تأثیر الگوی‌گل بر توزیع یکنواخت نیروی وارد بر غلتک‌ها در شکل‌دهی‌مجدد غلتکی سرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی الکترونیک، مکانیک و کامپیوتر، دانشگاه ایوانکی

3 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تفرش

4 , Institute of Industrial Science, University of Tokyo, Bunkyo, Japan

چکیده

در این مقاله، اثر طراحی الگوی‌گل روی انرژی مصرفی و نیز چگونگی توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها در ایستگاه‌های مختلف شکل‌دهی‌مجدد غلتکی سرد به‌صورت تجربی و عددی بررسی گردیده است. جهت مطالعه اثر متغیرها از شبیه‌سازی اجزای محدود سه‌بعدی استفاده شده و جهت اطمینان از صحت شبیه‌سازی‌ها آزمایش عملی انجام شده است. بمنظور صحه گذاری نتایج شبیه سازیها، از مقایسه ابعادی و توان مصرفی استفاده شده است. ضمن معرفی شیوه‌های مختلف طراحی الگوی‌گل، نیروی اعمالی بر غلتک‌ها در سه طراحی مختلف الگوی‌گل بررسی شده و در هر روش تغییرات کار خارجی و انرژی داخلی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نحوه توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها در هر روش نیز تشریح شده است. علاوه بر انرژی مصرفی کمینه، یکنواختی توزیع نیروی وارد بر غلتک‌ها نیز به‌عنوان معیاری برای طراحی الگوی‌گل معرفی‌شده است. نشان داده شده که استفاده از معیار یکنواختی نیروی اعمالی به غلتک‌ها در کنار معیار انرژی مصرفی کمینه، موجب افزایش دقت ابعادی محصول می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Flower Pattern on Uniform Distribution of Force on Rollers in Reshaping of Cold Roll Forming

نویسندگان [English]

  • Hosein Arzandeh 1
  • Hassan Moslemi Naeini 1
  • Mahdi Tajdari 2
  • Siamak Mazdak 3
  • Manabo Kiuchi 4
1 Faculty of Mechanical engineering , Tarbiat Modares University, Tehran
2 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Electronic Engineering, Mechanics and Computer, Eyvanakey University
3 Faculty of Engineering, Tafresh University
4 , Institute of Industrial Science, University of Tokyo, Bunkyo, Japan
چکیده [English]

In this paper, the effect of flower pattern design in the cold roll reshaping process, on the energy consumption and uniform distribution of force on the rollers at different forming stations, is investigated experimentally and numerically. Three-dimensional finite element simulations have been used to study the effect of variables and practical experiments have been performed to ensure the accuracy of the simulations. Dimensional and power consumption comparisons have been used to validate the simulation results. Along with the introduction of different design methods, the applied force on the rollers is studied in three different designs of the flower pattern and in each method, changes in external work and internal energy are studied. The distribution of force on the rollers in each method is also described. In addition to the minimum energy consumption, the uniformity of the force distribution on the rollers has also been introduced as a criterion for the design of the flower pattern It has been shown that using the criterion of uniformity of force applied to the rollers along with the criterion of minimum energy consumption, increases the dimensional accuracy of the product.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reshaping of cold roll forming
  • Flower Pattern
  • Uniform distribution of force؛ Energy consumption

مراجع

  1. Halmos, G.T., "Roll Forming Handbook", CRC Press, VOl. 1, Pp. 153 (2005)
  2. Kiuchi, M., Naeini, H.M. and Shintani, K, "Computer Aided Design of Rolls for Reshaping Processes from Round Pipes to “Channel-Type” Pipes", Journal of Materials Processing Technology, VOl. 111, No.1, 193-197, (2001).
  3. Huang, Y.M., "Elasto-Plastic Finite Element Analysis of Squaring Circular Tube", Transactions of Nonferrous Metals Society of China, VOl. 18 , NO 3: P. 665-673, (2008). ,  ..
  4. Alinezhad, P., Sanati, A. and Momtahen, K.N. "Computer Aided Design of Reshaping Process of Circular Pipes into Square Pipes", International Journal of Mathematical and Computational Sciences, VOl. 3, NO. 7,   468-472, (2009)
  5. Chen, T.C. and Ye, J.M., "Finite-Element Analysis of the Double Lateral Compression of Clad Tube into a Symmetric Square-Tube", Advanced Materials Research, VOl 337: Pp. 332-335, (2011)
  6. Rayala, P. and Goud, S.C., "Reshaping of Thick Tubes into Square Passes at Ends with FEM Simulation", AIJREAS, VOl. 1, NO. 4,   6, (2016).
  7. Shao, C., Zhang, P. Zhu, Y. Zhang, Z. Tian, Y. and Zhang, Z., "Simultaneous Improvement of Strength and Plasticity: Additional Work-Hardening from Gradient Microstructure", Acta Materialia, VOl. 145,   413-428, (2018).
  8. Tajyar, A., "Investigating the Effect of Different Parameters on the Occurrence of Collapse Defect in Re-Shape Rolling of Circular Pipe into a Square Tube", Iranian Journal of Manufacturing Engineering, VOl. 6, NO. 4,   14-22, (2019).
  9. Zheng, B., Shu, G., Wang, J., Gu, Y. and Jiang, Q., "Predictions of Material Properties in Cold-Rolled Austenitic Stainless Steel Tubular Sections", Journal of Constructional Steel Research, VOl. 164,   10582, (2020).  
  10. Mazdak, S., Naeni, H. M., Sheykholeslami, M. R., Kiuchi, M. and Validi, H., "The Effect of the Roller Profile Oncave-In Defect in Reshaping Processby Considering Nonlinear Combine Strain Hardening", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, VOL. 236. NO. 5, 1-13, (2022).
  11. Kang, W., Zhao, Y., Yu, W., Wang, S., Ma, Y. and Yan, "Numerical Simulation and Parameters Analysis for Roll Forming of Martensitic Steel MS980", Procedia Engineering, VOl. 81, Pp. 251-256, (2014).
  12. Wen, B., "Using Advanced Tooling Designs to Reshape Round Tube into Square and Rectangular Tubes", OH, USA: Roll-Kraft, Inc, (2001).
  13. Tehrani, M.S., Hartley, P., Naeini, H.M., Khademizadeh, H., "Localised Edge Buckling in Cold Roll-Forming of Symmetric Channel Section", Thin-Walled Structures, VOl. 44, P. 13, (2006)

 

ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار