Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Farzin,Mehdi Salmani tehrani
محمود فرزین (استاد راهنما) مهدی سلمانی تهرانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehrdad Golkar khouzani
مهرداد گلکارخوزانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Study of Effective Parameters on Forming of Large Diameter Bellows and Reducing their Forming Defects
Expansion joint are the most basic parts of piping systems that are used in various industries such as powerhouses, petrochemical and aerospace industries. The expansion joint is used for absorption of mechanical and thermal displacements in piping systems. Bellows is the main part of an expansion joint. Bellows are essentially flexible elements of expansion joints. These are usually made from austenitic stainless steels that show good weldability, formability, creep and corrosion resistance, strength and fracture toughness. The bellows can be made by various methods such as hydroforming, punch and roll forming methods. In roll forming, the tube is held by three rollers, two on the outside and one on the inside of the tube. The tube is rotated and the rollers are driven radially and axially towards each other, thus forming the convolution. The main purpose in this research is study of effective parameters on bellows roll forming of large diameter bellows and reducing their forming defects such as wrinkles or other undesirable shapes in the manufactured bellows. Some factors of roll forming process such as position of guide rollers, axial feeding or geometrical parameters of bellows such as pitch and depth of convolution, thickness, can affect the final quality of produced bellows. In this thesis first explains various types of expansion joints and their application. Then is past research on bellows are reviewed. In the next chapters of this thesis various forming method of bellows are described and also their advantages and disadvantages are explained. Then attention is paid on roll forming method of large bellows and effective parameters on this method are focused. Finally different methods for making bellows with more than one convolution are presented. The finite element model has been used to simulate roll forming of bellows. The model has been confirmed by experimental results with respect to thickness at the cross section of a convolution in the axial direction. The simulation results showed good agreement with experimental test. Then effective parameters on bellows roll forming process were explained using FEM results. The simulation model also showed instability in forming that also happens in practice. Consequently in this thesis various strategies for reduction of instability in forming process has been presented. During bellows roll forming wrinkling might occur, that often are located in rim of bellows and in root of convolution. The wrinkles in the rim of bellows depend on various factors such as position and type of guide rollers in forming process, pitch and depth of convolution, thickness, type of loading of the rollers. Various techniques to reduce or eliminate the wrinkles that might occur at the rim are explained. In bellows roll forming, bellows diameter is reduced in the root of convolution, thus can create wrinkles in this area. The wrinkle in root is increased by decreasing initial thickness of bellows. Another important parameter in bellows is thickness of convolution after forming. The thickness depends on friction coefficient and axial feeding in forming process.The convolution wall thickness is increased by axial feeding in roll forming process. In the crests of a convolution thickness is increased by increasing the friction coefficient. Keywords : Bellows, Expansion Joint, Roll Forming, Finit Element Method
اتصالات انبساط ‌گیر یکی از اجزای مورد استفاده در سیستم های لوله کشی می‌باشند که در صنایع مختلف از جمله نیروگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و صنایع هوا فضا و... مورد استفاده قرار می گیرند. این اتصالات برای جذب جابجایی مکانیکی و دمایی سیستم به کار برده می شوند. بیلوز به عنوان قطعه انعطاف پذیر، نقش اساسی را در اتصالات انبساط گیر ایفا می کند. بیلوز به روش های مختلفی ساخته می شوند که رایج ترین آنها هیدروفرمینگ، روش پانچ و شکل دهی غلتکی می باشد. در این پایان نامه ابتدا به اتصالات انبساط گیر و کاربرد این اتصالات پرداخته شده است. سپس به تحقیق های مختلف صورت گرفته بر روی تولید بیلوز اشاره شده است. در ادامه روش های مختلف شکل دهی بیلوزها توضیح داده شده است. در نهایت به بررسی فرآیند شکل دهی غلتکی بیلوزهای فلزی پرداخته شده است. کاهش عیوب بیلوزهای تولید شده در شکل دهی غلتکی از قبیل چروکیدگی و خارج از دایره شدن بیلوز در هنگام شکل دهی، مهمترین اهداف این پژوهش می باشند. لذا با استفاده از روش اجزا محدود، به بررسی پارامترهای مختلف بر روی شکل دهی غلتکی بیلوز پرداخته شده است. برای این منظور تولید یک نمونه بیلوز به صورت تجربی انجام شده است. همچنین شبیه سازی اجزا محدود این فرآیند با استفاده از نسخه 10/6 نرم افزار ABAQUS انجام گردیده است. سپس تغییرات ضخامت کنگره بیلوز که از روش اجزا محدود بدست آمده، با نتایج تجربی این فرآیند مقایسه شده است و اعتبار نتایج اجزا محدود نشان داده شده است. سپس به بررسی عوامل مؤثر بر فرآیند شکل دهی غلتکی بیلوز مانند تغییرات ضخامت، گام کنگره بیلوز، تغذیه محوری، برگشت فنری و... با استفاده از روش اجزاء محدود پرداخته شده است و راه کارهایی برای بهبود کیفیت بیلوز و کاهش چروکیدگی های ناشی از شکل دهی غلتکی ارائه شده است. در پایان روش های مختلف، برای تولید بیلوز با بیش از یک کنگره ارائه شده است. کلمات کلیدی: بیلوز، اتصالات انبساط گیر، شکل دهی غلتکی، روش اجزا محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی