بررسی عددی و تجربی عرض ورق در فرایند شکل‌دهی غلتکی سرد لوله‌های فولادی با نسبت ضخامت به قطر بالا

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، جمهوری اسلامی ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، جمهوری اسلامی ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، جمهوری اسلامی ایران

4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، جمهوری اسلامی ایران

5 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، جمهوری اسلامی ایران

doi
10.48311/mme.2025.27743
چکیده

شکل‌دهی غلتکی سرد رایج‌ترین روش برای تولید لوله‌های فولادی است که در آن یک ورق فولادی از طریق مجموعه‌ای از ایستگاه‌های شکل‌دهی به‌تدریج دچار تغییرشکل می‌شود. برای دست­یابی به لوله‌هایی با کیفیت بالا، تعیین دقیق عرض ورق اولیه با در نظر گرفتن تغییرشکل‌های مورد نیاز ضروری است. در این مقاله، عرض ورق اولیه برای لوله‌های فولادی با نسبت ضخامت به قطر بالا بررسی می‌شود، که تأثیر ضخامت از پارامترهای مهم آن است. یک خط صنعتی شکل‌دهی غلتکی سرد با استفاده از نرم‌افزار تجاری اجزای محدود اباکوس شبیه‌سازی شده است. محیط ورق تغییر شکل یافته و فاصله بین دو لبه آن در خط تولید اندازه‌گیری شد و با مقایسه نتایج آن با نتایج شبیه‌سازی اجزای محدود، صحت مدل اجزای محدود مورد تایید قرار گرفت. سپس، عرض ورق اولیه مناسب برای تولید لوله‌هایی از جنس فولاد St37  با قطر خارجی 1/219  میلی‌متر و ضخامت‌های ۶، ۱۰ و ۱۴ میلی‌متر تعیین گردید. تعیین عرض ورق اولیه با در نظر گرفتن معیارهایی مانند محیط خارجی لوله، کرنش طولی، توزیع انحنای نسبی و توزیع ضخامت ورق تغییر شکل یافته صورت پذیرفت نتایج نشان داد که افزایش ضخامت لوله از 6 میلی­متر به 14 میلی­متر منجر به افزایش میزان کاهش بهینه در مرحله پره‌ای از 4/1 درصد به 2 درصد می‌شود. بر این اساس، عرض ورق اولیه مناسب و بهینه برای لوله­های جدار ضخیم نسبت به مقاطع جدار نازک کوچک­تر می­باشد.