ارايه فرمولاسيون جديد ميدان سرعت با درنظر گرفتن مولفه محوري سرعت به منظور بهينه سازي فشار اكستروژن مستقيم

A New 3D Velocity Field with a Variable Axial Component for Optimizing Forward Extrusion Pressure

اكستروژن يكي از مهمترين فرايندهاي شكلدهي حجمي است. بهمنظور طراحي صحيح قالب اكستروژن و توليد موفقيتآميز مقاطع ، نياز به تحليل دقيق فرايند است. ميدان سرعت پيشنهادي اساسيترين نكته در تحليل و ارايه فرمولاسيون حد بالا براي اكستروژن مستقيم پروفيلهاي مختلف، اعم از مدور و غير مدور است. در اين مقاله، فرمولاسيون جديدي براي ميدان سرعت با تغييرات مولفه سرعت محوري ارايه شده است . ميدان سرعت كلي برحسب پارامترهاي متغير تعريف شده است، بهطوري كه در ابتدا و انتهاي منطقه تغيير شكل، سطح انفصال سرعت شكل سهبعدي داشته و ميتواند حالت مقعر، تخت و يا محدب داشته باشد. با بهينهسازي ميدان سرعت نسبت به پارامترهاي تعريف كننده سطوح و با استفاده از روش حد بالا، توان لازم در فرايند اكستروژن قابل بهينهسازي است. در اين پژوهش بهمنظور تعريف ميدان تغيير شكل پارامتريك استفاده شد كه نسبت به منحنيهاي قبلي ارايه شده ، فشار بهينه تري را نتيجه B_Spline و وابسته به پارامترهاي ورودي، از منحني تابع ميدهد. در حل تيوري بهمنظور بررسي تغيير شكل و تعيين الگوي جريان مواد در طول قالب اكستروژن از روش الگوي تغيير شكل استفاده شده است. همچنين تاثير پارامترهاي مختلف موثر بر فرايند از جمله طول قالب و درصد كاهش سطح و ضريب اصطكاك بررسي ش د. درنهايت نتايج تيوري بهدست آمده از فرمولاسيون جديد با نتايج تحقيقات تحليلي و تجربي پيشين مقايسه شده و بهبود قابل توجهي مشاهده شد.

A new velocity field with variable axial velocity has been proposed in this paper. By using this new formulation the velocity field and upper bound on extrusion pressure have been computed. Incorporating the B-Spline curve into the upper bound formulation, 3D surfaces of velocity discontinuity at entry and exit have been assumed. Theoretical prediction of grid deformation pattern was also computed using the present theory. Experiments were carried out and extrusion pressure as well as grid deformation were obtained. The present theoretical results were in good agreement with experimental ones and compared to previous work improvements were observed.