استخراج محدوده بهينه پارامترهاي فرآيند شكل دهي غلتكي با كمينه سازي كرنش طولي و برگشت فنري با نمودارهاي كانتوري

Extraction of the Optimal Range of Roll Forming Process Parameters Via Minimizing of the Longitudinal Strain and Spring Back Using Contour Plots

در اين تحقيق فرآيند شكل ­دهي غلتكي سرد مقاطع U شكل با روش اجزا محدود تحليل شده است و تاثير پارامترهاي فرآيند بر كرنش طولي و برگشت فنري با استفاده از مدل رويه پاسخ بررسي شده است. سپس با استفاده از نمودارهاي كانتوري، محدوده بهينه پارامترها استخراج شده است. مدل اجزاي محدود با استفاده از نتايج تجربي مورد تاييد قرار گرفته است. آزمايش­هاي لازم با استفاده از طرح مركب مركزي طراحي شده­ است. قطر غلتك، سرعت خطي ورق­، فاصله و تعداد ايستگاه­ها به عنوان متغيرهاي ورودي و برگشت فنري و كرنش طولي پلاستيكي ميانگين، به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شده ­اند. نتايج بدست آمده نشان مي­دهد كه روش رويه پاسخ با دقت قابل قبولي تاثير پارامترهاي ورودي بر توابع پاسخ را مدل­سازي مي­كند. مطابق با مدل بدست آمده، افزايش تعداد ايستگاه­ها و قطر غلتك­ها منجر به افزايش دقت زاويه­ اي يا كاهش برگشت فنري و افزايش سرعت خطي ورق باعث افزايش برگشت فنري مي­شود. افزايش فاصله ايستگاه­ها و قطر غلتك­ها باعث كاهش كرنش طولي پلاستيكي ميانگين و افزايش سرعت خطي ورق باعث افزايش كرنش طولي پلاستيكي ميانگين مي ­شود.

In this study, U section cold roll forming process has been analyzed by finite element (FE) method and the effect of the process parameters on the longitudinal strain and spring back has been investigated using response surface method (RSM). Then optimized range of the parameters have been determined using the contour plots. The FE model has been verified using the experimental results. Required experiments have been designed using central composite design. In this design roll diameter, linear velocity of the blank and distance and number of stands are considered as input variables and spring back and maximum plastic longitudinal strain are considered as response functions. Results show that the RSM models the effect of input parameters on the response functions with acceptable precision. According to obtained model, increasing distance the stands and rolls diameters cause to decrease of the spring back or increase the angular precision and increasing of the linear velocity of the sheet leads to increasing the spring back. Increasing stands distance and roll diameter, lead to decreasing the average plastic longitudinal strain and increasing the linear velocity the sheet leads to increasing the average plastic longitudinal strain. Also optimization results represent decreasing of the spring back and maximum plastic longitudinal strain.