بررسی عوامل مؤثر بر توزیع کرنش در فرایند شکل دهی غلتکی مقطع گرد با استفاده از روش طراحی آزمایش ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکان کی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

مقادیر و نحوه توزیع کرنش‌ها از عوامل موثر بر عیوب هندسی در فرایند شکل دهی غلتکی می باشد. در این کار با شبیه‌سازی فرایند شکل‌دهی غلتکی سرد برای مقطع گرد با استفاده از روش اجزا محدود، عوامل موثر در توزیع کرنش‌ها در ورق تحت تغییر شکل مورد بررسی قرار گرفته است. قطر غلتک‌ها، فاصله بین ایستگاه‌ها و سرعت پیمایش خطی ورق به عنوان عوامل ورودی و کرنش بیشینه طولی و یکنواختی توزیع کرنش در عرض ورق به عنوان توابع پاسخ‌ در نظر گرفته شده است. با طراحی آزمایش‌ها با استفاده از روش طرح مرکب مرکزی و اجرای آنها با روش تحلیل اجزا محدود، مقادیر توابع پاسخ استخراج شده و با استفاده از آنالیز واریانس، تاثیر پارامترهای ورودی بر توابع پاسخ بررسی شده است. در ادامه نتایج حاصل از آزمایش‌ها در قالب نمودارهای اثرات اصلی و متقابل استخراج و بحث شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که طبق آنالیز واریانس و نمودارهای اثرات اصلی با افزایش فاصله ایستگاه‌ها و قطر غلتک‌ها، کرنش بیشینه طولی کاهش می یابد. همچنین طبق نتایج آنالیز واریانس، تغییرات سرعت خطی ورق و قطر غلتک‌ها بر روی مدل تابع پاسخ یکنواختی توزیع کرنش عرضی موثر هستند ولی محدوده تغییرات خیلی کم است. همچنین تغییرات فاصله بین ایستگاه‌ها بر یکنواختی توزیع کرنش عرضی بی اثر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of the effective factors on strain distribution in round section roll forming process using the design of experiments

نویسندگان [English]

  • V. Alimirzaloo
  • M. Abdolahzade Gavgani
  • S. Ahmadi
  • A. Donyavi
Department of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Geometric defects of the roll forming process are affected by amount and situation of the strains distribution. In this work, simulation of the round section roll forming process has been implemented using the finite element method. Effective factors on the strain distribution have been investigated. Roller diameter, distance between the stations and line speed of the sheet as input parameters and maximum longitudinal strain and strain distribution uniformity of across the sheet was considered as the response functions. Design of experiments was conducted using the central composite design (CCD). They were executed by finite elemet method and then values were extracted for response functions. The effect of input parameters to the function response was investigated using the analysis of variance. The results of tests were indicated and discussed by the main and interactions effects diagrams. The results demonstrated that according to the analysis of variance and main effect diagrams, with increasing the distance of stations and roller diameter, the maximum longitudinal strain is reduced. According to the analysis of variance On the other hand, the line speed of sheet and roller diameter affecte on the transverse strain distribution, but variation domain is very low. Also distance between the stations has not efficient effect on the transverse strain distribution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Roll forming FEM simulation Design of experiments Strain distribution

مراجع

[1] Salmani Tehrani, M., Nikfroz, M., (2009). "The effect of geometrical parameters on the angle of twist sections roll forming asymmetric channel simulation using Finite Element." Journal of Advanced Design andManufacturing Technology 2(3).
[2] Binti Mohd saffe, S. N., Nagamachi, T., (2014). "Residual stress around cut end of hat steel channel by roll forming " Procedia Engineering 81: 5.
[3] Moslemi naeini, H., Azizi tafti, R., Tjdari, M., (2011). "Using artificial neural networks for estimation of spring back in cold roll forming." Amikabir journal of mechanical engineering 42(3).
[4] Bhattacharyya, D., Smith, P., yee, C.H., Collins, I.F.,(1984). "The development of longitudinal strain in cold roll forming and its influence on product straightness."First international con. on tech. of plasticity, Tokyo, The japan Sock. for tech of plasticity: 5.
[5] Paralikas, J. (2009). "Investigation of the effects of main roll forming process parameters on quality for a V-section profile form AHSS." international journal of advance technology 44: 14.
[6] Zeng, G. (2009). "Optimization design of roll profiles for cold roll forming based on response surface method."Materials and Designs 30: 8.
[7] Salmani Tehrani, M., Bahrami, M., (2010). "Investigate numerical and analytical of the round tube roll forming."Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology 3(2).
[8] Dadgar asl, Y., Tajdari, M., Moslemi naeini, H., (2015). "prediction of required torque in cold roll forming process OS a channel section using artificial neural network."modares mechanical engineering 15(7).
[9] Mohamadi, M., Moslemi naeini, H., Kasaei, M.M.,Salmani tehrani, M., (2014). "investigation of twist defect floor of profiles with variable area in flexible roll forming process." modares mechanical engineering 14(6).
[10] Minjin oh., M. K. l., N., (2010). "robust design of roll formed slide rial using response surface method." journal of mechanical science and technology 24(12).
[11] Safdarian, R., Moslemi naeini, H., (2015). "the effects of parameters on the cold roll forming of channel section."journal of thin-walled structures 92: 6.
[12] Abvabi, A., Rolfe, B., Hodgson, P.D., (2015). "the influence of residual stress on a roll forming process."international journal of mechanical science.
[13] Halmos, G. T. (2006). roll forming handbook, Taylor & Francis.
[14] Moslemi naeini, H., Tajdari, M., Mazdak, S., (2007)."the optimal angle of the blades in the shape and its effect on sheet rolled in the cold roll forming process." Fifteenth annual conference of mechanical engineering, Amirkabir university of technology.
[15] Alimirzaloo, V. (2011). optimization of compressor blade final forging in air engine. Mechanical  Engineering,Amirkabir University. Ph.D.
[16] McClure, C. K., Li, H., (1995). "roll forming simulation using finite element analysis." Manufacturing review 8(2): 8.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 49، شماره 2
مرداد 1396
صفحه 413-422

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار