بررسی مقاومت الکتریکی و تحلیل حرارتی شکل‌دهی دورانی گرم تیتانیوم به روش مقاومتی

در این مقاله با معرفی شکل ‌دهی دورانی گرم به روش مقاومتی، انتقال حرارت بین اجزای مختلف مدار در حین فرایند بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا تجهیزات مورد نیاز جهت اعمال گرمایش مقاومتی به ورق و نیز پیکربندی دستگاه معرفی و تشریح شده که در نتیجه ی آن، همزمان با اعمال گرمایش مقاومتی و نیروی مکانیکی از سوی ابزار غلتکی، ورق تیتانیوم خالص تجاری به صورت مخروط ناقص تحت فرایند شکل دهی دورانی گرم مقاومتی شکل داده شده است. سپس، با بررسی و اندازه گیری مقاومت الکتریکی اجزای مدار، روند تولید و انتقال گرما در بین آن‌ها تحلیل شده و در نتیجه مقدار گرمای خالص تولید شده در ورق که باعث افزایش دما و ورود به محدوده تبلور مجدد می ‌شود تخمین زده شده است. برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی که عامل اصلی تولید انرژی گرمایی است، مقاومت الکتریکی اجزای مدار بر اساس هندسه و مشخصات فیزیکی آن‌ها و در شرایطی مشابه حالت شکل دهی، بررسی و محاسبه شد. همچنین تحلیل دقیق انتقال حرارت بین اجزای مدار با توجه به ماهیت فرآیند بسیار پیچیده بوده اما با ساده ‌سازی و صرف‌نظر از برخی عوامل ، دمای منطقه شکل دهی و مدت زمان رسیدن به آن با دقت قابل قبولی تخمین زده شد. نتایج بدست آمده از تحلیل ‌های ریاضی که با انجام آزمون ‌های تجربی نیز اعتبارسنجی شده و در دو حالت گذرا و پایدار بررسی شده، بیان‌گر این بوده که نرخ انتقال حرارت به اطراف از طریق تشعشع تا قبل از رسیدن به حالت پایدار، یعنی محدوده‌‌‌ی دمای بیشینه ‌ی اجزا و نیز نرخ انتقال حرارت جابجایی برای قطعات غیردوار، کم و قابل اغماض است.

thermal analysis of hot spinning of commercially pure titanium by resistance heating

in this paper, introducing electrical resistance hot spinning (erhs), heat transfer between the component of circuit is investigated. to this aim, at first the equipment and configuration of the process are described by which mechanical force of roller toll and resistance heating simultaneously deformed pure titanium blank to a conical shape in spinning process. then by study in electrical resistance of the component and heat transfer between them, the amount of heat generated in blank which raises its temperature to recrystallization is estimated and achieved. for measuring the electrical resistance of the components this parameter calculated by geometrical and physical characters of each component. furthermore, investigation of heat transfer between them and to environment because of the spinning of blank and moving the roller tool simultaneously is too complicated, but neglecting some of nonsignificant parameters this aim was achievable and the highest temperature of the blank the time needed was estimable. the results of the study which investigated in transient and steady state and verified by experimental examination showed that radiation in transient and convection for unrotated parts are neglectable.