مطالعه گرمای انتقال یافته به ابزار در فرآیند اصطکاکی اغتشاشی به کمک روش المان محدود

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی FSP در سال های اخیر بمنظور تغییر ریزساختار و خواص آلیاژهای مس مورد توجه بسیار قرار گرفته است. هدف از این تحقیق ،توسعه مدل المان محدود حرارتی جهت پیش بینی حرارت انتقال یافته به ابزار حین فرآیند اصطکاکی اغتشاشی و بررسی تاثیر ضریب انتقال حرارت تماسی بین ابزار و قطعه بر دمای ابزار و قطعه کار و گرمای انتقالی به ابزار است. برای این منظور یک مدل المان محدود حرارتی سه بعدی قطعه و ابزار در انسیس ANSYS توسعه یافت. شبیه سازی منبع گرمایی متحرک با استفاده از کد توسعه یافته به زبان برنامه نویسی پارامتریک انسیس APDL انجام گرفته است. موافقت قابل قبولی بین حداکثر دمای فرآیند محاسبه شده به وسیله مدل المان محدود حاضر با داده های تجربی موجود در مراجع معتبر مشاهده شد. نتایج المان محدود نشان داد که شار ورودی و دمای ابزار با افزایش ضریب انتقال حرارت تماسی افزایش می یابد، ولی شدت این افزایش در مقادیر ضرایب انتقال حرارت بالا کاهش می یابد ،که این به دلیل محدود بودن میزان انتقال حرارت ابزار به محیط است.در نهایت، نتایج به دست آمده در این تحقیق تاثیر در نظر گرفتن ابزار و ضریب انتقال حرارت تماسی بر افزایش دقت تخمین میزان گرمای ورودی به قطعه و دمای آن به ترتیب در حدود ۷% و ۵% پیش بینی کرد.

کلیدواژه ها:

فرآیند اصطکاکی اغتشاشی ، انسیس ، شار حرارتی ، ضریب انتقال حرارت تماسی ، المان محدود