تحلیل عددی و تجربی اثر روانکار در فرآیند آهنگری دقیق هم‌دمای پره تیتانیومی با استفاده از آزمون فشار قالب باز میله استوانه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 محقق شاغل در دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه صنعتی مالک اشتر/ مجتمع دانشگاهی مواد و فناوری‏های ساخت

چکیده

به منظور بالا بردن دقت نتایج شبیه‌سازی‌های عددی در مرحله طراحی قالب آهنگری و پیش-بینی نیروی مورد نیاز فرآیند، ضرورت دارد تا آزمون‌های اصطکاکی مناسبی جهت برآورد ضریب اصطکاک فرآیند انجام شوند. در این تحقیق، یک آزمون جدید به نام آزمون فشار قالب باز میله استوانه‌ای برای ارزیابی اصطکاک معرفی شده و منحنی‌های کالیبراسیون آن به دست می‌آیند. این آزمون به همراه آزمون فشار حلقه برای پیش‌بینی ضریب اصطکاک در فرآیند آهنگری هم‌دمای یک نمونه پره کمپرسور توربین گاز از جنس آلیاژ Ti-6Al-4V به کار می‌رود. ضریب اصطکاک حاصل از آزمون فشار حلقه برای ناحیه ریشه پره و ضریب اصطکاک حاصل از آزمون فشار میله برای ناحیه ایرفویل پره مورد استفاده قرار می‌گیرند. سپس فرآیند آهنگری پره مذکور با روش‌های عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است و مقایسه مقادیر به دست آمده برای حداکثر نیروی مورد نیاز فرآیند، انطباق قابل قبولی را نشان می‌دهد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که آزمون فشار قالب باز میله استوانه‌ای روش قابل قبولی برای ارزیابی اصطکاک است. اختلاف بین مقادیر ضریب اصطکاک به دست آمده از دو روش مذکور، دقیقاً وابستگی ضریب اصطکاک به حالت تغییرفرم قطعه‌کار را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical and experimental investigation of lubricant effect in isothermal precision forging process of a titanium blade using open die compression of cylindrical rod test

نویسندگان [English]

  • Hamid Arabi 2
  • Mohammad Beig Mohammadi 3
3 MSc Student at Malek Ashtar University of Technology/ Materials and Manufacturing Proceeses Complex
چکیده [English]

Determination of required force during forging processes. So, in order to increase the accuracy of numerical simulation results at die design process and predicting the required force, it is necessary to do suitable tests to estimate the friction coefficient of the process. In this research, a new test method named open die compression of the cylindrical rod has been presented and the calibration curves have been developed for it. Then, this test and the well-known ring compression test have been used to predict the friction coefficient in isothermal forging process of a sample gas turbine compressor Ti-6Al-4V blade. The friction coefficient determined by ring compression test has been applied for root region and the coefficient determined by open die compression of cylindrical rod test for the airfoil region of the blade. Finally, forging process has been investigated numerically and experimentally. Comparison of the maximum forces form numerical and experimental results shows acceptable agreement. The results show that open die compression of cylindrical rod test is a reliable method for evaluating the friction. The difference between friction coefficients determined by two before mentioned test methods, shows the dependence of friction coefficient value on deformation state of the workpiece.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isothermal forging
  • Friction
  • Ring compression test
  • open die compression of cylindrical rod test
  • compressor blade