آخر الأخبار
دراسة عددية وتجريبية لسلوك ألواح الفولاذ على آلات الدرفلة
2024, issue 65, Cite as
Numerical and experimental study of the behavior of steel plates on rolling mills
| authors |
Dr. Engineer Youssef Samir Deeb |
| Abstract |
Sheet rolling is the process of bending metal sheets as desired using forming rollers. Sheet rolling is the most widely used technique for obtaining asymmetric hollow shapes. The process of winding cylinders is considered very important in manufacturing industries to produce large and thick parts such as the conical shape of a turbine engine, a wind turbine tower, etc.,...It is necessary to wrap metal sheets smoothly, safely, without cracks and damage for a long time. During the rolling of metal sheets, the pressure and tension in the sheets change. It is important that stress and strain are within the limits of the properties of the materials used and the safety factor required by engineering applications. There must be a maximum vertical displacement of the upper roller allowed without endangering the workpiece obtained. The winding process is mainly related to the calculation of the positions of the upper roller and the stress and pressure generated during the displacement of the upper roller for different thicknesses of sheet metal. In this study, a dynamic three-dimensional finite element (FEA) model of the winding process was developed using (CATIAV5) and (ANSYS) software. The obtained modeling and simulation results were compared with the experimental results of the winding machine. It was observed from the modeling and simulation results that the maximum vertical displacement of the upper cylinder allowed without cracking in the plate was at mm (10). By comparing the modeling and simulation results with the experimental results, it was noted that the stress values correspond to a maximum variation of (8.4%), which confirms the validity of the modeling and simulation results (FEA). The maximum vertical displacement of the upper cylinder is mm (10), where the Von mises stress is less than the stress value of the steel plate material studied.
Keywords: Modeling and simulation, finite element method, bending, stresses, strains.
|
| الكاتب |
الدكتور المهندس يوسف سمير ديب - كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية – جامعة تشرين |
| الملخص |
لفّ الصفائح هو عبارة عن حني الألواح المعدنية حسب الرغبة باستخدام درافيل التشكيل. تعد عملية لفّ الصفائح أكثر التقنيات المستخدمة على نطاق واسع للحصول على الأشكال المجوفة غير المتماثلة. إذ تعتبر عملية لفّ الأسطوانات هامة جداً في الصناعات التحويلية لإنتاج أجزاء كبيرة وسميكة مثل الشكل المخروطي لمحرك التوربينات وبرج توربينات الرياح.....إلخ، إذ أنّه من الضروري لفّ الصفائح المعدنية بسلاسة وأمان ودون تشققات وأضرار لفترة طويلة. إذ يتغير أثناء لفّ الصفائح المعدنية الضغط والشد في الصفائح. من المهم أن يكون الإجهاد والانفعال ضمن حدود خصائص المواد المستخدمة وعامل الأمان الذي تتطلبه التطبيقات الهندسية. يجب أن يكون هناك حد أقصى للإزاحة الرأسية للأسطوانة العلوية المسموح بها دون تعريض قطعة العمل التي تم الحصول عليها للخطر. ترتبط عملية اللف بشكل أساسي بحساب مواضع الأسطوانة العلوية والإجهاد والضغط الناتجين أثناء إزاحة الأسطوانة العلوية لسماكات مختلفة للصفائح المعدنية. تم في هذه الدراسة تطوير نموذج العناصر المنتهية الديناميكية ثلاثية الأبعاد (FEA) لعملية اللف باستخدام برنامج (CATIAV5) و (ANSYS). تم مقارنة نتائج النمذجة والمحاكاة التي تم الحصول عليها مع النتائج التجريبية لآلة اللف. لُوحظ من نتائج النمذجة والمحاكاة أن الحد الأقصى للإزاحة الرأسية للأسطوانة العلوية المسموح بها دون حدوث تشقق في اللوح كانت عند mm (10). وبمقارنة نتائج النمذجة والمحاكاة مع النتائج التجريبية لُوحظ أن قيم الإجهاد متوافقة مع أقصى تباين بنسبة %(8.4)، ممّا يؤكد صحة نتائج النمذجة والمحاكاة (FEA). كان الحد الأقصى للإزاحة الرأسية للأسطوانة العلوية هوmm (10)، حيث كان إجهاد (Von mises) أقل من قيمة إجهاد مادة اللوح الفولاذي المدروس. الكلمات المفتاحية: النمذجة والمحاكاة، طريقة العناصر المنتهية، الانحناء، الإجهادات، الانفعالات.
|
