تحلیل و شبیه سازی توزیع دما بر پیکره غلتک در طی فرآیند نورد گرم

الموضوعات : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

امیرحشمت خدمتی بازکیائی ¹ , علی سوزنگر ²

1 - گروه مهندسی مکانیک، واحد سوسنگرد، دانشگاه آزاد اسلامی، سوسنگرد، ایران
2 - مهندس مکانیک، مهندس تعمیرات گروه ملی صنعتی فولاد ایران، اهواز، ایران.

تاريخ الإرسال : 04 الثلاثاء , رمضان, 1443 تاريخ التأكيد : 20 الأحد , ذو القعدة, 1443 تاريخ الإصدار : 21 الأحد , شوال, 1443

الکلمات المفتاحية: اجزاء محدود, فرآیند نورد, توزیع حرارت,

ملخص المقالة :

صنعت نورد، متداولترین و پر رونق ترین روش تولید فرآورده های فلزی است. نخستین هدف فرآیند نورد، کاهش سطح مقطع و یا ضخامت قطعه کار است، این عمل به دو صورت نورد گرم و سرد انجام می پذیرد، فلز از بین دو غلتک عبور نموده تا شکل شیار ( کالیبر ) غلتک را بگیرد، بدین جهت غلتک‌های نورد اجزاء مهمی در کارخانجات نوردی می‌باشند. هدف از انجام این پژوهش تحلیل انتقال حرارت در شرایط کارکرد نورد گرم و یافتن توزیع حرارت در غلتک‌های نورد با استفاده از شبیه سازی اجزاء محدود می‌باشد، شبیه سازی به صورت غیر خطی بوده و فرض گردیده که غلتک همگن، همسانگرد، بدون ترک و کرنش حرارتی و دمای محیط برابر دمای اتاق در نظر گرفته شده است. توزیع حرارت در غلتک در این پژوهش به دو صورت با استفاده از سیستم خنک‌کاری پاششی و بدون استفاده از این سیستم بدست آمده و پس از آن نتایج بدست آمده از شبیه سازی اجزاء محدود را با داده‌های آزمایشگاهی استخراج شده، مورد صحت سنجی قرار گرفته شده است که بالاترین میزان درصد خطای نسبی در پیشبینی 08/334 درصد بوده که بیانگر تطبیق نتاایج حاصله از حل عددی با داده استخراجی بوده است.

المصادر:

مراجع

 

[1] صابونچی، ا.، عباسپور، م.، گنجه‌زاده، ا.، (1379)، حل عددی معادلات انتقال حرارت غلتک نورد در حالت غیردائم و شرابط مرزی متغیر، سمپوزیوم فولاد 79، ص. 657-668.

[2] حاجیان‌نژاد، ع.، توانگر، م.، گنجه‌زاده، ا.، (1379)، شبیه‌سازی کامپیوتری تغییرات دمای بار در خز نوردگرم ورق، سمپوزیوم فولاد 79، ص. 295-307.

[3] صابونچی، ا.، خردمند، س.، مدرس، ف. ق.، کی‌یگانه، ع.، (1384)، شبیه‌سازی حرارتی غلتک‌های نورد گرم بمنظور تخمین اثرات تغییر جنس غلتک بر توزیع دما و کراون حرارتی غلتک کاری، سمپوزیوم فولاد 84، ص. 322-332.

[4] Forouzan, S., Akbarzadeh, A., (2007), Prediction of effect of thermo-mechanical parameters on mechanical properties and anisotropy of aluminum alloy AA3004 using artificial neural network, Materials and Design (28), pp 1678–1684.

[5] سنبلی، ع.، سراج‌زاده، س.، (1386)، تعیین تنش‌های حرارتی-مکانیکی در غلتک طی فرآیند نورد داغ ورق، سمپوزیوم فولاد 86، ص. 521-528.

[6] قره‌داغی، س.، کرمانپور، ا.، ضیایی‌راد، س.، حسن‌پور، ک.، ذاکر، م.، (1386)، شبیه‌سازی عددی مکانیکی-حرارتی مرحله خشن کاری نورد کیلگرد کارخانه کوثر ، سمپوزیوم فولاد 86، ص. 773-781.

[7] کرمانپور، ا.، ضیائی‌راد، س.، حسن‌پور، ک.، طرقی­ن‍ژاد، م.ر.، قره‌داغی، س.، ذاکر،م.، (1387)، تحلیل خط نورد میلگرد فولادهای ساختمانی کارخانه کوثر توسط شبیه‌سازی عددی، سمپوزیوم فولاد 87، ص. 841-848.

[8] Yang, H., Wang, M., Guo, L. G., Sun, Z. C., (2008), 3D coupled thermo-mechanical FE modeling of blank size effects on the uniformity of strain and temperature distributions during hot rolling of titanium alloy large rings, Computational Materials Science 44(2), pp 611-621.

[9] باستی، ع.، خلیلی‌راد، ا.، سندی، م. ج.، (1388)، بررسی اثرات پارامترهای فرآیند نورد گرم در محصول نهایی به روش اجزای محدود، دهمین کنفرانس مهندسی ساخت و تولید ایران، 10.

[10] Shahani, A.R., Setayeshi, S., Nodamaie, S.A., Asadi, M.A., Rezaie, S., (2009), Prediction of influence parameters on the hot rolling process using finite element method and neural network, Journal of Materials Processing Technology 209(4), pp 1920-1935.

[11] D. Benasciuttia, D., Brusab, E., Bazzaro, G., (2010), Finite elements prediction of thermal stresses in work roll of hot rolling mills, Procedia Engineering 2(1), pp 707-716.

[12] Rui-bin, M., Chnag-sheng, L., Xiang-hua, L., Bin. H., (2010), Analysis of strip temperature in hot rolling process by finite element method, International Journal of Iron and Steel Research 17(2), pp 17-21.

[13] Hsu, Y., Lin, Y., Sun, K., Wu, S., (2012), Development of a Continuous Rolling Process for Titanium Wires, China Steel Technical Report 25(1), pp 28-35.

[14] Ding, Y., Zhu, Q., Le, Q., Zhang, Zh., Bao, L., Cui, J., (2015), Analysis of temperature distribution in the hot plate rolling of Mg alloy by experiment and finite element method, Journal of Materials Processing Technology 225, pp 286-294.

[15] Chen, J., Dong, F., Jiang, H., Liu, Zh., Wang, G., (2018), Influence of final rolling temperature on microstructure and mechanical properties in a hot-rolled TWIP steel for cryogenic application, Materials Science & Engineering A 724(1), pp 330-334.

[16] Bazkiaei, A.K., Shirazi, K. H., Shishesaz, M., (2021), Thermo-hyper-viscoelastic analysis of a rubber cylinder under cyclic deformation, Journal of Rubber Research 24(1), pp 13-26.

 [17] آزاد، م.، (1389)، آشنایی با نورد فلزات، اداره آموزش و توسعه منابع انسانی شرکت گروه ملی صنعتی فولاد ایران.