سایش و افزایش مقاومت به خستگی آنها می شود. در این فرآیند، مانند سایر فرآیند های شکل دهی فلزات، اطلاع از میزان نیروی شکل دهی مهم می باشد. این پایان نامه به مطالعه تحلیلی و شبیه سازی عددی فرآیند اکستروژن معکوس دوفلزی می پردازد. با تحلیل کرانه فوقانی فرآیند، میزان نیروی شکل دهی محاسبه می شود. به این منظور ابتدا میدان سرعت مجاز برای نواحی مختلف به دست می آید. سپس توان داخلی، توان برشی و توان اصطکاکی در نواحی مختلف تغییر شکل محاسبه و با استفاده از روابط تحلیل کرانه فوقانی نیروی اکستروژن محاسبه می گردد. در پایان نیزنتایج تحلیل با نتایج آزمایش و نتایج المان محدود (نرم افزار abaqus) مقایسه می شوند.

اکستروژن فرآیندی است که برای ایجاد قطعات با سطح مقطع ثابت استفاده می شود. در این روش شکل دهی، ماده خام در محفظه قالب قرار گرفته و با اعمال نیرو از میان محفظه قالب رانده می شود. در این فرآیند، مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلز، محاسبه مقدار نیروی شکل دهی و بهینه سازی آن دارای اهمیت است. حل دقیق برای بسیاری از فرآیندهای شکل دهی فلزات در دسترس نیست و تلاش های متعددی در زمینه پیشنهاد روش های تقریبی که بتواند تخمین قابل قبولی برای نیروی مورد نیاز جهت تغییر شکل پلاستیک ارائه نماید صورت گرفته است. از میان روش های حل مختلف، روش کرانه فوقانی به عنوان یک روش تحلیلی و روش المان محدود، به صورت گسترده ای برای تحلیل فرآیند اکستروژن به کار می روند. با وجود اینکه روش المان محدود اطلاعات جزئی فرآیند را در اختیار می گذارد، در عین حال زمان قابل توجهی برای مدل سازی و شبیه سازی مورد نیاز می باشد. یکی از محدودیت های بسیاری از برنامه های حل المان محدود جاری برای شکل دهی فلزات، عدم شبیه سازی پارامتریک می باشد، از این رو برای بررسی تاثیر پارامترها بر فرآیند، باید به صورت دستی و با تغییر در مدل المان محدود تا دست یابی به حل قابل قبول صورت بگیرد. حل های تحلیلی مطالعه پارامتریک را آسان کرده و می تواند به طراح در به دست آوردن شرایط بهینه اکستروژن کمک کند. بعد از اینکه مدل کرانه فوقانی شکل های بهینه را تعیین کرد، سپس یک مدل المان محدود برای مطالعه اکستروژن با این شکل های بهینه استفاده می شود. در روش کرانه فوقانی زمان بسیار کمتری جهت تحلیل مورد نیاز بوده و به عنوان یک ابزار مناسب برای تحلیل فرآیندهای شکل دهی که تحلیل آن محدود به تخمین نیروی شکل دهی و یا مطالعه جریان فلز در طول فرآیند است، به کار می رود. در این پایان نامه فرآیند اکستروژن مستقیم کرنش صفحه ای با پروفیل قالب دلخواه و به روش کرانه فوقانی و در سیستم مختصات استوانه ای بررسی شده است، و برای این فرآیند یک میدان سرعت استوانه ای که برای هر شکل قالبی قابل استفاده است ارائه شده است. ناحیه های تغییر شکل به سه قسمت تقسیم شده و توان داخلی تغییر شکل، توان برشی و توان اصطکاکی در این نواحی براساس روش کرانه فوقانی محاسبه شده است و در نهایت نیرو و فشار متوسط اکستروژن محاسبه شده است. در ادامه تحلیل فرآیند برای سه شکل قالب با قوس دایره ای، قالب گوه ای دو مرحله ای و قالب منحنی انجام گرفته است. علاوه بر روش تئوری از روش المان محدود با استفاده از نرم افزار شبیه سازی اجزاء محدود (نرم افزار abaqus)جهت تحلیل فرآیند استفاده شده است. از بین پروفیل های ارائه شده بهینه ترین آن انتخاب و نتایج حاصل از آن با قالب گوه ای یک مرحله ای در حالت بهینه توسط انجام آزمایش مقایسه شده است. نتایج حاصل از آزمایش با نتایج حاصل از روش تئوری و نیز روش المان محدود تطابق خوبی دارد. در پایان تاثیر پارامتر های مختلف بر فشار متوسط اکستروژن برای هر سه پروفیل بررسی شده است.

امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به روش هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به دیگر روش های شکل دهی دارد به صورت گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده، نسبت استحکام به وزن بالاتر و تولید قطعات با کیفیت سطح بالاتر از جمله این مزایا می باشند. در فرآیند هیدروفرمینگ کرنش صفحه ای، مقطع گرد لوله به مقطع چند ضلعی تبدیل می شود. در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله درحالت کرنش صفحه ای ارائه شده است. در تحلیل انجام شده، هدف محاسبه فشار مورد نیاز برای شکل دهی لوله، یافتن نحوه توزیع ضخامت در جداره لوله و بررسی تاثیرات ناهمسانگردی ماده، ضریب اصطکاک و ضریب کارسختی بر فشار و توزیع ضخامت می باشد. اصطکاک بین لوله و قالب در سه حالت بدون اصطکاک، اصطکاک کاملا چسبنده و همچنین ضرایب اصطکاک مختلف لغزنده مورد بررسی قرار می گیرد. در این مدل برای یافتن نحوه توزیع ضخامت ابتدا رابطه تغییرات ضخامت برای حالت بدون اصطکاک و همچنین اصطکاک کاملا چسبنده با استفاده از قانون تراکم ناپذیری ماده بدست آمده و سپس با استفاده از این دو رابطه مدلی برای نحوه تغییرات ضخامت برای ضرایب اصطکاک مختلف ارائه شده است. سپس با استفاده از معادلات تعادل حاکم بر ناحیه تماس لوله با دیواره قالب و فرض ضخامت یکنواخت برای قسمت آزاد لوله، فرآیند مورد تحلیل قرار گرفته است. در ضمن به منظور جامع بودن تحلیل، فرآیند با دو هندسه قالب متفاوت مربعی و مثلثی با زوایای دلخواه مورد تحلیل قرار گرفته است. در انتها نیز نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج سایر محققان مورد مقایسه قرار می گیرد تا تحلیل ارائه شده مورد اعتباردهی قرار گیرد.

امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به روش هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به دیگر روش های شکل-دهی دارد به صورت گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده، نسبت استحکام به وزن بالاتر و تولید قطعات با کیفیت سطح بالاتر از جمله این مزایا می باشند. در فرآیند هیدروفرمینگ ورق، یک ورق گرد مسطح به صورت کروی در می آید. در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ ورق در حالت متقارن محوری ارائه شده است. در تحلیل انجام شده، هدف محاسبه فشار مورد نیاز برای شکل دهی ورق، یافتن توزیع ضخامت در ورق و بررسی تاثیرات ناهمسانگردی ماده، ضریب اصطکاک و ضریب کارسختی بر فشار و توزیع ضخامت می باشد. در این مدل برای یافتن نحوه توزیع ضخامت ابتدا یک رابطه تغییرات ضخامت برای قسمت انبساط آزادفرض شده و با استفاده از قانون تراکم ناپذیری توزیع ضخامت بدست آمده است. سپس با استفاده از توزیع ضخامت و معادلات حاکم، انرژی کرنشی برای ورق محاسبه شده و فشار مورد نیاز برای شکل دهی نیز محاسبه شده است. در انتها نیز نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج سایر محققان مورد مقایسه قرار گرفته تا تحلیل ارائه شده مورد اعتباردهی قرار گیرد.

اکستروژن یک فرآیند متداول در شکل دهی فلزات است که برای ایجاد قطعات با سطح مقطع ثابت استفاده می شود. ماده خام با اعمال نیرو از دهانه قالب به بیرون رانده می شود. معمولا یک محفظه برای نگه داشتن بیلت، قبل از ورود به دهانه قالب نیاز است. در این فرآیند، مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلز، محاسبه مقدار نیروی اکستروژن و بهینه سازی آن دارای اهمیت است. از میان روش های حل مختلف مسائل شکل دهی فلز، روش کرانه فوقانی به عنوان یک روش تحلیلی و روش المان محدود، به صورت گسترده ای برای تحلیل فرآیندهای شکل دهی فلزات به کار می روند. با وجود اینکه روش المان محدود اطلاعات جزئی فرآیند را در اختیار می گذارد، در عین حال زمان قابل توجهی را نیاز دارد. در روش کرانه فوقانی زمان بسیار کمتری برای تحلیل مورد نیاز بوده و به عنوان یک ابزار مناسب برای تحلیل فرآیندهای شکل دهی که تحلیل آن محدود به تخمین نیروی شکل دهی و یا مطالعه جریان فلز در طول فرآیند است، به کار می رود. در این پایان نامه فرآیند اکستروژن متقارن محوری میله و لوله با قالب چرخان به روش کرانه فوقانی تحلیل شده و میدان سرعت عمومی قابل استفاده برای هر شکل قالبی، معرفی شده است. نواحی تغییر شکل به چهار ناحیه تقسیم شده و نرخ های کرنش در هر ناحیه تغییر شکل با ارائه یک میدان سرعت مجاز در هر ناحیه محاسبه شده اند. سپس توان داخلی، توان برشی و توان اتلافی روی سطوح اصطکاکی و ناپیوستگی سرعت و گشتاورهای پیچشی محاسبه شده و در نهایت فشار نسبی اکستروژن به دست آمده است. در این فرآیند، ماده هم در محفظه و هم در قالب دچار پیچش می شود. با این وجود تمام کار چرخشی، تبدیل به برش در بدنه ماده نشده و این امر منجر به به وجود آمدن لغزش جانبی در سطح چرخان ماده/ابزار می شود. لغزش جانبی بین ماده و ابزار با انجام یک فرآیند مینیمم سازی در عبارت فشار اکستروژن، تحلیل شده است. مدل کرانه فوقانی توسعه یافته ای برای قالب های منحنی و مخروطی استفاده شده است. نشان داده شده که فشار نسبی اکستروژن با چرخش قالب منحنی شکل، نسبت به قالب مخروطی بدون چرخش کاهش می یابد. همچنین فرآیند اکستروژن با قالب چرخان به روش المان محدود شبیه سازی شده است. نتایج تحلیلی با نتایج حاصل از المان محدود (نرم افزار آباکوس) برای قالب های منحنی و مخروطی مقایسه شدند. مقایسه ها نشان داد انطباق خوبی بین نتایج تحلیلی و شبیه سازی وجود دارد. در پایان تاثیر پارامترهای مختلف فرآیند بر فشار اکستروژن، از جمله نیم زاویه قالب، طول قالب، سرعت زاویه ای قالب، سرعت پانچ، و ثابت اصطکاک بررسی شده اند.

میله ها و لوله های مرکب شامل دو یا تعداد بیشتری لایه فلز می باشند و به دلیل خواصی مثل هدایت الکتریکی زیاد، ضریب مقاومت خوردگی زیاد، استحکام بالا، مقاومت بهتر به سایش مورد استفاده قرار دارند. لوله ها دارای استحکام و هدایت گرمائی بالا برای کاربرد در مبدل حرارتی و همچنین برای انتقال سیالات با خواص خورندگی مختلف استفاده می شوند. به دلیل حالت تنش فشاری در فرایند اکستروژن که امکان ایجاد باند های متالورژیکی بین دو فلز را می دهد، این فرایند برای ساخت میله ها و لوله های مرکب مناسب است. در این پایان نامه فرآیند اکستروژن میله و لوله دوفلزی با قالب مخروطی چرخان به روش کرانه فوقانی تحلیل شده است.ناحیه های تغییر شکل به ناحیه های کوچکتر تقسیم شده و نرخهای کرنش در هر ناحیه تغییر شکل با ارائه یک میدان سرعت مجاز در هر ناحیه محاسبه شده اند. سپس توان داخلی، توان برشی و توان اتلافی روی سطح های اصطکاکی و ناپیوستگی سرعت و گشتاورهای پیچشی محاسبه شده و در نهایت فشار نسبی اکستروژن به دست آمده است.در این فرآیند، ماده هم در محفظه و هم در قالب دچار پیچش می شود.با این وجود تمام کار چرخشی، تبدیل به برش در بدنه ماده نشده و این امر منجر به به وجود آمدن لغزش جانبی در سطح چرخان ماده/ابزار می شود.لغزش جانبی بین ماده و ابزار با انجام یک فرآیند مینیمم سازی در عبارت فشار اکستروژن، تحلیل شده است. نتایج روش تحلیلی کرانه فوقانی با نتایج به دست آمده از شبیه سازی به روش اجزا محدود (نرم افزار abaqus) مقایسه شده اند. مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج به دست آمده از شبیه سازی تطابق مناسبی را نشان دادند. در پایان نیز اثر پارامترهای مختلف بر فشار نسبی اکستروژن بررسی شده اند.

امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به روش هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به دیگر روش های شکل دهی دارد به صورت گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده، نسبت استحکام به وزن بالاتر و تولید قطعات با کیفیت سطح بالاتر از جمله این مزایا می باشند. در این پایان نامه به مقایسه روش های تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله متقارن محوری در قالب باز و ارایه یک مدل جدید پرداخته می شود. هدف از انجام تحلیل، محاسبه توزیع ضخامت در لوله تغییر شکل یافته و محاسبه میزان فشار شکل دهی لازم در هر مرحله تغییر شکل لوله می باشد. برای تحلیل، یک شکل هندسی برای لوله تغییر شکل یافته پیشنهاد شده است. ابتدا به تحلیل فرض شکل کروی برای کمان بیرونی توسط روش کرانه بالایی و روش انرژی پرداخته شده است. در روش کرانه بالایی با استفاده از میدان سرعت مجاز مقادیر نرخ کرنش و کرنش معادل محاسبه شده است و در انتها توان ناشی از تغییر شکل محاسبه می شود و با تقسیم توان داخلی بر مشتق تغییر حجم سیال نسبت به زمان فشار به دست می آید. سپس به تحلیل فرآیند با سه فرض دیگر که شامل هندسه کمان بیرونی به صورت بیضی، منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت دو کره غیر هم مرکز و منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت تابع کسینوسی باشد با استفاده از روش انرژی پرداخته می شود. در روش انرژی با استفاده از قانون تراکم ناپذیری توزیع ضخامت به دست می آید. سپس با استفاده از توزیع ضخامت و معادلات حاکم، انرژی کرنشی برای لوله محاسبه شده و فشار مورد نیاز برای شکل دهی نیز محاسبه شده است. در انتها به تحلیل یک فرض جدید که منحنی داخلی و خارجی لوله تغییر شکل یافته به صورت دو کمان از دو بیضی هم مرکز و با اندازه قطر های کوچک و بزرگ متفاوت پرداخته می شود. به منظور اعتبار دهی به تحلیل حاضر، نتایج به دست آمده با نتایج تحلیل و شبیه سازی عددی سایر محققان مقایسه شده اند.

صنعت به مواد جدید با خصوصیاتی مانند استحکام بالا و چگالی پایین نیاز دارد که این خواص تنها با استفاده از یک ماده واحد فراهم نمی شود. مواد ترکیبی امکان برآوردن خواصی مثل استحکام بالا، چگالی پایین، مقاومت بهتر به سایش، ضریب مقاومت خوردگی زیاد و هدایت الکتریکی بالا را فراهم می کند. ورق های دو فلزی نیز موادی نو در صنعت برای تولید سازه های سبک وزن می باشند که در صنایع هوایی و خودرو کاربرد دارند. به دلیل حالت تنش فشاری در فرآیند اکستروژن که امکان ایجاد باند های متالورژیکی بین دو فلز را می دهد، این فرآیند برای ساخت ورق های مرکب مناسب است. در این فرآیند، مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلز، محاسبه مقدار نیروی شکل دهی و بهینه سازی آن دارای اهمیت است. حل دقیق برای بسیاری از فرآیندهای شکل دهی فلزات در دسترس نیست و تلاش های متعددی در زمینه پیشنهاد روش های تقریبی که بتواند تخمین قابل قبولی برای نیروی مورد نیاز جهت تغییر شکل پلاستیک ارائه نماید صورت گرفته است. از میان روش های حل مختلف، روش کرانه فوقانی به عنوان یک روش تحلیلی و روش المان محدود، به صورت گسترده ای برای تحلیل فرآیند اکستروژن به کار می روند. در این پایان نامه فرآیند اکستروژن مستقیم ورق های دو فلزی با پروفیل قالب دلخواه به روش کرانه فوقانی تحلیل و به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است. برای انجام تحلیل کرانه فوقانی، فرآیند به دو قسمت اکستروژن تک فلزی و اکستروژن دوفلزی تفکیک شده است. مواد تحت تغییر شکل قسمت اکستروژن تک فلزی به سه ناحیه و مواد مدل دو فلزی به شش ناحیه تقسیم شده اند. یک میدان سرعت مجاز که برای هر پروفیل قالب دلخواه معتبر است ارایه شده و بر اساس آن، مقادیر نرخ کرنش ها در هر ناحیه تغییر شکل محاسبه شده اند. سپس توان داخلی، توان برشی و توان اصطکاکی برای هر دو قسمت محاسبه شده و توان های کلی به دست آمده اند. با مساوی قراردادن جمع کل توانهای داخلی، برشی و اصطکاکی با توان خارجی لازم نیروی اکستروژن محاسبه شده است. همچنین از روش المان محدود و با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود (نرم افزار آباکوس) جهت شبیه سازی فرآیند استفاده شده است. مشاهده شد که نتایج حاصل از روش تحلیلی ارایه شده و روش المان محدود تطابق خوبی دارد. در پایان نیز اثر پارامترهای مختلف بر نیروی اکستروژن، چگونگی خروج مواد و سختی محصول و استحکام برشی مرز دو فلز بررسی شده اند

میله ها و لوله های مرکب شامل دو یا تعداد بیشتری لایه فلز می باشند و به دلیل خواصی مثل هدایت الکتریکی زیاد، ضریب مقاومت خوردگی زیاد، استحکام بالا، مقاومت بهتر به سایش مورد استفاده قرار می گیرند. لوله ها دارای استحکام و هدایت گرمائی بالا برای کاربرد در مبدل حرارتی و همچنین برای انتقال سیالات با خواص خورندگی مختلف استفاده می شوند. به دلیل حالت تنش فشاری در فرآیند اکستروژن که امکان ایجاد باند های متالورژیکی بین دو فلز را می دهد، این فرآیند برای ساخت میله ها و لوله های مرکب مناسب است. در این فرآیند، مانند سایر فرآیندهای شکل دهی فلز، محاسبه مقدار نیروی شکل دهی و بهینه سازی آن دارای اهمیت است. حل دقیق برای بسیاری از فرآیندهای شکل دهی فلزات در دسترس نیست و تلاش های متعددی در زمینه پیشنهاد روش های تقریبی که بتواند تخمین قابل قبولی برای نیروی مورد نیاز جهت تغییر شکل پلاستیک ارائه نماید صورت گرفته است. از میان روش های حل مختلف، روش کرانه فوقانی به عنوان یک روش تحلیلی و روش المان محدود، به صورت گسترده ای برای تحلیل فرآیند اکستروژن به کار می روند. با وجود اینکه روش المان محدود اطلاعات جزئی فرآیند را در اختیار می گذارد، در عین حال زمان قابل توجهی برای مدل سازی و شبیه سازی صرف میشود. به هر حال برای حل مسائلی که مدل آنها پیچیدگی دارد، زمان خیلی زیاد و حافظه زیادی از کامپیوتر نیاز است. در این پایان نامه فرآیند اکستروژن مستقیم میله ها و لوله‏های تک فلزی و دو فلزی با پروفیل قالب مخروطی و مندرل ثابت به روش کرانه فوقانی تحلیل و به روش اجزا محدود شبیه سازی شده است. ناحیه تغییر شکل به چند ناحیه تغییر شکل کوچکتر تقسیم شده و با ارائه یک میدان سرعت در دستگاه مختصات کروی مقادیر نرخ کرنشها در هر ناحیه تغییر شکل محاسبه شده اند. پس از آن توان داخلی، توان برشی و توان اصطکاکی ماده به دست آمده و پس از آن نیروی اکستروژنمحاسبه شده است. نتایج روش تحلیلی کرانه فوقانی با نتایج به دست آمده از آزمایشهای سایر محققان و شبیه سازی به روش اجزا محدود (نرم افزار abaqus) برای پروفیل قالب مخروطی مقایسه شده اند. مقایسه نتایج تحلیلی با نتایج به دست آمده از آزمایشهای سایر محققان و شبیه سازی تطابق مناسبی را نشان می دهند.

امروزه مواد تک¬لایه نمی¬توانند تمام خصوصیات مورد نیاز صنعت¬گران را برآورد نمایند، بنابراین استفاده از مواد با ساختارهای مرکب و چندلایه توسعه یافته¬است. کاربرد و استفاده از ور¬ق¬های فلزی چندلایه به دلیل ایجاد خواص ترکیبی در لایه¬ها، مانند ایجاد خواص مکانیکی، حرارتی و الکتریکی متفاوت و مطلوب، دستیابی به ساختارهای کم¬ وزن و سبک، مقاومت در برابر خوردگی و جاذب ارتعاشی در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت، پتروشیمی، صنایع هوافضا و دفاعی، صنایع الکتریکی، صنایع خانگی و نیز دیگر حوزه¬های صنعت بسیار فراوان است. در این پایان¬نامه، فرآیند کشش ورق¬ ساندویچی متقارن در قالب گوه¬ای شکل، که روشی کم هزینه و ساده¬ به لحاظ تجهیزات مورد نیاز برای تولید ورق¬های چندلایه است، بررسی شد. به دلیل حالت تنش فشاری در فرآیند کشش در حین عبور ورق¬ها از درون قالب، جوش سرد و باندهای متالورژیکی بین لایه¬ها ایجاد می¬شود، به همین دلیل می¬توان از این روش برای تولید محصولات چندلایه استفاده کرد. اساس تحلیل فرآیند کشش، تعیین ناحیه¬های تغییر شکل و میدان سرعت در هر ناحیه است. تعیین مرزهای ناحیه¬های تغییر شکل مناسب، باعث می¬شود که نتایج حل و نیز میدان سرعتی که به واسطه آن یافت می¬شود، به حل واقعی نزدیک¬تر شود. با مطالعه پژوهش¬های گذشته، نتایج شبیه¬سازی اجزا محدود و آزمایش¬هایی که در فرآیندهای کشش از درون قالب گوه¬ای شکل انجام گرفته¬است، مشخص شده¬است که در ناحیه تغییر شکل، خطوط جریان فلز مستقیم نمی¬باشد ولی تاکنون در هیچ¬یک از مطالعات، این مورد در تحلیل مدل نشده¬است. در این پایان¬نامه با در نظر گرفتن مرز نمایی برای ناحیه تغییر شکل، برای اولین¬بار با ارائه میدان سرعت جدیدی با داشتن مولفه زاویه¬ای علاوه بر مولفه شعاعی در قالب گوه¬ای شکل (قالب خطی)، این نقیصه برطرف شده و خمیدگی خطوط جریان ناحیه تغییر شکل مدل شده¬است. این میدان سرعت برای تحلیل فرآیند کشش ورق¬های ساندویچی متقارن استفاده شده¬است. با استفاده از این میدان سرعت و حل آن برای جابجایی، خط مشترک بین دو لایه، خطوط جریان ماده در ناحیه تغییر شکل و ضخامت نهایی لایه¬ها در خروج از قالب بدست آورده شدند. در این پایان¬نامه فرآیند کشش ورق ساندویچی متقارن به روش کرانه بالایی تحلیل و به روش اجزا محدود (نرم افزار abaqus) شبیه¬¬سازی شده¬است. ورق به شش ناحیه کوچک تر تقسیم شده و با استفاده از میدان سرعت هر ناحیه، مقادیر نرخ¬های کرنش محاسبه شده اند. سپس توان داخلی، توان برشی ناپیوستگی سرعت و توان اصطکاکی برای ورق به دست آمده و در انتها مقدار بهینه زاویه قالب، شکل مرز ناحیه تغییر شکل و نیروی کشش محاسبه شده¬اند. نتایج حل تحلیلی با نتایج به دست آمده از آزمایش های سایر محققان و شبیه¬سازی مقایسه گردید و مشخص شد نتایج حل حاضر مطابقت مناسبی با نتایج شبیه¬سازی و آزمایش¬ها دارد. در پایان نیز تاثیر پارامتر¬های مختلف روی مقدار نیروی مورد نیاز فرآیند و زاویه بهینه بررسی شدند.

نورد فرآیندی است که طی آن یک یا چند ورق فلزی به داخل فضای بین دو غلتک وارد شده و تحت تاثیر نیروی بین غلتک ها دچار کاهش ضخامت می گردند. در میان روش هایی که برای تحلیل فرآیند های شکل دهی مورد استفاده قرار می گیرند، روش کرانه بالایی، تحلیلی مناسب بوده و دارای دقت خوبی می باشد. موضوع پایان نامه ی حاضر تحلیل حالات مختلف فرآیند نورد، به روش کرانه بالایی می باشد. در اولین گام باید ناحیه های تغییر شکل مشخص شده، سپس میدان سرعت در ناحیه تغییر شکل تعیین شوند. پس از آن، میدان نرخ کرنش و در نهایت با محاسبه توان ها، توان کلی محاسبه می گردد. توان اصطکاک نیز در مرز های دارای اصطکاک محاسبه می شود. در مرزهای فاقد اصطکاک که تغییر شکل آغاز شده، توان برشی موجود می باشد. پس از جمع تمام توان های محاسبه شده، توان کلی محاسبه خواهد شد. در فرآیند نورد که سرعت زاویه ای غلتک ثابت می باشد؛ با تقسیم عبارت محاسبه شده بر سرعت زاویه ای، گشتاور لازم جهت شروع فرآیند محاسبه خواهد شد. پس از محاسبه گشتاور، نیروی وارده به غلتک محاسبه می گردد. تاثیر اصطکاک بر نتایج بدست آمده و مقایسه آن با مقادیر اجزاء محدود و تاثیر آن بر نقطه خنثی از جمله تحلیل های انجام شده می باشد. قابل ذکر است که نقطه خنثی نقطه ایست که سرعت خطی غلتک با سرعت ورق در حال نورد برابر می باشد. ورق با سرعتی کمتر از سرعت خطی غلتک به ناحیه تغییر شکل وارد شده و با سرعت بیشتر، از آن خارج می گردد و در نقطه ای خاص، ورق فلز به غلتک چسبیده و سرعت آنها برابر می گردد. نخستین حالت نورد که در این پایان نامه تحلیل می گردد، نورد ورق تک لایه است. در این تحلیل نتایج بدست آمده با مقادیر آزمایشی مربوط به محققان قبلی مقایسه شده که دارای دقت مناسبی می باشد. دومین حالت بررسی شده، نورد ورق ساندویچی متقارن چسبیده به هم می باشد که طی آن چند ورق فلز، همزمان به نورد وارد شده و در حین فرآیند دچار اتصال می گردند. سومین حالت، نورد ساندویچی متقارن جدا از هم می باشد. تحلیل اجزاء محدود، به وسیله نرم افزار آباکوس انجام شده و پس از شبیه سازی فرآیند، گشتاور و نیروی غلتک و سرعت و سایر نتایج مورد نیاز قابل استخراج می باشد. این نرم افزار قادر به ترسیم نمودار تمامی پارامتر ها نسبت به زمان می باشد. در پایان متذکر می گردد که روش های تحلیل کرانه بالایی و المان محدود دارای دقت مناسبی جهت تحلیل مسایل شکل دهی فلزات بوده و در امور صنعتی قابل استفاده برای طراحی دستگاه های تامین کننده توان تغییر شکل می باشد.

امروزه فرآیند شکل دهی فلزات به روش هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به دیگر روش های شکل دهی دارد به صورت گسترده ای در صنعت مورداستفاده قرار گرفته است. قابلیت تولید قطعات بااشکال پیچیده، نسبت استحکام به وزن بالاتر و تولید قطعات با کیفیت سطح بالاتراز جمله این مزایا می باشند .در فرآیند هیدروفرمینگ لوله ی دو لایه در قالب با مقطع مربع، مقطع گرد لوله به مقطع مربع تبدیل می شود. در این پایان نامه یک مدل ریاضی برای تحلیل فرآیند هیدروفرمینگ لوله ی دو لایه در قالب با مقطع مربع ارایه شده است. در تحلیل انجام شده، هدف محاسبه فشار مورد نیاز برای شکل دهی لوله،یافتن نحوه توزیع ضخامت در جداره لوله و بررسی تاثیرات ضریب اصطکاک و ضریب کار سختی بر فشار و توزیع ضخامت می باشد.اصطکاک بین لوله و قالب در سه حالت بدون اصطکاک،اصطکاک کاملا چسبنده و همچنین ضرایب اصطکاک مختلف لغزنده مورد بررسی قرار می گیرد. در این مدل برای یافتن نحوه توزیع ضخامت ابتدا رابطه تغییرات ضخامت برای حالت بدون اصطکاک و همچنین اصطکاک کاملا چسبنده با استفاده از قانون تراکم ناپذیری ماده به دست آمده و سپس با استفاده از این دو رابطه مدلی برای نحوه تغییرات ضخامت برای ضرایب اصطکاک مختلف ارایه شده است. سپس با استفاده از معادلات تعادل حاکم بر ناحیه تماس لوله با دیواره قالب و فرض ضخامت یکنواخت برای قسمت آزاد لوله، فرآیند مورد تحلیل قرار گرفته است. در انتها نیز نتایج حاصل از این تحلیل با نتایج شبیه سازی شده با نرم افزار آباکوس مورد مقایسه قرار می گیرد تا تحلیل ارایه شده مورداعتباردهی قرار گیرد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.