بررسی تجربی و شبیه سازی عددی فرآیند اسپینینگ قطعه شلجمی شکل

فرآیندهای شکل دهی ورق از جمله فرآیند‎های پرکاربرد در صنعت است. از جمله این فرآیندها، فرآیند اسپینینگ می‎باشد که امروزه بخاطر لزوم تولید قطعات پیچیده با تقارن محوری، مورد توجه صنعتگران است. این فرآیند کاربرد گسترده ای در صنایع مختلفی چون نفت و گاز، هوا و فضا، خودرو، کلاهک موشک ها و مخازن دارد. از این رو، شناخت پارامترهای تأثیرگذار بر این فرآیند و بهینه‎سازی آن، از جمله موارد مهم در جهت هر چه اقتصادی کردن این روش و رسیدن به محصول نهائی با کیفیت مطلوب می‎باشد. ولی بخاطر پیچیدگی روابط و مکانیزم تغییر‎شکل در این فرآیند، امکان ارائه حل های تحلیلی دقیق وجود ندارد و اکثر نتایج موجود، محدود به آزمایشات تجربی است. در سال های اخیر با پیشرفت‎های انجام شده در زمینه کامپیوتر و ساخت کامپیوترهای شخصی با سرعت و توانایی های بسیار بالا و قیمت های مناسب روش های عددی برای بررسی این گونه فرآیندهای بسیار رایج شده است. نرم افزارهایی که در این زمینه موجود می باشند امکان مدل سازی انواع برخوردها، حرکت‎های دورانی و خطی و تغییر شکل های بزرگ، مواد مختلف و امکانات بسیار زیاد دیگری را در اختیار کاربر قرار داده اند. با توجه به این پیشرفت ها و نیاز صنعت به بهینه سازی فرآیندها و انتخاب بهترین، استفاده از روش های عددی در محیط های صنعتی نیز در حال رایج شدن است. نرم افزار abaqus یکی از قوی ترین این نرم افزارهاست که دارای محیط های مختلف برای مدل‎سازی فرآیند های گوناگون است. محیط abaqus/explicit با استفاده از حل معادلات دینامیکی صریح امکان حل مسائل با تغییر شکل های بزرگ و سرعت های بالا و انواع برخورد را فراهم کرده است. در این تحقیق پارامتر سرعت پیشروی غلتک پارامتری است که اثر متقابل آنها بر متغیرهای پاسخ از جمله نیروهای شکل دهی، کرنش و وضعیت فلنج قطعه کار به صورت تجربی و شبیه سازی المان محدود بررسی شده است. پروفیل نیروها و کرنش و وضعیت فلنچ بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که نتایج مشابه می باشد و همچنین نتایج نشان می دهد با افزایش سرعت پیشروی غلتک مقدار نیروهای شکل دهی، کرنش محیطی و میزان چروکیدگی لبه ورق افزایش و کرنش شعاعی و کرنش در راستای ضخامت کاهش می یابد در نتیجه تغییرات نرخ پیشروی می تواند روش مناسبی برای کنترل چروکیدگی قطعه کار باشد. با توجه به صحه‎گذاری این روش شبیه سازی، می توان از آن برای افزایش کیفیت و بهینه سازی شکل دهی اسپینینگ قطعات پیچیده تر بهره جست.