تأثیر الگوی‌گل بر توزیع یکنواخت نیروی وارد بر غلتک‌ها در شکل‌دهی‌مجدد غلتکی سرد

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 27، خرداد 1401، صفحه 49-60   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2022.74655.1090

نویسندگان

حسین ارزنده¹؛ حسن مسلمی نائینی^{* 1}؛ مهدی تاجداری²؛ سیامک مزدک³؛ Manabo Kiuchi⁴

¹دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

²گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی الکترونیک، مکانیک و کامپیوتر، دانشگاه ایوانکی

³دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تفرش

⁴, Institute of Industrial Science, University of Tokyo, Bunkyo, Japan

چکیده

در این مقاله، اثر طراحی الگوی‌گل روی انرژی مصرفی و نیز چگونگی توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها در ایستگاه‌های مختلف شکل‌دهی‌مجدد غلتکی سرد به‌صورت تجربی و عددی بررسی گردیده است. جهت مطالعه اثر متغیرها از شبیه‌سازی اجزای محدود سه‌بعدی استفاده شده و جهت اطمینان از صحت شبیه‌سازی‌ها آزمایش عملی انجام شده است. بمنظور صحه گذاری نتایج شبیه سازیها، از مقایسه ابعادی و توان مصرفی استفاده شده است. ضمن معرفی شیوه‌های مختلف طراحی الگوی‌گل، نیروی اعمالی بر غلتک‌ها در سه طراحی مختلف الگوی‌گل بررسی شده و در هر روش تغییرات کار خارجی و انرژی داخلی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نحوه توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها در هر روش نیز تشریح شده است. علاوه بر انرژی مصرفی کمینه، یکنواختی توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها نیز به‌عنوان معیاری برای طراحی الگوی‌گل معرفی‌شده است. نشان داده شده که استفاده از معیار یکنواختی نیروی اعمالی به غلتک‌ها در کنار معیار انرژی مصرفی کمینه، موجب افزایش دقت ابعادی محصول می‌شود.

کلیدواژه‌ها

شکل‌دهی‌مجدد غلتکی سرد؛ الگوی‌گل؛ یکنواختی توزیع نیرو؛ انرژی مصرفی

مراجع

1. Halmos, G.T., "Roll Forming Handbook", CRC Press, VOl. 1, Pp. 153 (2005)
2. Kiuchi, M., Naeini, H.M. and Shintani, K, "Computer Aided Design of Rolls for Reshaping Processes from Round Pipes to “Channel-Type” Pipes", Journal of Materials Processing Technology, VOl. 111, No.1, 193-197, (2001).
3. Huang, Y.M., "Elasto-Plastic Finite Element Analysis of Squaring Circular Tube", Transactions of Nonferrous Metals Society of China, VOl. 18 , NO 3: P. 665-673, (2008). ,  ..
4. Alinezhad, P., Sanati, A. and Momtahen, K.N. "Computer Aided Design of Reshaping Process of Circular Pipes into Square Pipes", International Journal of Mathematical and Computational Sciences, VOl. 3, NO. 7,   468-472, (2009)
5. Chen, T.C. and Ye, J.M., "Finite-Element Analysis of the Double Lateral Compression of Clad Tube into a Symmetric Square-Tube", Advanced Materials Research, VOl 337: Pp. 332-335, (2011)
6. Rayala, P. and Goud, S.C., "Reshaping of Thick Tubes into Square Passes at Ends with FEM Simulation", AIJREAS, VOl. 1, NO. 4,   6, (2016).
7. Shao, C., Zhang, P. Zhu, Y. Zhang, Z. Tian, Y. and Zhang, Z., "Simultaneous Improvement of Strength and Plasticity: Additional Work-Hardening from Gradient Microstructure", Acta Materialia, VOl. 145,   413-428, (2018).
8. Tajyar, A., "Investigating the Effect of Different Parameters on the Occurrence of Collapse Defect in Re-Shape Rolling of Circular Pipe into a Square Tube", Iranian Journal of Manufacturing Engineering, VOl. 6, NO. 4,   14-22, (2019).
9. Zheng, B., Shu, G., Wang, J., Gu, Y. and Jiang, Q., "Predictions of Material Properties in Cold-Rolled Austenitic Stainless Steel Tubular Sections", Journal of Constructional Steel Research, VOl. 164,   10582, (2020).  
10. Mazdak, S., Naeni, H. M., Sheykholeslami, M. R., Kiuchi, M. and Validi, H., "The Effect of the Roller Profile Oncave-In Defect in Reshaping Processby Considering Nonlinear Combine Strain Hardening", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, VOL. 236. NO. 5, 1-13, (2022).
11. Kang, W., Zhao, Y., Yu, W., Wang, S., Ma, Y. and Yan, "Numerical Simulation and Parameters Analysis for Roll Forming of Martensitic Steel MS980", Procedia Engineering, VOl. 81, Pp. 251-256, (2014).
12. Wen, B., "Using Advanced Tooling Designs to Reshape Round Tube into Square and Rectangular Tubes", OH, USA: Roll-Kraft, Inc, (2001).
13. Tehrani, M.S., Hartley, P., Naeini, H.M., Khademizadeh, H., "Localised Edge Buckling in Cold Roll-Forming of Symmetric Channel Section", Thin-Walled Structures, VOl. 44, P. 13, (2006)