دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
دانشکده مهندسی مکانیک
پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش ساخت تولید
جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک- ساخت وتولید
عنوان:
مطالعه تجربی و شبیه سازی فرآیند خمکاری لوله جدار نازک به روش هیدروفرمینگ و تولید لوله جدار نازک
استادان راهنما:
دکتر عبدالحمید گرجی
دکتر محمد بخشی
چکیده:
لوله های خمکاری شده جدار نازک کاربرد بسیار وسیعی در صنایع فضایی، هواپیماسازی، خودروسازی و دیگر صنایع دارد. مساله کاهش وزن و کاهش فضای اشغال شده توسط لولهها سبب شده است تا این قطعات با شعاع خم کوچک شکلدهی شوند. خمکاری لوله با شعاع خم کوچک نیازمند به کارگیری روشهای نوین خمکاری میباشد، زیرا با کاهش شعاع خمکاری امکان ایجاد عیوب چین خوردگی در شعاع داخلی خم، نازک شدگی بیش از حد جداره بیرونی لوله، تغییر شکل سطح مقطع و مانند آنها افزایش مییابد.
یکی از روشهایی که برای خمکاری لوله های جدار نازک با شعاعهای خم کوچک مورد استفاده قرار میگیرد، خمکاری به روش هیدروفرمینگ است. این روش در مقایسه با سایر روشهای خمکاری لوله دارای مزایای بسیار زیادی مانند بهبود کیفیت سطحی، کاهش تغییرات ضخامت، افزایش استحکام و کاهش هزینه، به خصوص در مورد قطعات پیچیده، می باشد. در این پژوهش ابتدا لولههای انتها بسته بدون درز به وسیله فرآیندهای کشش عمیق و اتوکاری تولید گردیده است.سپس، فرآیند خمکاری این لوله با نسبت شعاع خم به قطر (R/D) برابر 1 توسط فرآیند جدید خم هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیهسازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از بررسی مسیر فشار، مسیر فشاری که در آن لوله بدون چروکیدگی به طور کامل شکل قالب را به خود میگیرد، بدست آمد. بعلاوه، اثر تغییرات فشار بر توزیع ضخامت لوله در شعاع داخلی و شعاع خارجی ناحیه خم لوله مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، نحوه شکلگیری لوله در نسبتهای (R/D) ثابت با تغییر همزمان شعاع خم و قطر لوله و نحوه شکلگیری لوله در نسبتهای (R/D) متغیر کمتر از یک در قطر لوله ثابت با یکدیگر مقایسه شد. همچنین اثر ضریب اصطکاک میان قالب و دیواره لوله نیز مورد بررسی قرار گرفت.
کلیات
1-1- مقدمه
امروزه لوله های خمیده کاربرد بسیار گستردهای در صنایعی نظیر هواپیماسازی، خودرو، نفت و گاز، اسباب و اثاثیه منزل، سازه های مکانیکی و غیره جهت انتقال سیال، سازه بدنه و غیره دارد. قطعات لولهای از نسبت استحکام به وزن بالایی برخوردار هستند و به همین دلیل در صنایع به صورت وسیعی به کار گرفته میشوند. در شکل (1‑1) چند نمونه از کاربردهای قطعات خم لوله نشان داده شده است.
در گذشته انجام عملیات خمکاری لوله یک هنر تلقی میشد و نوعا توسط افراد ماهر و با تجربه صورت میگرفت. در چند دهه اخیر تحقیقات گستردهای در خمکاری لولهها به منظور ایجاد دانش پایه در این زمینه صورت گرفته است. به کمک کارهای تجربی، تحلیلهای تئوری و شبیهسازی عددی درک بهتری از نحوه تغییر شکل لوله در حین خمکاری فراهم شده است.
روشهای مختلفی جهت خمکاری لولهها وجود دارد. هر یک از این روشها با توجه به نوع و کیفیت خمی که میتوان تولید کرد دارای کاربردها و محدودیتهایی میباشند. انواع روشهای خمکاری لوله شامل خمکاری برشی[1]، خمکاری کششی دورانی[2]، خمکاری تحت فشار[3]، خمکاری کوبهای[4]، خمکاری فشاری[5]، خمکاری غلتکی[6] و خمکاری به روش هیدروفرمینگ[7] میباشند. انتخاب روش خمکاری بستگی به کیفیت خم، تعداد تولید، جنس لوله، شعاع نسبی خم (R/D)، قطر نسبی لوله (D/t) و دقت مورد انتظار دارد که در آن ها D قطر خارجی، t ضخامت و R شعاع خط مرکزی خم میباشد]2[. در موتور هواپیماها، قطعات لولهای با شعاع خم کوچک با استحکام بالا به صورت فراوان به کار گرفته میشوند. شعاع خم این قطعات لولهای در برخی موارد در حدود قطر خارجی آنها میباشد که در بسیاری از موارد تولید آنها با روشهای رایج خمکاری لولهها مشکل است. در این موارد لازم است روشهای جدیدی جهت تولید خم با کیفیت مطلوب مورد استفاده قرار گیرند. یکی از این روشها، خمکاری به روش هیدروفرمینگ است که در آن خمکاری تحت فشار داخلی سیال انجام میگیرد. این روش در مقایسه با سایر روشهای خمکاری لولهها دارای مزایایی مانند دقت بالا، تولید خم با کیفیت خوب و کمترین تغییرات ضخامت دیواره، بهبود مقاومت و سختی، کاهش ضایعات و کاهش هزینه با توجه به کاهش نیروی کار، تجهیزات و مصرف انرژی میباشد]3[
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند