ارائه الگوریتمی برای مدل‌سازی فرآیند شیار محدود در ورق‌های مسی و فولاد کم کربن بر اساس منطق فازی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه

2 مربی، هیئت علمی مهندسی مواد و متالوژی، دانشکده مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند

3 دانش آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک گرایش ساخت وتولید ، دانشکده مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند

چکیده

در پژوهش حاضر، مس خالص به وسیله‌ی فرآیند فشرده سازی شیاری محدود طی دو پاس در دمای اتاق، ضریب اصطکاک برشی برابر 1/0 با پارامترهای ورودی زاویه دندانه قالب، سرعت پیشروی قالب بالا و دمای ورق تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفت. شبیه-سازی با استفاده از نرم ‌افزار DEFORM-3D انجام گرفت. مش‌بندی از نوع المان مثلثی شکل با پیروی از قانون راس به راس المان‌بندی انجام شد. پارامترهای مورد بررسی در پژوهش حاضر شامل تاثیر تغییر شکل پلاستیک شدید بر خواص مکانیکی، آسیب در ورق بر حسب کرنش موثر و در نهایت ارائه الگوریتمی برای سه عامل سرعت حرکت سنبه، زاویه دندانه قالب و دمای ورق مصرفی می‌باشد. آزمایشاتی به روش تاگوچی با سه عامل سه سطح طراحی شد. صحه‌گذاری نتایج بدست آمده از شبیه سازی برای فولاد کم کربن با مرجع 1 صحت سنجی شد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد با افزایش تعداد پاس‌ها اثرات فرآیند بر ورق مسی در رفتار مکانیکی و چقرمگی بر اساس نمودار تنش و کرنش کاهش یافته ولی در فولاد کم کربن برعکس نتایج ورق مسی می‌باشد. میزان آسیب بر حسب نرخ کرنش و بیشترین توزیع کرنش موثر خواهد بود. آسیب در نمونه فولادی ضریب اطمینان بیشتری نسبت به نمونه مسی پیدا کرده و در آزمایش شماره 7 ورق مسی، کرنش موثر با میزان آسیب به کمترین حد رسیده ولی همچنان ماده تسلیم نشده است. با بررسی‌ نتایج الگوریتم منطق فازی برای مدل‌سازی شیار محدود بیشترین سازگاری و کمترین خطا را با داده‌های تجربی و شبیه‌سازی دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Khodabakhshi, F, Kazeminezhad, M, and Kokabi, AH. Constrained groove pressing of low carbon steel: Nano-structure and mechanical properties. Materials Science and Engineering: A, 527(16-17):4043–4049, 2010.
[2] Ranaei, M.A., Afsari, A., Ahmadi Brooghani, S.Y., and Moshksar, M.M. Mechanical and electrical properties of commercially pure copper deformed severely by equal channel angular pressing. Modares Mechanical Engineering, 14(15):257–266, 2015 (In Persian).
[3] Krishnaiah, A, Chakkingal, Uday, and Venugopal, P. Production of ultrafine grain sizes in aluminium sheets by severe plastic deformation using the technique of groove pressing. Scripta Materialia, 52(12):1229–1233, 2005.
[4] Peng, Kaiping, Su, Lifeng, Shaw, Leon L, and Qian, KW. Grain refinement and crack prevention in constrained groove pressing of two-phase cu–zn alloys. Scripta Materialia, 56(11):987–990, 2007.
[5] Yoon, Seung Chae, Krishnaiah, A, Chakkingal, Uday, and Kim, Hyoung Seop. Severe plastic deformation and strain localization in groove pressing. Computational Materials Science, 43(4):641–645, 2008.
[6] Shirdel, A, Khajeh, A, and Moshksar, MM. Experimental and finite element investigation of semi-constrained groove pressing process. Materials & Design, 31(2):946–950, 2010.
[7] Khodabakhshi, F, Haghshenas, M, Eskandari, H, and Koohbor, B. Hardness- strength relationships in fine and ultrafine grained metals processed through constrained groove pressing. Materials Science and Engineering: A, 636:331– 339, 2015.