نام پژوهشگر: سوگند بیگلری

شبیه سازی فرایند تولید آلیاژ آلومینیوم 8090 فوق ریزدانه به روش اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار با استفاده از تکنیک المان محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  سوگند بیگلری   مهدی ظهور

در سال¬های اخیر به دلیل اهمیت تولید مواد ریز دانه، فرایند اکستروژن در کانال¬های هم¬مقطع زاویه¬دار «ecap» مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. در این فرایند به واسطه تغییر شکل¬های پلاستیکی شدید، کرنش¬های برشی بسیاری به قطعه¬کار اعمال می¬شود، بدون اینکه کاهش قابل ملاحظه¬ای در ابعاد کلی نمونه ایجاد شود. در این رساله، با توجه به کاربرد فراوان و ویژگی¬های برجسته آلیاژ آلومینیوم 8090 در صنعت، فرایند «ecap» این ماده مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله ویژگی¬ها، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت به خوردگی خوب، رسانایی الکتریکی و گرمایی زیاد می¬باشند. با استفاده از تئوری حد بالای ارائه شده، مقدار کرنش اعمالی به قطعات با سطح مقطع دایره¬ای و نیز تناژ لازم دستگاه پرس محاسبه گردید. نتایج برای دو ماده پلاستیک کامل و ماده کار سخت شونده، با فرض وجود اصطکاک چسبنده ارائه شدند. نتایج حاصل از تئوری حد بالا نشان داد که در شرایطی که از وجود اصطکاک صرفنظر شود مقادیر کرنش و فشار مستقل از ابعاد نمونه است و تنها به زاویه کانال و زاویه گوشه قالب بستگی دارد. در مرحله بعد، شبیه¬سازی فرایند «ecap» با سطح مقطع دایره¬ای به¬کمک تکنیک المان محدود (نرم¬افزار آباکوس) انجام شد. نتایج حاصل از دو روش المان محدود و تئوری حد بالا با نتایج تجربی سایر محققین جهت صحه گذاری مقایسه شد و مورد تأیید قرار گرفت. در پایان، نتایج شبیه¬سازی المان محدود با نتایج تئوری حد بالا برای فرایند تولید آلیاژ آلومینیوم 8090 مقایسه گردید و مورد قبول واقع شد. نتایج نشان داد که برای ماده پلاستیک کامل، زاویه کانال 90 تا 120 درجه، شرایط رسیدن به کرنش بیشنیه و نیز توزیع یکنواخت کرنش را فراهم می¬کند. این در حالی است که برای ماده کار سخت شونده، زاویه کانال 90 درجه توصیه می¬شود. همچنین مشاهده شد که با انجام فرایند مذکور بر روی ماده کار سخت شونده، حجم ناحیه پر نشده در حین تغییر شکل، بیشتر از ماده پلاستیک کامل است. در پایان تئوری نابه¬جایی¬ها برای بررسی ریزساختار ماده، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از تئوری نابه¬جایی¬ها نشان داد که با افزایش تعداد پاس¬های عبوری از قالب «ecap»، ساختار ماده مذکور ریزتر می¬شود، از سوی دیگر شیب ریزدانه شدن در پاس¬های اول بیشتر از پاس¬های پایانی می¬باشد.