پایان نامه آناليز فرمدهي بروش چند نقطه اي
چكيده
نظر به پيچيده بودن تحليل بسياري از فرآيندهاي تغيير شكل فلزات توسط روشهاي تحليلي، روشهای عددي مختلفي همچون روش اختلافهاي محدود و روش اجزاء محدود براي حل اينگونه مسائل پيشنهاد شده است. بر همين اساس اين پايان نامه به بررسي تحليل شكل دهي ورقهاي فلزي بروش فرمدهي چند نقطهای توسط روش اجزاء محدود میپردازد. بر اين اساس در اين پايان نامه اين روش براي فرمدهي ورق فلزي بيان گشته و همچنين اين روش توسط نرم افزار ls-dyna آناليز گشته و براي يك قطعه نمونه قالب طراحي گرديده است.
فهرست مطالب
- چكيده الف
- فهرست ب
- فصل اول
- 1-1- مقدمه
- 1-2- مروري بر کارهای انجام شده
- 1-3-هدف
- فصل دوم
- 2-1- مقدمه
- 2-2-کوبش ورق فلزي
- 2-3-هيدروفرمينگ
- 2-3-1-مراحل انجام فرآيند
- 2-4-تکنيک Electro shimming
- 2-4-1-اشکال مختلف در Electro shimming
- 2-4-2-مزايا
- 2-4-3-اشکال خاص
- 2-5-شکل دادن سرد فلز
- 2-6-فشردن هيدرواستاتيک
- 2-7-شکل دادن سريع
- 2-7-1-ماشینهایی که بوسيله بنزين کار میکنند
- 2-7-2-شکل دادن انفجاري
- 2-8-شکل دادن مغناطيسي
- 2-9-شکل دادن الکتروهيدروليکي
- 2-10-کشش فلزات
- فصل سوم
- 3-1- مقدمهای بر شکل دهي ورقهاي فلزي
- 3-2-مروري بر تاريخچه حل فرمدهي ورقهاي فلزي
- 3-3-آناليز شبيه سازي به روش المان محدود
- 3-3-1-مقدمه
- 3-3-2-روش اجزاء محدود FEM
- 3-3-3-مراحل کار در روش اجزاء محدود
- 3-3-4-پارامترهاي هندسي
- 3-3-5-مشخصات بارگذاري
- 3-3-5-1-شرايط مرزي
- 3-3-5-2-پس پردازش
- 3-3-6-مباني آناليز اجزاء محدود
- 3-3-7-ماتريس سختي
- 3-3-8-چگونگي ماتريس سختي
- 3-3-9-ماتريس سختي براي المانهاي عملي
- 3-3-10-انواع المانها
- 3-3-10-1-المان ميله يا تير
- 3-3-10-2-المان صفحه قابل خمش
- 3-3-10-3-المان پوستهای با انحنا
- 3-3-10-4-المان حجمي سه بعدي
- 3-3-10-5-شرايط بارگذاري و تنشهاي ناشي از آن
- 3-3-10-6-تنشهای مرکب
- 3-3-10-7-تنش صفحهای
- 3-3-10-8-تنشهای اصلي
- 3-11-مشخصههای ماده براي تعيين شکل پذيري
- 3-11-1-ضريب کار سختي
- 3-11-2-ضريب ناهمسانگردي
- 3-12-پارامترهاي مکانيکي مؤثر بر تغيير فرم ورق
- 3-13-بررسي خواص ورقها
- 3-13-1-خواص مکانيکي فلزات
- 3-13-2-ميزان شکل پذيري ورق
- 3-14-روند پيشرفت تحقيقات در شکل دهي فلزات
- 3-15-تئوریهای شکل دهي
- 3-15-1-روش انرژي يکنواخت
- 3-15-2-روش تحليل تختاري
- 3-15-3-تئوري ميدان لغزش
- 3-15-4-روش باند بالاتر
- 3-15-5-روش المانهاي محدود
- 3-16-عيوب در قطعات
- 3-17-روشهای آزمايشي
- 3-18-استفاده از متد اجزاء محدود
- 3-19-بهينه سازي طراحي به کمک FEM
- فصل چهارم
- 4-1-مقدمه
- 4-2-شکل دهي بروش چند نقطهای
- 4-3-پيش بيني ورق اوليه فلزي
- 4-4-روش عددي براي طراحي ورق اوليه
- 4-5-کمينه سازي تابع واقعي
- 4-6-طراحي مسير شکل دهي
- 4-7-فرمولهاي پايه المانهاي محدود پوستهای
- 4-8-محاسبه مسير فرمدهي بهينه
- 4-9-پيش بيني و کنترل عيوب فرمدهي بروش چند نقطهای
- 4-10-روش فرمدهي چند نقطهای با ورقگير
- 4-11-مسيرهاي مختلف فرمدهي MPF
- 4-11-1-اصول پايه
- 4-11-2-کنترل حرکت سنبهها
- 4-11-3-فرمدهي بروش چند نقطهای موضعي
- 4-12-تئوري تغيير شکل بهينه بر اساس کمترين کار پلاستيک
- 4-13-مدلسازي عددي هندسي قطعات مختلف در فرمدهي چند نقطهای
- 4-14-محاسبه نقطه تماس و ايجاد مسير فرمدهي بروش چند نقطهای
- 4-15-اجزاي قالبهاي فرمدهي پرسي
- 4-16-تقسيم بندي قالبهاي پرس
- 4-17-معرفي نرم افزار LS-DYNA
- 4-18-طريقه مدلکردن مساله در نرم افزار
- 4-19-خروجیها و نتايج شبيه سازيهاي انجام شده براي قطعه نمونه
- فصل پنجم
- 5-1-نتايج
- 5-2-و پيشنهادات
- ضميمه
- منابع و مراجع
1-1-مقدمه
در فرآيندهاي شكل دهي فلزات قطعهای ساده از نظر شكل مثل شمش و يا ورق فلزي مابين ابزار و قالب تغيير شكل پلاستيك میدهد و به شكل نهايي مورد نظر میرسد. بنابراين طي اين فرآيند هندسههایی ساده توسط ابزارهاي شكل دهنده به هندسههایی پيچيده تبديل میشوند. بيان روابط كمي كه بتواند پدیدههایی نظير جريان فلز اصطكاك بين ماده و ابزار، توليد و انتقال حرارت در جريانهاي پلاستيك، روابط بين خواص ميكروسكوپي ماده و شرايط شكل دهي و … را بسيار مشكل میتوان تحليل كرد. اغلب در توليد قطعات مجزا چندين پيش عمليات لازم است تا شكل نهايتاً و بدون آنكه در آن عيب و يا نقصي بوجود آيد و يا خواص ماده از بين رود به هندسهای پيچيده تبديل شود. بنابراين مهمترين موضوع براي هر نوع تحليلي طراحي مراحل شكل دهي میباشد. اين طراحیها اساساً بر سه پايه استوار میباشند:
- پيش بيني جريان فلز كه در آن روابط سينماتيك نظير سرعت، شكل، كرنش و نرخ كرنش بين جسم تغيير شكل يافته و تغيير شكل نيافته بيان شود.
- تعيين حدود شكل پذيري
- پيش بيني و تعيين نيروها و تنشهاي لازم براي شكل دادن تا بر اساس آن بتوان ابزار لازم را طراحي و يا انتخاب نمود. فرآيندهاي شكل دهي فلزات در حالت كلي بدو دسته شكل دهي جسيم و شكل دهي ورقهاي فلزي تقسيم بندي میشوند.
در شكل دهي نوع جسيم از مواد بصورت شمش، ميله و يا به شكل تخت براي تغيير شكل دادن استفاده میشود و در آنها افزايش قابل توجهي در نسبت سطح به حجم هنگام شكل دادن بوجود میآید. مشخصات اينگونه فرآيندها را به صورت زير میتوان بيان نمود:
- قطعه كار تغيير شكلهاي پلاستيكي زيادي را متحمل میشود و لذا تغيير زيادي در مشكل و سطح مقطع اينگونه فرآيندها بوجود میآید.
- قسمتهایی از جسم كه تغيير شكل پلاستيك مییابند عموماً بيشتر از قسمتهايي است كه تغيير شكل الاستيك دارند و لذا بازگشت بعد از تغيير شكل قابل اغماض خواهد بود. از جمله نمونههای اين نوع از شكل دهي میتوان از انواع فورجينگ، اكستروژن و كشش نظير اتوكاري و كشش لوله را نام برد.
در دسته دوم شكل دهي فلزات، ورقهایی از فلز بصورت پلاستيك بين قالب و ابزار شكل دهي تغيير شكل مییابند و در اثر اين تغيير شكل ورق فلز از حالت دو بعدي به اجسام سه بعدي تبديل میشود مشخصات اينگونه فرآيندها عبارتند از:
- قطعه كار بصورت ورق فلزي است كه در اثر شكل دهي تغيير زيادي در شكل آن حاصل میشود ولي تغيير محسوسي در ضخامت و سطح مقطع آن و يا مشخصههای سطح آن بوجود نمیآید.
- در بعضي از حالتها تغيير شكلهاي پلاستيك و تغيير شكلهاي الاستيكي با يكديگر قابل مقایسهاند و لذا نمیتوان از بازگشت الاستيك و يا عقب نشيني فنري آن صرفنظر نمود. از جمله فرآيندهايي كه در اين نوع از شكل دهي صورت میگیرد میتوان از خمش معمولي براي توليد مقاطعي چون كانالها، خمش نوردي (كه در آن ورق بين دو يا سه غلتك شكل قوسي میگیرد). شكل دهي خزشي، اتساع، كشش عميق فلزات و … را نام برد. [1]
اگر چه شكل دادن ورقهاي فلزي از گذشتههای دور كاربردهايي نظير توليد ظروف آشپزخانه داشته است ولي در دهههای اخير نياز صنايع مختلف همچون اتوموبيل سازي، هواپيما سازي، صنايع توليد لوازم خانگي، صنايع الكتريكي و بسياري از صنايع ديگر به قطعات حاصل از ورق كاري باعث شده است كه صنعتگران اهميت خاصي را براي اينگونه فرآيندها قائل شوند.
تغيير شكل ورقهاي فلزي بطور كلي شامل عمليات خمش، اتساع، اتوكاري و يا تركيبي از آنها میشوند كه اكثراً به شكل پرسكاري انجام میگیرد. عمليات پرسكاري يكي از مقرون به صرفهترین عمليات تهيه قطعات است چرا كه اين روش احتياجي به ماشينكاري، جوشكاري و پرداخت سطح ندارد و يا به شكل كم از اينگونه عمليات استفاده میشود. از طرفي قطعات نسبتاً پيچيده را میتوان با سرعت زياد و نسبت به ساير روشهاي شكل دهي به نحو سادهتر توليد كرد.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.