تحليل چروكيدگي براي حد شكل دهي فرآيندهاي خمش لوله

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

فرآيند خمش لوله يكي از مهم‌ترين روش‌هاي شكل‌دهي فلزات در صنايع متنوعي همچون خودروسازي، نفت و گاز، انتقال سيالات و سامانه‌هاي حرارتي است. در اين فرآيند، يكي از چالش‌هاي عمده، بروز چروكيدگي در ناحيه داخلي شعاع خم است كه مي‌تواند منجر به افت كيفيت، كاهش استحكام مكانيكي و شكست موضعي لوله شود. به همين دليل، شناسايي دقيق شرايط ايجاد چروكيدگي و پيش‌بيني حد شكل‌دهي در اين فرآيند، از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پژوهش، مدلي تحليلي بر پايه تئوري انرژي براي پيش‌بيني چروكيدگي در خمش لوله‌هاي جدار نازك توسعه يافته است. با استفاده از اصل توازن انرژي بين انرژي داخلي و كار نيروهاي خارجي، معياري براي آستانه آغاز چروكيدگي استخراج شده است. براي مدلسازي پديده چروكيدگي، توابع موج متنوعي با رفتار نوساني تعريف و مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند. به‌منظور افزايش دقت، شرايط مرزي مختلف و اثر پارامترهايي همچون شعاع خم، ضخامت لوله، وجود ماندرل و خواص مكانيكي در مدل لحاظ شده است. فرآيند تحليل شامل چهار مسير مجزا شامل تحليل اوليه، تحليل مستقيم خمش، تحليل تركيبي و تحليل روابط چندجمله‌اي است. در هر مسير، از نرم‌افزار Mathcad Prime 10و Excel براي حل روابط استفاده شده و با مقايسه نتايج با داده‌هاي تجربي و نتايج پژوهش‌هاي پيشين، دقت مدل پيشنهادي بررسي شده است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه رابطه جديد موج با ضرايب اصلاح‌شده و شيب كم، تطابق مناسبي با رفتار واقعي لوله‌هاي خم‌كاري‌شده دارد. همچنين اضافه‌كردن پارامترهاي هندسي مانند انحراف سطح مقطع، باعث بهبود نتايج پيش‌بيني در مدل‌هاي تركيبي شده است. اين تحقيق با ارائه مدل ساده، دقيق و قابل توسعه براي پيش‌بيني چروكيدگي، مي‌تواند در طراحي صنعتي فرآيندهاي خمكاري و بهينه‌سازي پارامترهاي آن نقش مؤثري ايفا كند.

236017

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان