عنوان :

تحقیق اصطکاک

تعداد صفحات : ۶۰

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده :

مقاله حاضر در ۳ فصل طراحی شده است. در فصل اول به تعریف اکستروژن، تاریخچه اکستروژن و اصطکاک، ویژگی ها و کاربردها، مزایا و معایب و روشهای مختلف آن می پردازد. اولین و ضروری ترین ویژگی اکستروژن فشار بسیار زیاد است که این فشار باعث افزایش درجه حرارت در ناحیه در حال تغییر شکل می شود. بنابراین این عمل باید به آهستگی انجام شود تا مانع از ذوب شدن محصول شود.

محصولات زیادی بوسیله ی اکستروژن بوجود می آید. شکل های مختلفی از آلیاژهای آلومینیوم بوسیله ی عمل اکستروژن بدون روانکاری در قالب های تخت ساخته می شود. در صنایع هسته ای اکستروژن موادی نظیر تیتانیوم، زیرکونیوم، بریلیوم و آلیاژهای فولاد بوسیله ی تکنیک های اکستروژن گرم صورت می گیرد. همچنین اکستروژن سرد برای ساخت محصولاتی با مقاومت مکانیکی بالا و کیفیت سطح خوب بطور وسیعی استفاده می شود.

در فصل دوم به تعیین فاکتور اصطکاک از جمله تجزیه و تحلیل تئوری و انجام روش های تجربی را مطرح می کند.

در فصل سوم کاهش نیرو در پروفیل حدیده، قضیه کران بالایی و روش Slab Method و… را بحث می کند.

در این مقاله هدف تعیین فاکتور اصطکاک برای آلومینیوم در فرایند اکستروژن مستقیم و همچنین راهکارهایی برای به حداقل رساندن نیرو و انرژی مورد نیاز برای انجام فرایند اکستروژن مستقیم می باشد .

 واژه های کلیدی: فاکتوراصطکاک، اکستروژن، اکستروژن مستقیم ،کاهش نیرو، پروفیل حدیده، قضیه کران بالایی، روش Slab Method

فهرست مطالب

چکیده :    ۱
مقدمه :    ۲
ادبیات تحقیق :    ۴
فصل اول :    ۵
اکستروژن    ۵
۱ـ۱ـ تعریف اکستروژن :    ۵
۱ـ۲ـ تاریخچه اکستروژن و اصطکاک :    ۷
۱ـ۳ـ ویژگی ها و کاربردهای اکستروژن :    ۸
۱ـ۴- مزایا و معایب اکستروژن :    ۸
۱ـ۵ـ روشهای مختلف اکستروژن :    ۹
۱ـ۶ـ مزایا و معایب اکستروژن مستقیم و غیر مستقیم :    ۱۲
مزایای اکستروژن مستقیم :    ۱۲
معایب اکستروژن مستقیم :    ۱۲
مزایای اکستروژن غیر مستقیم :    ۱۲
معایب اکستروژن غیر مستقیم :    ۱۳
۱ـ۷ـ چگونگی سیلان در فرآیند اکستروژن مستقیم :    ۱۴
فصل دوم :    ۱۶
تعیین فاکتور اصطکاک    ۱۶
۲ـ۱ـ تجزیه و تحلیل تئوری :    ۱۷
۲ـ۲ـ انجام روش های تجربی :    ۲۱
۲ـ۲ـ۱ـ مشخصات شمش های مورد استفاده    ۲۱
۲ـ۲ـ۲ـ انجام تست فشار    ۲۲
۲ـ۲ـ۳ـ انجام فرآیند اکستروژن و رسم منحنی های مربوطه    ۲۵
۲ـ۲ـ۴ـ منحنی تقسیم کار تغییر شکل    ۲۸
۲ـ۲ـ۵ تعیین فاکتور اصطکاک برای آلومینیوم    ۳۰
۲ـ۲ـ۶ـ بررسی فاکتور اصطکاک در اکستروژن مستقیم فولاد    ۳۲
فصل سوم :    ۳۴
کاهش نیرو در پروفیل حدیده    ۳۴
۳ـ۱ـ قضیه کران بالایی :    ۳۵
فرض های ساده کننده در روش کران بالایی    ۳۵
۳ـ۲ـ روش Slab Method :    ۳۶
فرض های ساده کننده در روش Slab Method :    ۳۶
۳ـ۳ـ فهرست اصطلاحات    ۳۶
۳ـ۴ـ آنالیز کلی کران بالایی برای اکستروژن میله :    ۳۸
۳ـ۵ـ استنتاج میدان سرعت برای پروفیل حدیده منحنی شکل    ۳۹
۳ـ۶ـ تعیین توزیع فشار روی سطح حدیده (Slab Method) :    ۴۲
۳ـ۷ـ شبیه سازی به کمک المان محدود :    ۴۵
۳ـ۸ انجام روش تجربی    ۴۷
۳ـ۸ـ۱ـ مشخصات شمش ها و حدیده های مورد استفاده    ۴۷
۳ـ۸ـ۱ انجام تست فشار    ۴۸
۳ـ۸ـ۲ـ انجام فرآیند اکستروژن مستقیم و رسم منحنی های مربوطه    ۴۹
۳ـ۸ـ۳ـ بررسی و مقایسه منحنی ها    ۵۱
نتیجه گیری :    ۵۴
منابع و مراجع :    ۵۵

منابع و مراجع :

 ۱- M.Bakhshi-Jooybari ,M.Sabori,M.Noorani-Azad.A.Gorji.Expremental and numerical study of energy consumption in  forward and backward rod  extrusion .J Mater process.2006;177:612-616

 ۲- William f. hosford robber m.caddell metal forming second edition prentice hall 1993

 ۳٫ Venkata Reddy N, Sethuraman R, Lal GK. Upper bound and finite element analysis of axisymmetric hot extrusion. J Mater Process Technol 1996;57:14-22.

۴٫ Avitzur B. Metal forming : processes and analysis. New York : Mc Graw Hill; 1968.

۵٫ Hosford William F, Caddell Robert M. Metal forming, mechanics and metallurgy. Prentice-Hall; 1983.

۶٫ Noorani-Azad M, Bakhshi-Jooybari M, Hosseinipour SJ, Gorji A. Experimental and numerical study of optimal die profile in cold forward rod extrusion of aluminum. J Mater Process Technol 2005;164-165:1572-7.

۷٫ Kwan Chin-Tarn. A generalized velocity field for axisymmetric tube drawing through an arbitrarily curved die with an arbitrarily curved plug. J Mater Process Technol 2002;122:213-9.

۸٫ Bakhshi-Jooybari M. A theoretical and experimental study of friction in metal forming by the use of forward extrusion process. J Mater Process Technol 2002;125-126:369-74.

۹٫ Wagener HW , Wolf J. Coefficient of friction in cold extrusion. J Mater Process Technol 1994;44:283-91.

  ۱۰٫ Depierre Experimental measurement of forcec during extrusion and correlation with theory. J.Eng. Ind ,Trans. Asme (1970)398-405

 ۱۱- Tze-Chi Hsu,Chien-Chin Huang.The friction modeling of different tribological interfaces in extrusion process.J. Mater Process Technol 140(2003)49-53

۱۲- J.S.Ajiboye, M.B.Adeyemi. Effects of die land on the cold esxtrusion of lead alloy.J. Mater Process Technol.171(2006)428-436

 ۱۳- شکل دادن فلزات / تالیف حسین تویسرکانی / انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان

۱۴- الاستیسیته و پلاستییته / انتشارات دانشگاه باهنر کرمان

مقدمه :

در فرآیندهای شکل دادن فلزات اصطکاک بین قطعه کار و قالب و همچنین بین قطعه کار و حدیده نقش مهمی در بارگیری و انر ژی مورد نیاز طول عمر و دوام ابزار قابلیت شکل گیری مواد قطعه کار و کیفیت تمام شده محصول ایفا می کند .

در انجام محاسبات عددی و تجزیه و تحلیلی از تنشها و کرنشها و بارهای شکل دهی و در پیشگویی تجربی بار وارده این خود نقش مهمی را ایفا می کند . اگر چه مهندسان مکانیک اصطکاک واسط را بسیار پیچیده می دانند این برای تعیین بار وارده از نظر کمی برای اهداف کاربردی لازم است .

از این حیث این پارامتر ویژه اصلی  فاکتور اصطکاک یا ضریب اصطکاک می باشد آزمایشات مختلفی برای تعیین عامل سایش و ضریب اصطکاک در حین تغییر شکل پلاستیکی صورت گرفته است که در میان آنها تست فشار (compression test) برای تحقیقات بیشتر صورت گرفت .

در یک تست فشار (compression test) جریان فلز و شکل هندسی حدیده ساده می باشند و فشار وارده نسبتا پایین بوده و سطح جدید و تازه که در حین تغییر شکل بوجود می آید کوچک می باشد بنابراین ویژگیهای سایشی  را نمی توان بطور مناسب و مطلوبی ارزیابی نمود بنابراین آزمایشات دیگری برای تعیین عامل اصطکاک صورت گرفت که در این اثر تحقیقاتی مدل نظری برای تعیین نیروی اکستروژن شکل گرفته است و با انجام چند آزمایش نشان داده می شود که این مدل برای اکستروژن سرد آلومینیوم خالص در شرایط خشک بسیار مناسب است اما برای اکستروژن گرم فولاد کربنی متوسط به خوبی عمل نمی کند .

 ادبیات تحقیق :

 ۱ـ آقایان بخشی جویباری ، صبوری ، نورانی آزاد ، و حسینی پور از دانشگاه مازندران در سال ۲۰۰۷ بار تغییر شکل برای فرایند اکستروژن میله آلومینیومی به روش bound upper مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که بار مورد نیاز برای اکستروژن مستقیم آلومینیوم در حدیده های منحنی شکل علاوه بر هزینه ساخت زیاد آنها بسیار کمتر از بار مورد نیاز برای اکستروژن مستقیم آلومینیوم در حدیده های مخروطی است .

۲ـ آقایان صبوری ، بخشی جویباری ، نورانی و گرجی از دانشگاه مازندران در سال ۲۰۰۶ سایش حدیده و محفظه اکستروژن را مورد بررسی قرار داده به این نتیجه رسیدند که انر ژی مورد نیاز جهت فرایند اکستروژن مستقیم برای به حداقل رساندن نیروی اصطکاک این است که حدیده بصورت منحنی شکل باشد .

۳ـ آقای بخشی جویباری از دانشگاه مازندران در سال ۲۰۰۷ پارامتر اصطکاک در سطح قطعه کار محفظه و همچنین بین قطعه کار حدیده مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسید که اکستروژن آلومینیوم در شرایط خشک به خوبی عمل می کند حال آنکه اکستروژن گرم فولاد کربنی روغن کاری شده به خوبی عمل نمی کند .

۴ـ آقایان j.s,ajiboye  و m.b.adeyemi از دانشگاه نیجریه تاثیر اصطکاک  بر فشار  و در نتیجه نیرویی وارده بر شمشهای فولادی وآلومینیومی را مورد مطالعه قرار داده اند .( bound upper)

 فصل اول :اکستروژن

 ۱ـ۱ـ تعریف اکستروژن :

 فرآیندی را که طی آن یک شمش فلزی تحت تاثیر فشار از داخل قالبی با شکل خاص عبور داده و سطح مقطع آن را کاهش می دهند اکستروژن نامند . به عبارت دیگر اکستروژن به فرآیندی اطلاق می شود که بر اساس آن طی تغییر شکل پلاستیک حجمی از فلز یا غیرفلز، بر اثر وارد آوردن فشار درون یک قالب، شکل مقطع خروجی قالب را به خود می گیرد. این مقطع خروجی می تواند دارای یک یا چند دهانه باشد.

فرآیند اکستروژن در مقایسه با دیگر روشهای شکل دادن روشی نسبتا جدید است .

اکستروژن برای اولین بار در اوایل قرن نوزدهم مطرح و ابتدا لوله های سربی از این طریق تولید شد اواخر قرن نوزدهم یعنی حدود سال ۱۸۹۴ با ساخت دستگاههای برنجی از این طریق تولید شد از طرف دیگر مشکل دست یابی به فشارهای بسیار بالا نیز تا حدودی از طریق گرم کردن شمش اولیه و نتیجتا کاهش تنش سیلان فلز و همچنین استفاده از روانکارهای مناسب رفع گردید در صورتیکه شمش اولیه قبل از شروع شکل دهی حرارت داده شود اکستروژن را گرم و در غیر اینصورت سرد نامند .

اکستروژن سرد بدلیل وجود مقاومت تغییر شکل بالا در تغییر شکل سرد برای تولید قطعات نسبتا کوچک و کوتاه و متقارن و به تعداد زیاد و با سطح مرغوبیت  و دقت ابعادی بالا بکار می رود ولی فرایند اکستروژن گرم به منظور تولید محصولات  فلزی نیمه تمام با طول نسبتا زیاد و مقطع ثابت مانند انواع پروفیلهای توپر و توخالی متقارن و غیر متقارن فولادی آلومینیومی مسی و آلیاژهای آنها  بکار می رود قطعاتی که از طریق اکستروژن سرد تولید می شوند به دلیل داشتن سطح مرغوب و دقت ابعادی بالا دیگر نیازی بکار اضافی  ندارند و یا فقط مقدا ر بسیار جزئی پرداختکاری برای آنها ضروری است به این ترتیب هم در مواد مصرفی و هم در وقت صرفه جویی به عمل می آید .

امروزه اکستروژن سرد بیشتر برای تولید قطعاتی از وسایل نقلیه تجهیزات نظامی ماشین آلات  صنعتی و تجهیزات الکترونیکی بصورت انبوه بکار می رود.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .