مطالعه عددی و تجربی عرض ورق در فرآیند شکل دهی قفسه ای سرد لوله
چکیده
به صورت پیوسته و ملایم به مقطع دایره ای تغییرشکل می یابد. به علت ماهیت فرآیند، در حین تغییر شکل ورق به لوله در مراحل مختلف شکل دهی، عرض ورق دچار تغییر می شود که این تغییرات هم به صورت افزایشی و هم به صورت کاهشی می باشند. با توجه به آن که مقطع عرضی لوله در انتهای فرآیند به یک پروفیل بسته تبدیل می شود تعیین دقیق عرض ورق ابتدایی با در نظر گرفتن تغییرات آن در طول فرآیند برای دست یابی به لوله ای با تلرانس ابعادی و هندسی مطلوب بسیار حائز اهمیت می باشد. در این پایان نامه فرآیند شکل دهی قفسه ای سرد لوله که یکی از جدید ترین روش های تولید لوله های جوشکاری مقاومتی با فرکانس بالا می باشد، در نرم افزار اجزای محدود مارک منتات به صورت سه بعدی مدل و شبیه سازی شد. با استفاده از نتایج شبیه سازی، تغییرشکل ورق در این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفت و سپس معیار های لازم برای تعیین عرض ورق مناسب تعریف گردید. این معیار ها عبارتند از: کمانش لبه ورق، توزیع انحنای ورق تغییر شکل یافته، برگشت فنری ورق و توزیع ضخامت ورق تغییر شکل یافته. از آن جایی که یکی از عوامل تاثیرگذار بر انتخاب عرض ابتدایی، روش شکل دهی ورق به مقطع دایره ای می باشد، شکل دهی سنتی لوله نیز مورد شبیه سازی قرار گرفت. در ادامه شبیه سازی های فرآیند شکل دهی قفسه ای برای یک اندازه مشخص لوله با عرض های ابتدایی مختلف تکرار شد و با استفاده از معیار های تعریف شده عرض ورق مناسب پیشنهاد شد. نتایج نشان داد که کمانش لبه ورق مهم ترین معیار برای تعیین عرض ورق مناسب می باشد به گونه ای که با افزایش عرض ورق، بیشینه کرنش طولی در ایستگاه های پره ای افزایش پیدا می کند و با افزایش عرض ورق ابتدایی از حد مشخصی، کمانش لبه ورق در مرحله پره ای روی می دهد. هم چنین مشخص شد که با افزایش نسبت ضخامت به قطر لوله و هم چنین کاهش تنش تسلیم ورق، عرض ورق مناسب کاهش پیدا می کند. در انتها نیز مدلی بر مبنای چهار معیار تعریف شده برای تعیین عرض ورق مناسب پیشنهاد گردید. برای بررسی صحت شبیه سازی ها، عرض ورق، فاصله افقی دو لبه ورق و هم چنین توان شکل دهی در خط شکل دهی قفسه ای کارخانه نورد و لوله صفا اندازه گیری و با نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها مقایسه شد که انطباق آن ها صحت شبیه سازی ها را تائید کرد.