Analysis of Roll Wear in Reshaping Using Finite Element Simulation
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیکمهدی سلمانی تهرانی 1 , رضا خدابنده شهرکی 2 , حسام ولیدی 3
1 - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه شهرکرد
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد خمینی‌شهر
3 - کارشناس ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: Finite Element Simulation, Reshaping, Non-circular cross- section, Roll Wear,
چکیده مقاله :
Reshaping process is a widely used method for producing tubes with non-circular cross sections. Owing to the friction between pipe and rolls, initial round pipe moves forward and consequently, it gradually formed into square or rectangular one. In practice, geometric profile of the rolls will be changed after a while. These changes would be detrimental the production of faultless products. Therefore, in this paper the reshaping process is studied considering wear phenomena on the rolls. This study is a co-operation with a related industry at which square tubes are produced using reshaping process. In order to investigate the production line, considering industrial datasheets, the process is modeled by means of a commercial FEM package, ABAQUS\Explicit. The reshaping process is simulated as a 3D model and subsequently the sustainable regions to wear are investigated. The influences of significant parameters such as material and thickness of strip, as well as friction coefficient on the worn area, are studied. At the end, the FEM reults are comprised with the experiments reults and a good consistency between them is seen.
این مقاله به بررسی اثرات سایش غلتکها و شبیه‌سازی این پدیده در فرایند شکل‌دهی مجدد غلتکی اختصاص دارد. برای شبیه‌سازی پدیده سایش و بررسی نرخ سایش غلتکها از نرم‌افزار شبیه‌سازی اجزای محدود ABAQUS استفاده شده است. قطعه تولیدی مورد نظر در شبیه‌سازی فرایند شکل‌دهی مجدد غلتکی سرد دارای پروفیل مربعی است. پس از انجام شبیه‌سازی با توجه به مدل سه‌بعدی ایجاد شده، ناحیه‌های مستعد سایش روی غلتکها بررسی می‌شوند. همچنین اثر تغییر پارامترهای مهم مانند جنس، ضریب اصطکاک و ضخامت ورق بر روی سایش غلتکها بررسی شده است. در انتها به منظور اعتبارسنجی، نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج مطالعات تجربی موجود، مقایسه شده است.
[1] Kiuchi M., Feizhou W., Reshaping of Round Pipes into Square and Rectangular Pipes, Tube & Pipe Technology, November / December 1999.
[2] Hutchings I.M., Tribology, Friction and Wear of Engineering Materials, 1992.
[3] Masen M., Abrasive Tool Wear in Metal Forming Processes, Ph.D. Thesis, University of Twente, Enschede, The Netherlands, September 2004.
[4] ASM International Handbook Committee, Friction, Lubrication, and Wear Technology, Volume 18, 1992 .
[5] Haffmann H., Hwang C., Ersoy A., Advanced Wear Simulation in Sheet Metal Forming, Institute of Metal Forming and Casting, 2002.
[6] Mentor, Spilit Rolls, Solutions for the tube, Pipe&Roll Form Industries, Ohio, USA, 2006.
[7] Hegadekatte v., Huber N., Kraft O., Finite element based simulation of dry sliding wear, Modeling Simul. Mater. Sci. Eng. 13, 2004,
pp. 57-75.
[8] ABAQUS User Guid, ABAQUS Analysis User's Manual.
