بهينه سازي و بررسي پارامترهاي فرايندي موثر بر ايكپ مداوم با استفاده از روش سطح پاسخ، مطالعه موردي: ميله آلومينيومي 7075

Optimization and Investigation of Effective Parameters in ECAP-Conform Process Using Response Surface Method, Case Study: AA7075 Rod

فرايند ايكپ مداوم، روشي نسبتا جديد و كمتر شناخته شده‌ است كه باعث بهبود خواص مكانيكي ماده مي‌شود. در پژوهش حاضر، به بررسي پارامترهاي موثر بر فرايند ايكپ مداوم آلياژ آلومينيومي 7075 پرداخته شده است. تاثير پارامترهاي ورودي شامل شعاع چرخ­دوار، زاويه­ي خم ميله، زاويه­هاي گوشه و كانال قالب، ضريب اصطكاك بين ميله و چرخ­دوار، ضريب اصطكاك بين ميله و قالب و نسبت ابعادي كانال قالب بر روي گشتاور فرايند، نيروي اعمالي بر قالب، ميزان تنش و كرنش پلاستيك موثر، ميزان انحناء ميله خروجي و يكنواختي توزيع كرنش در سطح مقطع ميله به عنوان پارامترهاي خروجي بررسي مي­شود. طراحي آزمايش­ها براساس روش سطح پاسخ در نرم­افزار ميني­تب اجرا و شبيه­سازي آن­ها با استفاده از نرم­افزار آباكوس انجام شده است. به منظور صحت­سنجي، استحكام محصول پس از اجراي فرايند ايكپ مداوم ميله آلومينيومي 7075 مورد بررسي و خطاي 7/5 درصدي مشاهده شد. مشخص شد كه پارامترهاي زواياي كانال قالب و ضريب اصطكاك بين ميله و قالب بر روي تمامي پاسخ­ها تاثيري معني‌دار دارد. مقادير بهينه اين فرايند با هدف دستيابي به ميزان حداكثر استحكام، حداقل گشتاور و انحناي ميله و همچنين دستيابي به توزيع كرنش يكنواخت­تر براي پارامترهاي ورودي بدست آمده است.

The ECAP-Conform is one of the newest and less known processes that improve mechanical properties. In the present study, the effective parameters of the ECAP-Conform process for AA7075 have been investigated. Influence of parameters such as roller radius, bending angle, die channel angles, rod/roll friction coefficient, rod/die friction coefficient, and the aspect ratio of the die groove on the torque, the applied force on the die, the stress, and the effective plastic strain, the output rod curvature, and the strain distribution uniformity have been investigated. The design of experiments was carried out based on the response surface method by the Minitab software, and simulations were performed using the ABAQUS software. To validate the FEM, the ECAP-Conform process of AA7075 rod was performed and the comparison of experimental and numerical results have acceptable compliance (7.5% error). It was found that the die channel angles and the rod/die friction coefficient have a more significant effect on all responses. Moreover, to maximize the imposed strain and strength, and to minimize the process torque and curvature, as well as achieve a uniform distribution of strain, the optimal output parameters have been obtained.