نرم‌ افزار Deform برای مدل سازی فرآیند اکستروژن آلومینیوم، سه گزینه را در اختیار کاربر قرار می‌دهد.

     روش لاگرانژی (Updated Lagrangian-UL)

در این روش، پروسه اکستروژن شبیه به اتفاقی که در واقعیت رخ می‌دهد، شبیه‌سازی خواهد شد. به این منظور شمش(Billet) آلومینیوم به شکل اولیه خود درون کانتینر(Container) قرار گرفته و سپس توسط پرس درون قالب تزریق شده تا شکل نهایی قالب را بگیرد. با این روش می‌توان مدل نیرو‌-‌جابجایی پروفیل آلومینیوم را به‌دست آورد. همچنین نحوه پر شدن راهگاه‌های مواد (مواد خورها)، تاثیرات نهایی روی قالب و پیش‌بینی خطوط جوش روی پروفیل، از دیگر موارد قابل مشاهده در روش UL است. مش ‌بندی‌های متوالی، به‌خصوص بعد از پر شدن کامل راهگاه‌ها و در زمان ورود جریان ماده به درون Bearing، یکی از عوامل افزایش زمان حل در شبیه‌سازی UL است.

 

ٍِDeform Extrusion

 

مراحل شبیه سازی اکستروژن به روشa .UL) شمش اولیه، (b) اکسترود پایه‌ها، (c) جریان ماده در محل جوش، (d) شکل گیری نهایی پروفیل

 

Deform UL

 

مشاهده شکل گیری خطوط جوش(خطوط قرمز) در روش UL

 

روش Arbitrary Lagrangian Eulerian-ALE

روش ALE براساس حالت گذرا UL پایه‌ریزی شده، با این تفاوت که دیگر احتیاجی به مش‌بندی مجدد نخواهد بود. برای انجام این مدل از تحلیل، ابتدا شمش(Billet) به نحوی مدل‌سازی می شود که مقداری اکسترود شده باشد، یعنی پروفیل کمی از قالب خارج شده و درون قالب را کاملا پر کرده باشد. نیروی مورد نیاز پرس، شکل پروفیل اکسترود شده، انحراف پروفیل در هنگام خروج از قالب و متغیرهای حالت پایدار، اصلی‌­ترین خروجی ‌های روشALE هستند.

 

روش حالت پایدارSteady State-SS

این یک روش تک مرحله‌ای(بدون زمان) است، که مسئله را با فرض رفتار پایدار تحلیل می‌کند. نیروی مورد نیاز پرس و شکل نهایی/انحراف پروفیل، خروجی ‌های اصلی روش SS است.

 

خطوط جوش زمانی قابل مشاهده است که تحلیل به روش UL و پر شدن راهگاه ها به‌طور کامل شبیه‌ سازی شود. در روش ‌های ALE و SS به‌دلیل این که پیش طراحی شمش به‌صورت قالب کاملا پرشده فرض می ‌گردد، امکان پیش‌ بینی خطوط جوش وجود ندارد. همچنین روش لاگرانژی تنها روشی است که امکان پیش ‌بینی شکل نهایی پروفیل را می‌ دهد.

در نمودار زیر منحنی نیرو-جابجایی برای هر سه روش نشان داده شده است. منحنیUL تغییرات نیرو را از ابتدای دهانه ورودی سنبه(قالب) تا مرحله خروج از قالب نشان می دهد. دو روش دیگر این امکان را به‌دلیل نوع طراحی شمش اولیه نمی ‌دهند. در نتیجه فقط نیروی نهایی روی پرس قابل مشاهده است، نه تغییرات آن در طول فرآیند اکستروژن. اگر شبیه ‌سازی به روش UL را تا انتها ادامه دهیم، باید منحنی نیرو-جابجایی در این روش نیز با دو منحنی دیگر همگرا شود.

در هر دو روشALE و SS خروجی شمش به‌صورت کاملا مستقیم طراحی می‌ شود و بعد از تحلیل، میزان انحراف و جهت انحراف به‌دست می‌ آید. شکل زیر همین نتیجه را نشان می ‌دهد، و خروجی هر دو روش بسیار نزدیک به یکدیگر هستند. اگر در روشUL شبیه سازی را به مدت کافی ادامه دهیم، نتیجه آن نیز باید بسیار نزدیک به نتیجه دو روش دیگر باشد.

ترجمه شده توسط تیم پلیمرپلاس (Polymerplus.ir)

انتشار مطالب با ذکر نام پلیمرپلاس و لینک این صفحه بلامانع است.

مطالب مرتبط:

مطالب آموزشی