۱۴۰۴/۰۱/۱۳
سیروان فرهادی

سیروان فرهادی

مرتبه علمی: استادیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: ۳۶۲۴۱۷۲۰۴۰۰
دانشکده: دانشکده مهندسی
نشانی:
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی عددی و تجربی بهبود قابلیت کالیبراسیون الکترومغناطیسی شکلِ محصول در فرایند خمکاری ورق، با استفاده از هسته مغناطیسی
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
خم‌کاری ورق، برگشت‌فنری، کالیبراسیون الکترومغناطیسی، سیم‌پیچ ابزار، هسته مغناطیسی
سال 1403
پژوهشگران هیوا غفاری(دانشجو)، ولی علیمیرزالو(استاد راهنما)، سیروان فرهادی(استاد راهنما)

چکیده

فرآیندهای شکل‌دهی ورق‌های فلزی همواره دست‌به‌گریبان پدیده‌ای به نام برگشت‌فنری هستند؛ پدیده‌ای که می‌تواند منجر به عدم دقت در شکل نهایی محصولات شده و صرف هزینه و زمان اضافی برای رفع مشکل را به‌دنبال داشته‌باشد. کالیبراسیون الکترومغناطیسی – استفاده از نیروی دافعه الکترومغناطیسی برای رفع تنش‌های پسماند الاستیک - یکی از جدید‌ترین روش‌هایی است که متخصصان برای مقابله با برگشت‌فنری ابداع کرده‌اند. علیرغم پژوهش‌هایی که در این زمینه انجام شده‌است، هنوز تحقیقات بیشتری لازم است تا این روش بتواند جایگاه خود را در صنعت پیدا کند. در تحقیق حاضر تلاش شده‌است تا با استفاده از یک سیم‌پیچ ابزار جدید، که دارای هسته مغناطیسی است، بازدهی و کارآمدی روش کالیبراسیون الکترومغناطیسی ارتقاء داده شود. این کار در دو بخش تجربی و شبیه‌سازی عددی انجام شده‌است. در بخش تجربی ابتدا یک ورق آلومینیومی تحت عملیات خم‌کاری قرار گرفته و مقدار برگشت‌فنری آن معین شد. سپس یک ابزار کالیبراسیون به‌روشی جدید که در آن از هسته مغناطیسی استفاده شده‌است، ساخته‌شد و به‌گونه‌ای در قالب خم‌کاری نصب گردید تا بتواند عملیات کالیبراسیون را درحین خم‌کاری انجام دهد. تست‌های تجربی با صرف مقادیر مختلف انرژی الکتریکی انجام شده و داده‌های خروجی جمع آوری گردیده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. در بخش شبیه‌سازی یک مدل المان محدود متشکل از چهاربخش مجزا و مرتبط تهیه شد که طبق یک الگوریتم معین کل فرآیند خم‌کاری - کالیبراسیون - باربرداری را شبیه‌سازی می‌نماید. ابتدا اعتبار این مدل‌ با شبیه‌سازی مجدد یک کار پژوهشی منتشر شده مورد بررسی و تایید قرار گرفت و سپس برای شبیه‌سازی فرآیند مورد بحث در پژوهش حاضر، مورد استفاده قرار گرفت. علاوه ‌برآن، چهار فاکتور انرژی شارژ خازن، تعداد حلقه‌های سیم‌پیچ، فاصله هوایی میان هسته و سطح ورق و زاویه هسته، موثر بر نتیجه تشخیص داده شده و برای بررسی اثر هرکدام و یافتن مقادیر بهینه، یک مجموعه آزمایش به روش سطح پاسخ طراحی شده و از طریق شبیه‌سازی آن‌ها، مقدار زاویه نهایی خم (پاسخ) برای هرکدام به‌دست آمد. تحلیل آماری نتایج نشان داد که افزایش مقدار انرژی شارژ و تعداد حلقه‌های سیم‌پیچ منجر به کاهش مقدار برگشت‌فنری شده و با افزایش مقادیر فاصله هوایی و زاویه هسته مقدار زاویه برگشت‌فنری ابتدا کاهش و سپس افزایش خواهد یافت. نتایج هر دو بخش تجربی و شبیه‌سازی عددی ضمن همخوانی مناسب با یکدیگر، نشان دادند که سیم‌پیچ ابزار جدید به طور قابل توجهی بازدهی و سهولت کاربرد عملیات کالیبراسیون الکترومغناطیسی را بهبود می‌بخشد. در مقایسه با کارهای پژوهشی منتشر شده، کالیبراسیون زوایای خم برای قطعه‌کارهای مشابه، به‌طور متوسط با صرف حدود 4/47 درصد انرژی کمتر انجام شد، ضمن اینکه به دلیل تمرکز میدان مغناطیسی بر موضع مورد نظر، اثر نامطلوبی بر اجزای قالب ایجاد نشده و هیچ‌گونه اعوجاجی نیز در قطعات مشاهده نشد. علاوه بر این، سیم پیچ ابزار جدید اجازه می‌دهد تا عملیات کالیبراسیون در حین فرآیند خم‌کاری بدون تغییر هندسه یا مواد اولیه اجزای قالب انجام شود، که با استفاده از سیم‌پیچ‌های بدون هسته، اگر غیرممکن نباشد، بسیار دشوار است.