بررسي و آناليز عددي فرايند نورد حلقه¬اي داغ

Investigation and Numerical Analysis of Hot Ring Rolling Process

نورد حلقه يكي از فرايندهاي پركاربرد جهت توليد رينگ¬هاي بدون درز جوش به‌خصوص در رينگ¬هاي با قطر بالا است. اين فرايند غيرخطي و به‌شدت ناپايدار است. در اين مقاله فرايند نورد حلقه¬اي داغ، به‌صورت مدل سه‌بعدي كوپل حرارتي¬- مكانيكي، به كمك نرم¬افزار المان محدود شبيه‌سازي گرديد. پيش از حل مسئله، براي صحه‌گذاري روش تحليل انتخاب شده با استفاده از نرم¬افزار المان محدود (آباكوس)، نتايج عددي با نظريه¬هاي تئوري المان محدود مقايسه گرديد و مور تأييد قرار گرفت. سپس، تأثير دماي اوليه¬ي قطعه، در دماهاي زير تبلور مجدد و دماهاي بالاتر از آن، بر كيفيت نهايي محصول و يكنواخت بودن ريزساختار دانه¬اي، بررسي شد. نتيجه گرفته شد كه با بالا بردن دماي فرايند، نيروهاي لازم جهت انجام فرايند پايين مي‌آيد و يكنواختي ساختار آن كاهش مي‏يابد. سرانجام، دماي بهينه¬ي فرايند محاسبه شد.

The Ring Rolling process is widely used for manufacturing of large-size seamless ring. This process is very nonlinear and unstable. In this paper a 3D finite element coupled thermo-mechanical model is used to simulate the hot ring rolling process. Before investigation of the results, the modeling implemented in ABAQUS Explicit, the model is verified using the theories of finite element method. In this article, the influence of workpiece temperature above and below the recrystallization temperature on the micro structure uniformity and product quality was investigated. It was observed that, the higher workpiece temperature reduces the amount of required forces in the process and reduces the uniformity of the micro structure. Finally, the optimum working temperature was determined.