الأمثلية لمتغيرات عملية تشكيل الصفائح بضغط المائع للفولاذ المنخفض الكربون

الباحث

سامي عباس حمود

المشرف

اسيل حمد عبد - عقيل صبري بدن

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Sheet hydroforming;Low carbon steel;Process optimization;Formability

تشكيل الصفائح بضغط المائع هي عملية تصنيع مرنة للغاية وفعالة من حيث التكلفة اقتصاديًا تتيح إنتاج أشكال معقدة بمستويات ممتازة من الدقة. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لتشكيل صفائح الفولاذ منخفض الكربون. ويغطي استخدام هذه التكنولوجيا العديد من الصناعاتء بما في ذلك مجالات السيارات والطائرات وأدوات الطهي والمجالات الطبية وتشكيل المعادن. تهدف هذه الدراسة إلى انتاج شكل منحني يشبه القبة بالاعتماد على تصميم وتصنيع منظومة هيدروليكية ميكانيكية، بالإضافة إلى الحاجة الفعلية إلى إضافة متغيرات لنجاح عملية التحسين متعددة الأهداف وتقليل تكلفة المضخة الخارجية (اليدوية والكهربائية) أو استخدام مكبس عالي الكلفة لضغط الزيت. ومن أجل تحقيق الهدف المذكور أعلاه، تم تقسيم التجارب إلى قسمين مختلفين. تضمن الجزء الأول من هذه الدراسة تجارب عملية أجريت لقياس قابلية تشكيل الصفائح المعدنية باستخدام اختبار الانتفاخ الهيدروليكي عن طريق تشكيل الصفائح بضغط المائع، واختبار ناكازيما لإنشاء مخطط حد التشكيل واختبار الشد لقياس الخواص الميكانيكية. في هذه الدراسة تم استخدام ثلاث صفائح من SY sll المنخفض الكربوني ذات اسماك مختلفة (0.48؛ 0.68، 0.88 (els تم طباعة شبكة مربعة بطريقة السكرين وبإبعاد (4*4) ملم على عينات اختبار الشد وعينات اختبار قابلية التشكيل. قياس الانفعال تم انجازه باستخدام تقنية معالجة الصور باستخدام برنامج Gs MATLAB خلال قياس إبعاد الشبكة المطبوعة قبل وبعد عملية التشكيل ثم قياس الانفعال على عينات الشد وعينات اختبار قابلية التشكيل. في الجزء الثاني، تم استخدام تصميم فكتوريل المتكامل والتحليل العلائقي الرمادي بالاعتماد على البيانات التي حصلنا عليها من تجارب اختبار الضغط الهيدروليكي لتحقيق التحسين متعدد الأهداف لعملية تشكيل الصفائح بضغط المائع. في هذه الدراسة تم اختيار ثلاث متغيرات وهي (سمك العينة، سرعة جهاز اختبار الشدء لزوجة الزيت المضغوط) وبثلاثة مستويات. استناداً إلى عدد المتغيرات ومستوياتها المشار Leal) أعلاه، يتم اختيار المصفوفة المتعامدة 1.27 لضمان تقييم جميع المتغيرات وعدم خلطها في أي تجربة واحدة. بينت النتائج التي تم الحصول عليها من اختبار الشد واختبار قابلية للتشكيل إلى أن الصفائح المعدنية التي يبلغ سمكها 0.88 ملم تظهر قابلية تشكيل أعلى مقارنة بمعادن الصفائح الأخرى. من جهة أخرى نلاحظ زيادة في قابلية التشكيل لجميع صفائح الفولاذ منخفض الكربون بعد عملية التشكيل الهيدروليكي للصفائح مقارنة بالصفائح التقليدية المنجزة باختبارات قابلية للتشكيل (اختبار ناكازيما). أظهرت تجارب اختبارات التحسين متعدد الأهداف أنه مع سمك الصفائح المعدنية البالغة (0.88) ملم؛ يكون أقصى ارتفاع للمنتج (37.16) ملم؛ والسمك والصلادة عند القمة هي )0.559( ملم و (HV 0.2) 187.9 على التوالي. أشارت نتائج تحليل التباين (ANOVA) الى أن العامل المؤثر الأساسي على الاستجابة متعددة الأهداف هو clas العينة، وهو ما يمثل 989.5 من إجمالي المساهمة. التركيب المثالي لمتغيرات عملية تشكيل الصفائح بضغط المائع، والتي تؤدي إلى خصائص ممتازة متعددة cela! هي .53 13 73 تتوافق هذه القيم مع درجة اللزوجة 70 <SAE وسمك الصفائح 0.88 ممء وسرعة 10 ملم/دقيقة. أظهرت نتائج المحاكاة العددية توافقًا ae مع بيانات التجارب العملية لأفضل ثلاث تجارب على توزيعات الارتفاع والسمك.

Sheet hydroforming is a very flexible and economically cost-effective manufacturing process that enables the production of complicated shapes with excellent levels of precision and accuracy. This method is particularly suitable to the shaping of low carbon steel sheets. The utilization of this technology covers across several industries, involving the automobile, aircraft, cookware, medicinal, and metalworking domains. The aim of this study is to produce a dome shell product based on the design and manufacture of a mechanical hydraulic pump. In addition, multi-objective optimization analysis was performed to reduce the number of experiments in the sheet hydroforming process. In order to accomplish the aim mentioned above, the experiments are divided into two different parts. The first part of this study included experiments which were carried out to measure the formability of sheet metal using the hydraulic bulge test by sheet hydroforming, the Nakazima test to create the forming limits diagram and the tensile test to measure mechanical properties for three sheet materials with different thicknesses (0.48, 0.68, and 0.88 mm) of low carbon steel are used in this study. The screen printing method was utilized to print a square grid with dimensions (4*4) mm on the tensile and formability specimens tested. Using MATLAB's image processing technology, can determine the strain in tensile and formability specimens by comparing the size of the grid printed before and after the deformation. In the second part, apply the full factorial design and Grey relation analysis to the data obtained from our hydraulic bulge test operations to accomplish multi- objective optimization of the sheet hydroforming process. Three parameters were selected, which are (thickness of the sample, stroke speed and viscosity of the pressurized fluid) and with three levels. Based on the number of parameters and their levels, obtained 27 experiments (33 = 27) to ensure that all parameters are evaluated and that they are not mixed up in any one experiment. The results obtained from the tensile test and formability test indicate that the sheet metal with a thickness of 0.88 mm exhibits higher formability in comparison to other sheet metals and an increase in formability for all low carbon steel sheets after sheet hydroforming operation compared with conventional formability tests (Nakazima test). Optimum test of the experiments shows that with a sheet metal thickness of (0.88) mm, the maximum product height is (37.16) mm, and the thickness and micro-hardness at the pole are (0.559) mm and (187.9) HV0.2, respectively. The outcomes of the analysis of variance (ANOVA) indicated that the primary influential factor on the multi-objective response was the thickness of the sample, accounting for 89.5% of the total contribution. The optimum combination of parameters for sheet hydroforming operations, which result in excellent multi-performance characteristics are V3 T3 S3. These values correspond to a viscosity grade of 70 SAE, a sheet thickness of 0.88 mm, and a speed of 10 mm/min. The numerical simulation results exhibit good agreement with a maximum divergence of 6% from the experimental data of the best three experiments on both height and thickness distributions.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب