تاریخ دفاع: 1405/7/28
دانشجو

محمدرضا فتاحی

دانشکده / گروه آموزشی فنی مهندسی | گروه مهندسی مکانیک

تحلیل عددی اثر کارسختی ماده بر گشتاور و شعاع انحنا در فرآیند نورد نامتقارن ورق

استاد راهنما حشمت الله حقیقت

چکیده

   نورد نامتقارن سال‌هاست بدلیل کاهش گشتاور غلتک و بهبود ریزساختار فلزات در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرد. در فرآیند نورد نامتقارن، ایجاد اختلاف در شرایط تغییر شکل دو سطح ورق می‌تواند موجب ایجاد انحنا در ورق پس از خروج از ناحیه نورد شود. در این پژوهش، اثر توان کارسختی ماده بر شعاع انحنا و گشتاور غلتک‌ها در نورد نامتقارن به‌صورت عددی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، یک مدل دوبعدی در نرم‌افزار آباکوس توسعه داده شد و سه حالت نامتقارنی شامل نامتقارنی هندسی، اصطکاکی و سرعت در نظر گرفته شد. در تمامی حالت‌ها، مقدار توان کارسختی در محدوده مشخصی (1/0، 3/0 و 5/0) تغییر داده شد و اثر آن بر گشتاور نورد و میزان انحنای ورق ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که افزایش توان کارسختی در هر سه حالت نامتقارنی موجب کاهش گشتاور غلتک‌ها می‌شود که ناشی از کمتر شدن شیب   نمودار تنش-کرنش با افزایش توان کارسختی است. به عبارت دیگر به ازای مقادیر یکسان ضریب کارسختی و کرنش، افزایش توان کارسختی موجب کاهش مقدار تنش می‌گردد. با کاهش تنش جریان، نیروی وارده بر غلتک‌ها و گشتاور غلتک نیز کاهش می‌یابد. تاثیر توان کارسختی بر انحنای ورق به نوع نامتقارنی وابسته است. در نامتقارنی هندسی، با افزایش توان کارسختی شعاع انحنا افزایش یافته و در نتیجه میزان انحنا کاهش می‌یابد؛ در مقابل، در نامتقارنی اصطکاکی و سرعتی، افزایش توان کارسختی موجب کاهش شعاع انحنا و افزایش میزان انحنا می‌شود. همچنین، در محدوده پارامترهای بررسی‌شده، نامتقارنی هندسی بیشترین میزان انحنا را ایجاد کرد، در حالی که نسبت شعاع غلتک‌ها تنها حدود ???? بود و در نامتقارنی سرعتی نسبت سرعت غلتک‌ها تا ? افزایش یافت. این نتیجه نشان می‌دهد که مقدار عددی نسبت نامتقارنی به‌تنهایی معیار کافی برای مقایسه میزان انحنای ایجادشده نیست و نوع نامتقارنی و نحوه ایجاد اختلاف در شرایط تغییر شکل ورق نیز اهمیت دارد. نتایج این پژوهش می‌تواند در درک بهتر اثر ویژگی‌های ماده، به‌ویژه توان کارسختی، بر رفتار ورق در فرآیند نورد نامتقارن و پیش‌بینی هم‌زمان گشتاور نورد و انحنای ورق مورد استفاده قرار گیرد.