بررسی تاثیر کاهش سطح مقطع و زاویه پیچش در توزیع کرنش، آسیب و نیروی فرآیندی در قالب اکستروژن گردابی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

گوهر رنجبری ¹ (دکتری تخصصی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه)
علی دنیوی ² (دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه)
مهرداد شهباز ³ (استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه)

تاريخ الإرسال : 26 الأحد , جمادى الأولى, 1442 تاريخ التأكيد : 23 الأربعاء , رمضان, 1442 تاريخ الإصدار : 07 الجمعة , رجب, 1442

الکلمات المفتاحية: آسیب, اکستروژن گردابی, کرنش موثر میانگین, زاویه پیچش, انحنای خطوط لغزش,

ملخص المقالة :

اکستروژن گردابی یک روش تغییر شکل پلاستیک شدید است که اعمال همزمان کاهش سطح مقطع و پیچش حول محور طولی قطعه کار، در داخل قالب همگرای ثابت منجر به تجمع مقادیر بالایی از کرنش در نمونه می­شود. با توجه به قابلیت های فراوان این فرآیند از قبیل ایجاد کرنش بالا در یک پاس، سادگی و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و یکنواختی نسبی توزیع کرنش، در این کار تحقیقی اثر همزمان کاهش سطح مقطع، زاویه پیچش و منحنی شیار بر روی کرنش موثر میانگین، فاکتور آسیب بیشینه و نیروی حالت پایدار فرآیندی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می­دهند مقدار کرنش موثر میانگین با افزایش مقادیر کاهش سطح مقطع و زاویه پیچش افزایش یافته و برهم کنش معناداری میان فاکتورهای مذکور وجود دارد. بیشترین مقدار فاکتور آسیب در سطح قطعه کار مشاهده می­شود که با توجه به مقادیر تنش میانگین مثبت در این نقاط می­توان گفت ترکهای به­وجود آمده احتمالی، در اثر تنش کششی انتشار خواهند یافت. کاهش سطح مقطع و زاویه پیچش از فاکتورهای تاثیر گذار بر نیروی حالت پایدار فرآیندی بوده و منحنی شیار تاثیر چندانی برآن ندارد. بیشترین مقدار فاکتور آسیب در قالبی با دندانه های منحنی با کاهش سطح مقطع 30% و زاویه پیچش 30 درجه مشاهده می­شود.

المصادر:

 [1] R. I. Kuznetsov, V. I. Bykov, V. P. Chernyshov, V. P. Pilyugin, N. A. Yefremov, V. V. Posheyev, Plastic deformation of solid bodies under pressure, Sverdlovsk, IFM UNTS RAN, Vol. 4, No. 85, 1985.

[2] X. Ma, M. R. Barnett, Y. H. Kim, Forward extrusion through steadily rotating conical dies. Part I: experiments, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 46, No. 3, pp. 449-464, 2004.

[3] L. X. Kong, P. D. Hodgson, Constitutive modelling of extrusion of lead with cyclic torsion, Materials Science and Engineering: A, Vol. 276, No. 1, pp. 32-38, 2000.

[4] S. Khoddam, A. Farhoumand, P. D. Hodgson, Axi-symmetric forward spiral extrusion, a kinematic and experimental study, Materials Science and Engineering: A, Vol. 528, No. 3, pp. 1023-1029, 2011.

[5] Y. Beygelzimer, D. Orlov, A. Korshunov, S. Synkov, V. Varyukhin, I. Vedernikova, I. Korotchenkova, Features of twist extrusion: method, structures & material properties, In Solid State Phenomena. Trans Tech Publications, Vol. 114, pp. 69-78, 2006.

[6] M. Shahbaz, N. Pardis, R. Ebrahimi, B. Talebanpour, A novel single pass severe plastic deformation technique: Vortex extrusion, Materials Science and Engineering: A, Vol. 530, pp. 469-472, 2011.

[7] M. Shahbaz, N. Pardis, J. G. Kim, R. Ebrahimi, H. S. Kim, Experimental and finite element analyses of plastic deformation behavior in vortex extrusion, Materials Science and Engineering: A, Vol. 674, pp. 472-479, 2016.

[8] M. Shahbaz, R. Ebrahimi, H. S. Kim, Streamline approach to die design and investigation of material flow during the vortex extrusion process, Applied Mathematical Modelling, Vol. 40, No. 5-6, pp. 3550-3560, 2016.

[9] M. Shahbaz, J. G. Kim, R. Ebrahimi, H. S. Kim, Prediction of Extrusion Pressure in Vortex Extrusion Using a Streamline Approach, Iranian Journal of Materials Forming, Vol. 4, No. 1, pp. 52-62, 2017.

[10] G. Ranjbari, A. Doniavi, M. Shahbaz, R. Ebrahimi, Effect of Processing Parameters on the Strain Inhomogeneity and Processing Load in Vortex Extrusion of Al–Mg–Si Alloy, Metals and Materials International, pp. 1-8, 2020.

[11] G. Ranjbari, A. Doniavi, M. Shahbaz, Numerical Modelling and Simulation of Vortex Extrusion as a Severe Plastic Deformation Technique Using Response Surface Methodology and Finite Element Analysis, Metals and Materials International, pp. 1-12, 2020.

[12] H. Ataei, M. Shahbaz, H. S. Kim, N. Pardis, Finite Element Analysis of Severe Plastic Deformation by Rectangular Vortex Extrusion, Metals and Materials International, pp. 1-7, 2020.

[13] SH. Molaei, M. Shahbaz, R. Ebrahimi, The relationship between constant friction factor and coefficient of friction in metal forming using finite element analysis, Iranian Journal of Materials Forming, Vol. 1, No. 2, pp. 14-22, 2019.

[14] L. X. Kong, P. D. Hodgson, Constitutive modelling of extrusion of lead with cyclic torsion, Materials Science and Engineering: A, Vol. 276, No. 1-2, pp. 32-38, 2000.

[15] M. S. Ghazani, S. Moslemi, The effect of inner corner radius of ECAP die on strain distribution and damage accumulation in deformed sample, Transactions of the Indian Institute of Metals, Vol. 71, No. 4, pp. 971-976, 2018.

]16[ م. شبان، " کاربرد ترکیبی از اکستروژن و پرس در کانال های زاویه دار هم مقطع در فرآوری مواد فلزی ریزدانه و نانوساختار" نشریه مواد نوین، جلد 10، شماره 2، ص 32-17، زمستان 1398.