بررسی المان محدود و تجربی فرآیند تغییر شکل شدید لوله‌ آلومینیوم به روش ECAP

Abstract

تولید فلزات ریزساختار فوق ریزدانه و نانو در سال‌های گذشته موردتوجه محققان و مهندسان قرارگرفته است. هدف از تولید این مواد با روش‌های خاص، دستیابی به قطعات سبک‌وزن با استحکام و قابلیت بالاست. روش‌های متنوعی برای تولید قطعات توپر با مقاطع گرد و یا مربع با استفاده از فرآیند تغییر شکل شدید توسط محققین ارائه‌شده است. اما در خصوص تولید لوله‌های با استحکام به وزن بالا، کارهای به نسبت کمتری ارائه گردیده است. آلیاژ استفاده‌شده در این پژوهش از گروه آلومینیوم به شماره 3003 بود که دارای استفاده صنعتی و به لحاظ خصوصیات ساختاری قابلیت تحمل کار سرد خوبی بود. در این مقاله، یک روش اکستروژن مستقیم برای تولید لوله با استحکام بالا ارائه‌شده است. اغلب مطالعات گذشته بیشتر روی زاویه کانال 90 درجه صورت پذیرفته است، اما در این پژوهش با دیدی جدید زوایای بالای 90 درجه نیز به‌طورجدی بررسی‌شده است. نتایج توزیع کرنش و تنش در نمونه‌های شبیه‌سازی‌شده جهت به دست آوردن زاویه داخلی و خارجی بهینه موردبررسی قرارگرفته است. بعد از به دست آوردن زوایای بهینه، قالب موردنیاز ساخته و نمونه‌ها به‌صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از این زوایا در فرایند تغییر شکل شدید لوله‌ی آلومینیوم گروه 3003، باعث افزایش قابل‌توجه استحکام کششی و سختی می‌شود.