شبیه سازی المان محدود و بررسی عملی کاهش ضریب اصطکاک با استفاده از روغن‌های پایه گیاهی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی ارومیه

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه،

3 مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

چکیده

اصطکاک یک عامل اساسی در هدر روی انرژی و همچنین مستهلک شدن فلزات در فرایندهای مختلف مکانیکی می‌باشد. در صنعت شکل دهی فلزات به منظور غلبه بر اصطکاک و اثرات آن معمولا از روانکاری استفاده می‌شود. مشکلات زیست محیطی در کاربرد روانکارهای معدنی، صنایع مختلف را به استفاده از روغن‌های زیست ‌سازگار سوق داده است. از جمله‌ی این روغن‌ها، روغن‌های پایه گیاهی هستند. هدف از این مطالعه، مقایسه عملکرد روانکارهای پایه گیاهی نسبت به روانکارهای پایه معدنی در صنعت شکل‌دهی سرد آلیاژ آلومینیوم به ویژه در صنعت فورجینگ می‌باشد. در این مقاله فرایند فورج مورد نظر آزمون فشار حلقه بوده و جهت ارزیابی اثر هر یک از روانکارها پارامتر اصطکاک مورد بررسی قرار گرفته است و برای استخراج ضریب اصطکاک از منحنی‌های کالیبراسیون استفاده شده است. نتایج حاصل از انجام آزمایشات تجربی نشان داد که اکثر روانکارهای پایه گیاهی به طور چشم‌گیری ضریب اصطکاک را نسبت به روانکار پایه معدنی کاهش می‌دهند. در نتیجه به دلیل قابلیت و راندمان بالای آنها در روانکاری و کاهش ضریب اصطکاک برشی، روانکارهای پایه گیاهی می‌توانند جایگزین بسیار مناسبی برای روانکارهای پایه معدنی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] A. Jackson, M. Webster, The role of tribology research in the development of advanced lubricants, Tribology Series, Vol. 41, pp. 439-448, 2003.

[2] D.-X. Peng, C.-H. Chen, Y. Kang, Y.-P. Chang, S.-Y. Chang, Size effects of SiO2 nanoparticles as oil additives on tribologyoflubricant,IndustrialLubricationandTribology, Vol. 62, No. 2, pp. 111-120, 2010.

 [3] S. M. Alves, J. F. G. de Oliveira, Vegetable based cutting fluid: an environmental alternative to grinding process, in Proceeding of, CIRP, pp. 664.

 [4] M. Emami, M. H. Sadeghi, A. A. D. Sarhan, F. Hasani, Investigatingtheminimumquantitylubricationingrindingof Al2O3engineeringceramic,Journalofcleanerproduction, Vol. 66, pp. 632-643, 2014.

[5] D. Shahriari, A. Amiri, M. Sadeghi, Study on hot ring compression test of Nimonic 115 superalloy using experimental observations and 3D FEM simulation, Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 19, No. 5, pp. 633-642, 2010.

[6] Y.Zhu,W.Zeng,X.Ma,Q.Tai,Z.Li,X.Li,Determination ofthefrictionfactorofTi-6Al-4Vtitaniumalloyinhotforgingbymeansofring-compressiontestusingFEM,Tribology International, Vol. 44, No. 12, pp. 2074-2080, 2011.

[7] B. Barooghi, A. Amiri, M. SADEGHI, Study on hot ring compression test of Al 6082 alloy using experimental observations and fem simulation, 2013.

 [8] E. Rajesh, M. SivaPrakash, Analysis of friction factor by employing the ring compression test under different lubricants, International Journal of Scientific and Engineering Research, Vol. 4, No. 5, pp. 1163-1171, 2013.

[9] B. Lawal Abdulquadir, M. Bolaji Adeyemi, Evaluations of vegetable oil-based as lubricants for metal-forming processes, Industrial Lubrication and Tribology, Vol. 60, No. 5, pp. 242-248, 2008.

[10] S. Syahrullail, B. Zubil, C. Azwadi, M. Ridzuan, Experimental evaluation of palm oil as lubricant in cold forward extrusion process, International journal of mechanical sciences, Vol. 53, No. 7, pp. 549-555, 2011.

 [11] S. Kobayashi, S.-i. Oh, T. Altan, A. Chaudhary, Metal forming and the finite-element method, Journal of Materials Shaping Technology, Vol. 8, No. 1, pp. 65-65, 1990.

 [12] J. Schey, Tribology in metalworking: friction, wear and lubrication, American Society for Metals, 1983.

[13] K. Jung, H. Lee, D. Kim, S. Kang, Y. Im, Friction measurement by the tip test for cold forging, Wear, Vol. 286, pp. 19-26, 2012.

 [14] M. Kunogi, A new method of cold extrusion, Journal of the Scientific Research Institute, Vol. 50, No. 1, pp. 215246, 1956.

[15] A. T. Male, A method for the determination of the coefficient of friction of metals under conditions of bulk plastic deformation, J. Inst. Metal., Vol. 93, pp. 38-46, 1964.

[16] K. Manisekar, R. Narayanasamy, Effect of friction on barrellinginsquareandrectangularbilletsofaluminiumduring cold upset forging, Materials & design, Vol. 28, No. 2, pp. 592-598, 2007.

[17] T. Altan, G. Ngaile, G. Shen, Cold and hot forging: fundamentals and applications: ASM international, 2005.

[18] H. Aydın, A. Bayram, I. Durgun, The effect of post-weld heattreatmentonthemechanicalpropertiesof2024-T4frictionstir-weldedjoints,Materials&Design(1980-2015),Vol. 31, No. 5, pp. 2568-2577, 2010.