بررسی المان محدود و تجربی فرآیند تغییر شکل شدید لوله‌ آلومینیوم به روش ecap

تولید فلزات ریزساختار فوق ریزدانه و نانو در سال‌های گذشته موردتوجه محققان و مهندسان قرارگرفته است. هدف از تولید این مواد با روش‌های خاص، دستیابی به قطعات سبک‌وزن با استحکام و قابلیت بالاست. روش‌های متنوعی برای تولید قطعات توپر با مقاطع گرد و یا مربع با استفاده از فرآیند تغییر شکل شدید توسط محققین ارائه‌شده است. اما در خصوص تولید لوله‌های با استحکام به وزن بالا، کارهای به نسبت کمتری ارائه گردیده است. آلیاژ استفاده‌شده در این پژوهش از گروه آلومینیوم به شماره 3003 بود که دارای استفاده صنعتی و به لحاظ خصوصیات ساختاری قابلیت تحمل کار سرد خوبی بود. در این مقاله، یک روش اکستروژن مستقیم برای تولید لوله با استحکام بالا ارائه‌شده است. اغلب مطالعات گذشته بیشتر روی زاویه کانال 90 درجه صورت پذیرفته است، اما در این پژوهش با دیدی جدید زوایای بالای 90 درجه نیز به‌طورجدی بررسی‌شده است. نتایج توزیع کرنش و تنش در نمونه‌های شبیه‌سازی‌شده جهت به دست آوردن زاویه داخلی و خارجی بهینه موردبررسی قرارگرفته است. بعد از به دست آوردن زوایای بهینه، قالب موردنیاز ساخته و نمونه‌ها به‌صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از این زوایا در فرایند تغییر شکل شدید لوله‌ی آلومینیوم گروه 3003، باعث افزایش قابل‌توجه استحکام کششی و سختی می‌شود.

Finite Element and Experimental Investigation of Aluminum Tube by Equal Channel Angular Pressing

Productions of metallic ultrafine and Nano microstructure have been addressed by researchers and engineers in recent years. The purpose of the production of these materials with specific procedures is to achieve lightweight parts with high strength and capabilities. Various methods for manufacturing solid round or square sections using equal channel angular pressing have been offered by researchers. However, few researches have been reported the production of pipes with high strengthtoweight property. A direct extrusion method is proposed for the production of highstrength tubes. Aluminum alloy 3003 that is widely used in industries because of the structural characteristics of a cold working is used in this study. Previous studies have been focused on channel angle of 90o, but in this study, angles above 90o are investigated. Strain and stress distribution results in finite element simulation have been used to obtain the optimal internal and external channel angles. The optimal channel angles are first investigated by simulation results. The required die with optimal channel angles was then manufactured and the samples were experimentally tested. The results showed that the use of these angles with optimal channel angels in equal channel angular presses for aluminum 3003 tube increases significantly the tensile strength and hardness.