تحلیل عددی و تجربی شکلدهی لوله های مسی مستطیلی بوسیله غلتک‌کاری متوالی لوله مدور پر شده با بیسموت

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

علی  بصیرت نیا ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر)
محسن  لوح موسوی ² (استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر)

Received: 2015-11-04 Accepted : 2015-11-04 Published : 2014-12-22

Keywords: روش اجزای محدود, شکل دهی غلتکی, لوله‌های مستطیلی, نورد سرد, شکل‌دهی مجدد لوله,

Abstract :

ساخت لوله های مربعی و مستطیلی به دلیل کاربرد فراوان آنها در صنایعی که نیاز به فشار و درجه حرارت بالا دارند، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. روش های مختلفی برای ساخت لوله های چهار گوش وجود دارد از جمله اکستروژن، کشش و فشار. روش دیگری که در سال های اخیر بر روی آن مطالعاتی صورت گرفته است، شکل‌دهی مجدد لوله های دوار و تبدیل آن به مقطع مربع و یا مستطیل است. در این تحقیقات روش‌هایی که پیشنهاد شده است همگی برای تولید لوله های مربعی کاربرد دارد و امکان تولید لوله‌های مستطیلی با استفاده از آن روش ها وجود ندارد. روشی که در این پژوهش معرفی می­شود عبارت است از پر کردن لوله با بیسموت و غلتک‌کاری در سه مرحله متوالی. در این پژوهش ابتدا در نرم افزار  Abaqus فرآیند مورد نظر شبیه‌سازی می­شود و سپس توسط آزمون تجربی یک نمونه واقعی ساخته می‌شود. نمونه ساخته شده از لحاظ ابعادی مورد بررسی قرار می­شود و با نتایج بدست آمده از شبیه سازی مقایسه می‌شود. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که روش پر کردن لوله توسط بیسموت و عبور از سه غلتک، روشی مناسب برای ساخت لوله‌های جدار نازک با مقطع مستطیل شکل است

References:

[1] Kiuchi M, Shintani K, Tozawa M., Investigation into forming process of square pipe experimental study on roll forming process of noncircular pipe II, Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity, 21/228, 1980, pp.73–80 [in Japanese].

[2] Kiuchi M., Overall study on roll forming process of square and rectangular pipes, In: Proceedings of the second international conference on rotary metalworking process, Straford Upon_Avon, 1982, pp. 213–26.

[3] Wen B., Using advanced tooling designs to reshape round tube into square and rectangular tubes, OH, USA: Roll-Kraft, Inc.

[4] Onoda Y., Nagamachi T., Kimura S., Effects of forming conditions on cross-sectional shapes of corner zones of square and rectangular steel pipes formed by extroll-forming process, Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity, 3 ,1992, pp.573–578. (in Japanese).

[5] Onoda Y, Nagamachi T, Kimura S, Kitawaki T., Pushing load acting on ram and forming load acting on the idle rolls in extroll-forming mill for reshaping round welded steel pipes into square and rectangular shapes, Journal of the Japan Society for Technology of Plasticity,42, No.476, 1993, pp.478.

[6] Bayoumi, Laila S., Cold drawing of regular polygonal tubular sections from round tubes, International Journal of Mechanical Sciences, 43, 2001, pp. 2541–2553.

[7] Moslemi Naeni H., Kiuchi M., Kitawaki T., Kuromatsu R., Design method of rolls for reshaping processes of pipes with pentagonal cross-sections, Journal of Materials Processing Technology, 169, 2005, pp. 5–8.

[8] Leu D.K., Wu J.Y., Finite element simulation of the squaring of circular tube, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 25, 2005, pp. 691–699.

[9] Leu D.K., Finite-element simulation of the lateral compression of aluminum tube between rigid plates, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 41, 1999, pp. 621-638.

[10] Leu D.K., The shaping of a circular tube into a symmetric square-tube by finite-element modeling, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 178, 2006, pp.287–296.

[11] Hwang Y.M., Elasto-plastic finite element analysis of squaring circular tube, Journal of Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 18, 2008, pp.665-673.

[12] Bayoumi L., Attia A.S., Determination of the forming tool load in plastic shaping of a round tube into a square tubular section, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 209, 2009, pp. 1835-1842.

[13] Abrinia K., Farahmand H.R., An upper bound analysis for the reshaping of thick tubes with experimental verification, International Journal of Mechanical Sciences, 2007, pp. 342-358.

[14] ابری‌نیا ک. ، تاجیار ع. ، تاثیر پارامترهای مختلف بر روی نیروی جداشونده در شکل دهی مجدد لوله گرد، دهمین کنفرانس مهندسی ساخت و تولید ایران، ICME 2010، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل.