بررسي روش حرارت دهي خطي به همراه خنك كاري و تعيين مسيرهاي حرارتي به روش كرنش معيار

Investigation on Line Heating Process with cooling and Determination of the heat paths by Strain-Based Method

استفاده از ورق‌هاي فلزي در صنايع مختلف ازجمله كشتي‌سازي بسيار متداول است. در اين صنايع ايجاد سطوح موردنظر از ورق تخت اوليه به كمك فرآيند حرارت دهي خطي حائز اهميت است. در اين مقاله ابتدا به شبيه سازي اين فرآيند و انتقال حرارت بين گاز خروجي از مشعل و ورق پرداخته شده است. براي مدلسازي اثر مشعل و هواي خنك كننده از مدل جت برخورد كننده در نرم افزار تجاري فلوئنت استفاده شده است. پس از يافتن توزيع دما در ورق، با انتقال اين توزيع دما به نرم افزار انسيس و انجام يك تحليل ترمو الاستو - پلاستيك تغيير شكل ورق بدست آمد و سپس نتايج اين كار اعتبارسنجي شد. براي اجراي فرآيند حرارت دهي خطي بايستي مسيرها و شرايط حرارتي مشعل تعيين گردد. به اين منظور مسيرهاي حرارتي شكل استوانه اي با روش كرنش معيار بدست آمد. به كمك شبيه سازي انجام شده، 63 اجراي مختلف در توان ها و سرعت هاي مختلف مشعل انجام داده و براي يافتن توان و سرعت حركت مشعل، به آموزش شبكه ي عصبي با اين داده ها پرداخته شد. در انتها ويژگي هاي حرارتي بدست آمده براي اين شكل به كمك شبيه سازي به يك ورق تخت اوليه اعمال شده و از مقايسه‌ي شكل بدست آمده با شكل مطلوب خطاي كمتر از 5 درصد بدست آمد.

Sheet Metals are widely used in different industries such as ship building. One important subject in these industries is to create the desired sheets through line heating process. In this paper, first, the simulation of heat transfer between a gas torch and a plate during the line heating process is investigated. Impingement jet model is used to simulate the effect of a heat source (flame) and air cooling on the plate by using the commercial engineering software, FLUENT. Then, the computed temperature distribution by FLUENT is fed into the ANSYS FEM package for thermo Elasto-Plastic deformation analysis and the results are validated. Process execution needs heat paths and heat conditions. For this purpose heat paths of the cylindrical shape were obtained based on the Strain-Based Method. For thermal conditions a neural network was trained. In this regard, close to 63 different situations in different powers and torch speeds were run. Finally, to verify the thermal characteristics obtained for the cylindrical shape, paths and thermal conditions obtained were passed on a flat sheet metal by simulation and the result was compared with the desired shapes. It was shown that the Strain- Based Method is very practical in determining the thermal paths.