Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Farzin,Reza Gafari nadooshan,Mohammad Mashayekhi
محمود فرزین (استاد راهنما) رضا جعفری ندوشن (استاد راهنما) محمد مشایخی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Younes Barzegar
یونس برزگر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Improvement of Seamless Tube Quality Manufactured by Cold PILGER Mill Method
Cold tube PILGER mill process is one of the efficient seamless tube production methods. This method has many advantages, such as good surface quality and ability to produce long tubs. Developing micro-cracks in final tube is one of the serious challenges in this process. Numerous researches has been done to predict micro-cracks location and decrease cracks' number and length. Using finite element modeling in conjunction with damage mechanics is an important approach for this goal. In this work the main purpose is prediction of the micro-cracks location and investigating effects of process parameters on distribution of them by damage mechanic and finite element simulation. For this purpose three different damage models including Lemaitre model, modified Lemaitre model and cumulative damage model was used to predict initiation and growth of damage in this process. At first equations and finite element implementation of these three models were presented. Then VUMAT subroutines were provided for each of models and these codes were used by commercial finite element software ABAQUS. To validate provided codes they were used to simulate notched specimen tensile test, cold upsetting of a conical billet and tension-compression of a 3d notched bar and then results was compared with experimental observations. After this step, the cold PILGER mill was modeled in ABAQUS by use of VUMAT codes. Then some simulations has been done to investigate the effect of process parameters such as: friction coefficients between tools and tube, angle of tube rotation and tube feed rate on damage distribution. In simulations, two work hardening laws including isotropic and kinematic hardening were used. The results showed that Lemaitre model and cumulative damage model are not suitable for this process. It is also seen that increase in friction, increase in angle of tube rotation and decrease of tube feed rate cause increase of tubes damage. Key words: Cold pilgering process, Finite element modeling, Lemaitre model, Modified Lemaitre model, Cumulative damage model
: روش های مختلفی برای تولید لوله های بدون درز در صنعت وجود دارد که یکی از مهمترین و کارآمدترین آن ها، نورد پیلگر سرد است. از مزایای اصلی این روش می توان به کیفیت و طولانی بودن لوله های تولیدی اشاره کرد. یکی از چالش های اصلی موجود در این فرآیند، به وجود آمدن ریزترک ها در سطوح داخلی و خارجی لوله های تولیدی می باشد. تاکنون پژوهش های مختلفی برای پیش بینی محل وقوع و کاهش تعداد و اندازه ریزترک های مذکور صورت گرفته است. یکی از رهیافت های مهم مورداستفاده در این پژوهش ها استفاده از مکانیک آسیب و شبیه سازی اجزای محدود بوده است. در این پژوهش نیز هدف آن است که با استفاده از مدل های مکانیک آسیب و شبیه سازی اجزای محدود به بررسی آسیب در لوله های پیلگر شده پرداخته شود. بر اساس دسته بندی هایی که برای مدل های آسیب وجود دارد، مدل های آسیب انباشته کاکرافت- لاتهام، لمتر و لمتر اصلاح شده (که برای فلزات نرم مورد استفاده قرار می گیرند) برای پیش بینی آسیب در این فرآیند انتخاب شدند. در ابتدا معادلات هریک از مدل های مذکور، به صورت عددی با استفاده از روش نگاشت برگشتی اویلر، در دو حالت سخت شوندگی همسان و ترکیبی پیاده سازی شدند. در ادامه زیربرنامه VUMAT هریک از مدل های آسیب (برای استفاده در نرم افزار آباکوس) آماده شد. به منظور اطمینان از صحت عملکرد زیربرنامه هریک از مدل های آسیب نوشته شده، آزمایش های کشش میله شیاردار، کله زنی نمونه مخروطی و کشش- فشار شبیه سازی شد. مطابقت نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها با نتایج آزمایش های تجربی وشبیه سازی های عددی مراجع مختلف، صحت زیربرنامه های نوشته شده را نشان داد. پس از صحت سنجی مدل های آسیب، به مدل سازی فرآیند پیلگر در نرم افزار آباکوس پرداخته شد. در این فصل چالش های موجود بررسی و راهکارهایی نیز برای عبور از آن ها ارائه شد. پس از مدل سازی فرآیند، شبیه سازی هایی به منظور بررسی تأثیر پارامترهای ِ میزان تغذیه، زاویه چرخش لوله و شرایط اصطکاکی سطوح داخلی و خارجی لوله در دو حالت سخت شوندگی همسان و ترکیبی، روی میزان آسیب لوله های تولیدی در فرآیند پیلگر سرد انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که مدل آسیب لمتر از آن جهت که بین تنش های کششی و فشاری در ایجاد آسیب تفاوتی قائل نمی شود، مدل مناسبی برای پیش بینی آسیب در فرآیند پیلگر سرد نیست. مدل آسیب انباشته کاکرافت- لاتهام نیز به دلیل اینکه توزیع آسیب مناسبی ارائه نمی دهد مانند مدل لمتر مدل کارامدی برای پیش بینی آسیب در این فرآیند نیست. از دیگر نتایج بدست آمده اینکه افزایش اصطکاک، افزایش زاویه چرخش و کاهش میزان تغذیه لوله (افزایش فراوانی پاس های نورد) باعث افزایش آسیب لوله های نورد شده می گردد. کلیدواژگان : پیلگر سرد، مدل سازی اجزای محدود، مدل آسیب لمتر، مدل آسیب لمتر اصلاح شده، مدل آسیب انباشته

ارتقاء امنیت وب با وف بومی