Thermo-mechanical modeling of tool and workpiece interface in metal forming process

No Thumbnail Available
Date
Authors
OVAISULLAH KHAN
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
في عملية تشكيل المعادن ، يحصل التغير اللدائني (البلاستيكي) لشكل القطعة ، المراد تصنيعها ، في السطح المشترك (البيني) بين أداة التصنيع والقطعة المصنعة . وتعتبر أداة التصنيع أحد أهم المتغيرات المؤثرة في التحكم للمصانع . وينتج عن التغير في شكل المعادن ، الخاضعة للتصنيع ، والاحتكاك في منطقة التلامس بين أداة التصنيع والقطعة المصنعة كمية كبيرة من الحرارة ، جزء من تلك الحرارة ينتقل عن طريق التوصيل الحراري إلى أداة التصنيع ويتم إزالة هذه الحرارة عن طريق الحمل الحرارية بواسطة غاز أو سائل مسلط . وفي إحدى عمليات التصنيع المسماة بالدرج أو الرق ، ينتج في النهاية عن العمليات المتكررة للتبريد والتسخين تغير ضخم في توزيع درجة الحرارة في أداة الدرج . في الجزء الأول من هذا العمل ، عملت محاولة لدراسة توزيع الحرارة والتدفق الحراري في أداة الدرج باعتبار تدفق حراري غير منتظم في السطح المشترك بين أداة الدرج والقطعة المدرجة . وباختيار طريقة أولية ، تم اقتراح طريقة لعمل نموذج يحاكي التدفق الحراري الغير منتظم في السطح البيئي . لقد وضح بجلاء أن الطريقة المستخدمة حالياً لعمل هذا النموذج تعتبر أعم وأشمل من تلك الموجودة في الأبحاث المطبوعة سابقاً . فعلى سبيل المثال ، فإن الدراسة الحالية قد أوضحت أن التدفق الحراري المنتظم في المنطقة البينية الذي أعتبره عدد من الباحثين في دراستهم إنما هو حالة خاصة من البحث المدروس حالياً ، وخاصة عندما يكون التغير في الشكل والسرعة النسبية صغيرة جداً . بالإضافة إلى ذلك ، فقد عرضت هذه الدراسة التغير في التدفق الحراري الناتج عن الاحتكاك في السطح البيني وكذلك الطاقة الناتجة عن تغير شكل القطعة المصنعة . إن توزيع درجة الحرارة مع الحمل الميكانيكي ينتج عنه تغير في شكل أداة الدرج مع إجهاد واسع متمركز في أماكن معينة منها . وقد أصبح تغير شكل آلة الدرج ظاهرة مهمة ليس فقط في التحكم في الشكل والمقاسات النهائية للقطعة المصنعة ولكن أيضاً للتقليل من تكلفة استبدالها . وبافتراض أداة درج مصنوعة من معدن مرن قابل للتمدد واعتبار تأثيرات الانتقال الحراري ، فإنه في الجزء الثاني من هذه الدراسة قد عمل نموذج يمثل توزيع التغير في الشكل للمعدن المرن لأداة الدرج باستخدام طريقة العناصر المحدودة لحرارة المعدن المرن . وقد قرن النموذج الحراري ونموذج التغير في الشكل وأنشأت طريقة حسابية تعتمد على التكرار التخميني من أجل حساب قطر أداة الدرج . وأخيراً فإن نصف قطر أداة الدرج المتغيرة الشكل استخدم لحساب سماكة صفيحة معدنية خارجة من التصنيع . وبعمل مقارنة بين قياس سماكة الصفيحة المعدنية المصنعة والخاضعة للحمل الميكانيكي الحراري وبين نتائج التجارب في الأبحاث السابقة للنشر ، وجد أن هناك توافقاً في القيم بدرجة كبيرة جداً .
Description
Keywords
Citation
Collections