تحليل عددي تراشكاري اينكونل 718 مستقيماً پيرسازي شده با استفاده از معادلهٔ ساختاري تواني

Numerical Analysis of Direct Aged 718 Inconel Alloy Turning Using Power Law Equation

امروزه سوپر آلياژهاي اينكونل به دليل خواص خارق‌العادهٔ آن‌ها در صنايع مختلفي استفاده مي‌شوند. برخي از خصوصيات ويژه اينكونل نظير حفظ استحكام تسليم در دماهاي بالا، ضريب رسانش حرارتي بسيار پايين و مقاومت سايشي بالا، شرايط سختي را براي ماشين‌كاري اين سوپر آلياژ فراهم مي‌كند. اين مقاله، بر اساس روش اجزاء محدود، روشي را براي شبيه‌سازي تراشكاري سوپر آلياژ اينكونل 718 مستقيماً پيرسازي شده به كمك معادله ساختاري تواني ارائه مي‌كند. تعيين درست خواص مواد بر اساس معادلهٔ ساختاري تواني نظير تعيين ضرايب سخت‌شوندگي كرنشي، ضريب نرخ حساسيت به كرنش و ضرايب نرم‌شوندگي حرارتي در كنار ديگر ضرايب موردنياز براي شبيه‌سازي تراشكاري سوپر آلياژ اينكونل 718 مستقيماً پيرسازي شده از اهداف اصلي اين پژوهش است. نتايج خروجي شبيه‌سازي نظير زاويهٔ صفحهٔ برشي، نيروهاي ماشين‌كاري، دماي براده و ابزار و شكل ‌براده با خروجيِ نتايج مرجع [1] صحت‌سنجي شده است. اين پژوهش، به‌صورت مشابه با مقاله [1] در سه ضخامت برادهٔ تغيير شكل نيافته متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است تا ضخامت شكل براده تغيير شكل يافته و ديگر خروجي‌هاي ماشين‌كاري نظير نيروهاي ماشين‌كاري با بهره از معادلهٔ ساختاري تواني مورد بررسي قرار بگيرد. براي شبيه‌سازي از نرم‌افزار Third wave Systems- AdvantEdge بهره برده شده است. خروجي اين مطالعه، با نتايج تحقيق تجربي [1] بررسي شده است و نشان دهنده كارآيي و دقت بالاي تحليل حاضر مي‌باشد.

Nowadays, Inconel superalloys are often used in various industries due to their extraordinary properties. Some unique properties of Inconel, such as maintaining its yield strength at elevated temperatures, very low thermal conductivity, and high abrasion resistance, provide very difficult to cut conditions for machining this superalloy. This paper presents a method for simulating the direct aged Inconel 718 superalloy turning by using the power law equation based on the finite element method. One of the main objectives of this research is the correct determination of material properties based on power law equation such as strain hardening coefficients, strain rate sensitivity coefficient, thermal softening coefficients, and other coefficients required to simulate direct aged Inconel 718. The simulation results, such as shear plane angle, machining forces, chip temperature, and tool and chip shape, have been validated by reference [1]. This study, similar to [1], has been studied at three different undeformed chip thicknesses to examine the deformed chip thicknesses and other machining outputs such as machining forces using the power law equation. Third wave Systems-AdvantEdge software has been used for the current study. The output of this study has been investigated with the results of experimental research [1] and shows the high efficiency and accuracy of the present analysis.