بررسی عددی و تجربی تاثیر روش های طراحی الگوی گل در فرآیند شکل دهی غلتکی سرد لوله فولادی با استحکام بالا

در این مقاله، فرآیند شکل دهی غلتکی سرد لوله فولادی با استحکام بالا با استفاده از چهار نوع الگوی گل دایره ای، لبه ای، دو شعاعی و خمش معکوس به روش اجزای محدود در نرم افزار مارک منتات شبیه سازی شده است. با توجه به اهمیت کیفیت لوله نهایی و به منظور دست یابی به هندسه مطلوب در لوله های فولادی با استحکام بالا، انتخاب الگوی گل مناسب جهت طراحی خط تولید شکل دهی غلتکی لوله مد نظر قرار گرفته است. با استفاده از نتایج شبیه سازی اجزای محدود، تغییر شکل ورق در این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر نوع الگوی گل روی هندسه محصول نهایی که شامل توزیع انحنا، برگشت فنری و توزیع ضخامت لوله می باشد، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از الگوی گل خمش معکوس منجر به کاهش انحراف از انحنای میانگین در ناحیه لبه ورق تا حدود ۶۵ درصد می گردد. بررسی توزیع ضخامت نشان می دهد که الگوی گل دایره ای و لبه ای به ترتیب موجب له شدگی و نازک شدگی لبه ورق تا میزان ۰.۲ میلی متر می شوند. اما استفاده از الگوهای دو شعاعی و خمش معکوس موجب می شوند تا میانگین ضخامت ناحیه لبه به خوبی اصلاح شده و به ۲.۸ میلی متر برسد. هم چنین الگوی گل دایره ای، کم ترین مقدار برگشت فنری از لحاظ تغییر میانگین انحنای نسبی به میزان ۰.۶۹ درصد و انحراف لبه به میزان ۰.۱۵ میلی متر را دارد. به منظور صحت سنجی شبیه سازی اجزای محدود، آزمایش های تجربی برای یک ایستگاه شکل دهی طراحی و انجام شد. با مقایسه داده های حاصل از آزمایش های تجربی با نتایج شبیه سازی، صحت شبیه سازی اجزای محدود تایید شد.

کلیدواژه ها:

Cold Roll Forming Process of Pipe ، Flower Pattern Design ، Curvature and Thickness Distribution ، Spring Back ، finite element method ، شکل دهی غلتکی سرد لوله ، طراحی الگوی گل ، توزیع انحنا و ضخامت ، برگشت فنری ، روش اجزای محدود