پایان نامه - فرآیند شکل دهی انفجاری در مقاطع جدار نازک

چکیده:

در کنار روشهای معمول شکل دهی فلزات، یک سری از روشها به انرژی بالایی برای شکل دادن نیازدارند. که اصطلاحا به این روشها، روشهای شکل دهی بانرخ انرژی بالا می باشد که منبع تامین کننده آن ماده منفجره می باشد.

فرآیند های شکل دهی ورق  که در آنها از انرژی الکتریکی، شیمیایی و مغناطیسی استفاده می شود. به عنوان فرآیندهای شکل دهی با انرژی بالا (HERF) نامیده می شوند. زیرا این انرژی فرآیند در مدت زمان بسیار کوتاهی آزاد می شود. تعدادی از این فرآیندها که در صنایع خاص بکار گرفته می شود به قرار زیر است.

- شکل دهی انفجاری

- شکل دهی الکتروهیدرولیک

- شکل دهی الکترومگنتیک

استفاده ازانرژی خرجهای انفجاری درشکل دهی، اتصال، ساخت وتصحیح ابعادی قطعات درصنایع نظامی وهوا فضا کاربرد گسترده ای یافته است.

در پاره ای از موارد سیال وجود ندارد وماده منفجره درتماس با قطعه کاراست.تغییرشکل درفلز می تواند به صورت آزاد ویابا استفاده ازیک قالب صورت گیرد.تفاوت این دوحالت این است که هنگام استفاده ازقالب، قطعه اجبارا شکل قالب را به خود می گیرد. یکی ازموارد کاربرد این روش، شکل دهی انفجاری پوسته ها است با توجه به این که پوسته ها کاربرد فراوانی درصنایع دارند، شکل دهی آن همواره مورد توجه بوده است.

در این پایان نامه ما به شرح فرآیند شکل دهی انفجاری در  مقاطع جدار نازک، معایا و مزایا، خرج های انفجار و تنش کرنش های بوجود آمده از فرایند شکل دهی انفجاری، همچنین محاسبات مربوط به این فرآیند می پردازیم.کاربرد وسیع پوسته ها با اشکال مختلف وبا دقت ابعادی گوناگون، شناخت روشهای شکل دهی پوسته ها را ضروری می کند. جدا از کاربرد پوسته ها درصنایع غیرنظامی، پوسته های استوانه ای که در صنایع هوافضا (نظیرصنایع موشکی) کاربرد دارند، به دلیل داشتن اشکال نسبتا پیچیده وتلورانس های بالا از اهمیت ویژه ای برخوردارهستند. که اغلب برای شکل دادن این پوسته های استوانه ای، ازروش های شکل دهی با نرخ انرژی بالا مثل شکل دهی انفجاری استفاده می شود.

آنچه در این پایان نامه خواهید دید:

فصل اول، آشنایی با مفاهیم اولیه فرآیند شکل دهی انفجاری

1-1- مقدمه

1-1-1- فواید و معایب شکل دهی انفجاری ورق های جدار نازک 

1-2- مروری بر پیشینه تحقیقات و در زمینه فرآیند شکل دهی انفجاری ورق های جدار نازک

فصل دوم، روش تحقیق

2-1- مواد منفجره در فرآیند شکل دهی انفجاری ورق های جدار نازک

2-1-1- طبقه بندی مواد منفجره در فرآیند شکل دهی انفجاری 

2-2- فرآیند انفجار در شکل دهی انفجاری ورق های جدار نازک 

2-2-1- سرعت انفجار 

2-2-2- زمان انفجار 

2-3- شکل های مختلف خرج انفجار 

2-3-1- خرج کروی 

2-3-2- خرج خطی با طول محدود یا خرج ریسمانی 

2-3-3- خرج های استوانه ای 

2-3-4- خرج های صفحه ای 

2-4- شکل پذیری آلیاژهای مهندسی

2-5- سیستم های عملیات شکل دهی انفجاری

2-6- دسته بندی عملیات استقرار در فاصله 

2-6-1- سیستم های محدود شده

2-6-2- سیستم محدود نشده (باز)

2-7- پیش فرم اولیه قطعه کار (بلانک) 

2-8- پیش شکل دهی انفجاری پوسته های کروی

2-8-1- تانک شکل دهی انفجاری

2-9- تنوع قطعات تولیدی به کمک عملیات استقرار در فاصله مناسب 

2-10- قطعات مسطح ساخته شده با فرایند شکل دهی انفجاری 

2-10-1- شکل دهی و اندازش قطعات کروی یا جامی شکل

2-10-2- شکل دهی و اندازش قطعات سیلندری

2-11- محاسبات مربوط به شکل دهی انفجاری و بررسی اثر تنش و نرخ کرنش بر تغییر شکل و شکست

پوسته های جدار نازک فلزی تحت بارگذاری انفجاری 

2-11-1- رفتار مواد به نرخ کرنش

2-11-2- روابط انفجار

2-11-3- طراحی و پیاده سازی نمونه آزمایش ها

2-11-3-1- آزمون های هیدرواستاتیکی 

2-11-3-2- آزمون های انفجاری 

2-12- تاثیر شکل دهی انفجاری بر خواص مکانیکی و متالورژیکی ورق های جدار نازک 

2-12-1- سختی 

2-12-2- استحکام

2-12-3- چقرمگی شکست 

2-12-4- تاثیر متالوژیکی امواج شوک در فلزات

2-13- مدلسازی امواج شوک در فلزات 

2-14- شبیه سازی فرآیند شکل دهی ورقهای فلزی بکمک انفجار مخلوط گاز با نرم افزارABAQUS      

2-14-1- شرح فرآیند

2-14-2- سوخت گاز و سرعت شعله

2-14-3- فشار موج حاصل از انفجار گاز بر حسب زمان 

2-14-4- آزمایش های انجام شده

2-14-4-1- شرح دستگاه های شکل دهی انفجار مخلوط گاز

2-14-4-2- کار تجربی 

2-14-5- شبیه سازی فرآیند

2-14-6- نتایج بدست آمده و بحث روی نتایج

فصل سوم، نتیجه گیری

3-1- نتیجه گیری از مطالعات انجام شده 

فصل چهارم، پیشنهادات

4-1- مطالب پیشنهادی با استفاده از نتایج حاصله

فهرست منابع