Theoretical and Experimental Appraisal of Three Dimensional Different Symmetrical Shaped Sections Extrusion Process

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Despite the increasing demand for the application of three-dimensional extrusion of various shaped sections through the convergent dies, so far little work has been done using a general systematic analysis to predict the total extrusion pressure as well as the induced stresses in the extrusion process throughout the polynomial streamlined dies. This research is divided into three parts: The first part: Theoretical Consideration In this part, a general analysis using the three-dimensional upper-bound method based on deriving a continuous velocity field has been carried out. By using the proposed method, the velocity and strain rate components at any point in the deformation zone can be obtained analytically. The strain hardening phenomenon in the extruded products was taken into consideration. Extrusion through mathematically contoured dies plays a critical role in the improvement of surface integrity of extruded products, so a general die surface contour using a blending function and trigonometric relationships was proposed. Third- and fifth-degree polynomial streamline functions of the die were assumed in this study in order to determine which of them gives better results. Based on the above analytical analysis, special dies were designed for different shaped sections such as circular, polygonal, and rhomboidal sections, and then the upper-bound solutions based on load were determined for each section. The effects of the friction factor in the range (0-1), shape complexity, percentage of area reduction in the range (10-90)%, and relative die length in the range (0.5-4) on the total relative extrusion pressure were found and discussed. It was concluded from the analytical results that the streamlined extrusion dies designed based on the third-degree polynomial profile are superior to the dies designed based on the fifth-degree polynomial equation. The analytical results obtained in this study were compared with the analytical results of other researchers and found to be in good agreement.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0ce74127-f740-4d5d-a05c-0df0bb94002d

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

999689_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

التقييم النظري والعملي لعملية البثق الثلاثية الأبعاد لأشكال مختلفة متماثلة المقطع

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"أحمد وليد حسين الشبلي","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"عبد الكريم جليل كاظم","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Theoretical and Experimental Appraisal of Three Dimensional Different Symmetrical Shaped Sections Extrusion Process

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

على الرغم من زيادة الاعتماد على تطبيقات المبثوقات الثلاثية الأبعاد ذات المقاطع المتعددة خلال قوالب متقاربة (convergent dies)، إلا أن القليل من البحوث تناولت تحليلًا عامًا ومنهجيًا للتنبؤ بضغط البثق الكلي وكذلك الإجهادات المتولدة في عملية البثق خلال القوالب الانسيابية المتعددة الحدود (polynomial streamlined dies). يتقسم هذا البحث إلى ثلاث أجزاء: الجزء الأول: الدراسة النظرية في هذه الدراسة، تم إجراء تحليل عام باستخدام نظرية الحد الأعلى (Upper Bound Method) في الحالة الثلاثية الأبعاد، مع اشتقاق حقل السرعة المستمر (continuous velocity field). باستخدام الطريقة المقترحة، يمكن إيجاد مركبات السرعة ومعدل الانفعال في أي نقطة خلال منطقة التشكيل بصورة رياضية. في هذا العمل، تم الأخذ بعين الاعتبار ظاهرة التصليد الانفعالي في المنتجات المبثوقة عند إيجاد الحد الأعلى لضغط البثق. البثق من خلال قالب يعبر عنه بمعادلة رياضية (contour) يلعب دورًا حاسمًا في تحيين سلامة سطح المنتج المبثوق. لذلك، تم اقتراح طريقة عامة للتعبير عن سطح القالب باستخدام دالة الاستنزاف (blending function) والدوال المثلثية. في هذه الدراسة، تم فرض معادلة متعددة الحدود من الدرجة الثالثة مرة، والخامسة مرة أخرى لتمثيل خطوط انسياب القالب (streamlines). بالاعتماد على التحليل الرياضي أعلاه، تم تصميم مجموعة من القوالب ذات أشكال مقاطع مختلفة مثل المقطع الدائري والمضلع والمعيني، ومن ثم تم إيجاد ضغط البثق لكل شكل باستخدام نظرية الحد الأعلى. تم مناقشة تأثيرات كل من معامل الاحتكاك للقيم (0-1)، تعقيد الشكل المبثوق، النسبة المئوية لتخفيض المياحة للقيم (10-100)%، وطول القالب النيبي للقيم (0.0-4) على ضغط البثق النيبي الكلي. أُستنتج من النتائج النظرية تطابق جيد مع نتائج باحثين آخرين. الجزء الثاني: التمثيل العددي تم التمثيل العددي باستخدام برنامج العناصر المحددة ANSYS (V11). في هذا التمثيل، تم استخدام الموديل elasto-plastic. تم بيان توزيع الإجهاد الفعال (von Mises stress) والإنفعال اللدن المكافئ له (plastic strain)، الإجهاد المحوري (axial stress) والإجهادات الأساسية (principle stresses) في الخامة لجميع المقاطع التي تحت الدراسة. كذلك تم بيان توزيع الإجهاد الفعال (von Mises stress) والإنفعال المرن المكافئ له (elastic strain) في الحاوية (container) والقالب وللمراحل المتعددة من حركة المكبس لجميع المقاطع المختارة. الجزء الثالث: الدراسة العملية في هذه الدراسة، تم تصنيع قوالب البثق المصممة نظريًا أعلاه باستخدام نظام الـ CAD/CAM للمقاطع الآتية: الدائري ذو نسبة تخفيض بالمياحة 44% اليداسي ذو نسبة تخفيض بالمياحة 44% المعيني ذو أقطار 4/6 ونسبة تخفيض بالمياحة 61% اختيرت سبيكة الرصاص كخامة (working material). تم إيجاد مخطط الإجهاد-الانفعال الحقيقي لسبيكة الرصاص باستخدام اختبار الانضغاط (compression test). تم إيجاد معامل الاحتكاك بين الخامة وأدوات البثق بواسطة اختبار انضغاط الحلقة (ring compression test) ووجد أن قيمته 0.04. تمت اختبارات عملية البثق على جهاز الشد العام (UTM) نوع WEW 1000b لإثبات صحة الدراسة النظرية. مقارنة النتائج النظرية، العملية والعددية بينت تطابقًا جيدًا. التحليل والآلية المتبعة في هذا العمل يمكن تطبيقها لتصميم مقاطع ثلاثية الأبعاد أخرى مثل المستطيل، المثلث، ... إلخ، وكذلك يمكن أن تمتد لتشمل عمليات تشكيل أخرى مثل سحب الأسلاك وبثق الأنابيب.

كلمات الباحثين

Extrusion, Polynomial dies, Extrusion pressure, Stress distribution, Strain rate, Upper-bound method, Die design

إشراف وإعداد

الإشراف

عبد الكريم جليل كاظم

الإعداد

أحمد وليد حسين الشبلي

الاقتباسات الببليوغرافية