بررسی تاثیر پارامترهای فرآیندی بر شکل‌دهی با گاز لوله آلومینیومی AA 6063 در دمای داغ با استفاده از روش سطح‌پاسخ

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

3 مهندسی مواد، ، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

چکیده

آلیاژهای آلومینیوم کاربردهای زیاد، خواص ضد خوردگی و نسبت استحکام به وزن مناسبی دارند. فرآیند شکل‌دهی فلز داغ با دمش گاز جزو روش‌های نوین می‌باشد. در این مقاله، جهت بدست آوردن بیشترین درصد پرشدگی قالب و حداقل درصد نازک‌شدگی در ناحیه شکل‌دهی لوله‌های پله‌ای استوانه‌ای آلومینیومی آلیاژ 6063 از یک شیوه آماری بر پایه شبیه‌سازی اجزای محدود، استفاده شده است. ابتدا مدل دقیق اجزای محدود از فرآیند تهیه گردیده و صحت مدل ایجاد شده در قیاس با نتایج قطعه تجربی تأیید شده است. سپس تحلیل رگرسیون رویه پاسخ، برای برازش یک سطح بر پاسخ های به دست آمده از آزمایشات به کار رفته است. عوامل موثرشامل دمای شکل‌دهی، فشار، نرخ فشار، تغذیه محوری و سرعت پانچ از روش سطح پاسخ به منظور استخراج مدل و یافتن بیشترین تاثیر مورد ارزیابی قرارگرفت. هریک از این فاکتورها در سه سطح در قالب طراحی آزمایشات طرح مرکب مرکزی مورد مطالعه قرار گرفته تا تاثیر پارامترها و بهترین شرایط شناسایی شود. برای مدل‌سازی روش سطح پاسخ از نرم‌افزار دیزاین اکسپرت و برای شبیه سازی از نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، نقطه بهینه به دست آمده برای هر دو ویژگی مورد مطالعه عبارت است از: درجه حرارت °C552، فشار bar 5/6، نرخ فشار bar/s 02/0، تغذیه محوری mm 7 و سرعت تغذیه mm/s 05/0 با درصد پرشدگی 2/91 و درصد نازک‌شدگی 37/10 بدست آمد. مدل ارائه شده برای پیش‌بینی مقادیر متغیرهای وابسته نتایج بسیار نزدیکی با یافته‌های تجربی بدست آمده داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of process parameters on gas forming of AA 6063 aluminum tube at hot temperature using response surface method

نویسندگان [English]

  • Mostafa Rajaee 1
  • seyed jamal hosseini poor 2
  • hamed Jamshidi Aval 3
1 Assistant Professor, Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Technical and Vocational University, Tehran, Iran
2 univercity babol
3 Research Center for Advanced Processes of Materials Forming, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Aluminum alloys have good anti-corrosion properties and strength to weight ratio. In this paper, a statistical method based on finite element simulation was used to obtain the highest percentage of mold filling and the minimum percentage of thinning in the forming area. First, the finite element model is prepared and the accuracy is compared with the results of the experimental part. Effective factors including, temperature, pressure, pressure rate, axial feed and punch speed were evaluated by the response surface method in order to extract the model and find the maximum effect. Design Expert software was used to model the response surface methodology and Abacus finite element software was used to simulate it. According to the obtained results, the optimal points obtained for both characteristics are: temperature 552°C, pressure 6.5 bar, bar rate 0.02 bar/s, axial feed 7 mm and feed rate 0.05 mm /s with filling percentage 91.2 and a thinning percentage of 10.37 were obtained. The proposed model for predicting the values of variables had very close results with the experimental findings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optimization
  • hot metal gas forming
  • response surface
  • stepped tubes