شکل دهی فلز و روش المان محدود (Shiro Kobayashi)

metal forming

and the finite element method

Shiro Kobayashi

شرح :  

شکل دهی فلز و روش المان محدود (Shiro Kobayashi) : علم شکل دادن فلزات علمی است که در آن اصول و روش های تغییر شکل فلزات شکل پذیر، با اعمال نیرو به آن بررسی می شود. شکل دادن در حالت مذاب مربوط به ریخته گری می شود. دیدگاه متالورژیکی به درون ماده می پردازد مثل اتم ها، عیوب شبکه و.. عیوب در تغییرشکل اهمیت زیادی دارد، به عبارتی به آن کمک می کند. اما دیدگاه مکانیکی به درون ماده کاری ندارد و به تاسیر نیروها، گشتاورها در تنش و کرنش می پردازد. این درس به دیدگاه مکانیکی مربوط است. از این جهت فرقی نمی کند که شکل دادن فلزات را در نظر بگیریم یا شکل دادن مواد. زیرا به ساختار مولکولی، دانه ها، مرزدانه ها و عیوب کاری نداریم. مقدمه ی مهم این درس استاتیک است یعنی حالت تعادل پایدار. اما ممکن است نیروهای دینامیکی داشته باشیم مثل ضربه زدن. در این حالت شتاب نیز داریم که بر ماده اثر خواهد گذاشت. در حالت تعادل، اتم ها در یک فاصله ی تعادلی از هم قرار دارند. هر گونه عاملی که بخواهد این تعادل را به هم بزند، تنش نام دارد. میزان جابجایی این ذرات کرنش است. به عبارت دیگر حالتی که تمایل دارد اتم ها را در این وضعیت حفظ کند، تنش نام دارد. یکی از مباحث مهم در شکل دادن دمای کار کردن است که هم در دیدگاه مکانیکی و هم در دیدگاه متالورژیکی مطرح است. امروزه در زمینه تکنولوژی شکل دادن فلزات، همانند سایر زمینه ها، با استفاده از جمع آوری تحقیقات علمی و تجربه های عملی به دست آمده در مراکز پژوهشی و هم چنین مراکز صنعتی، به ویژه در کشور های صنعتی پیشرفت هایی حاصل شده است که همگی افزایش کیفیت و کمیت محصول شده است . هر فرآیند شکل دادن فلزات شامل تمام متغییرهای ورودی، از قبیل جنس قطعه یا شمش  اولیه و هندسی آن، ابزار شکل دادن (از لحاظ ماده و هندسه آن)، شرایط موجود در فصل مشترک ابزار و ماده، حالت تنش در منطقه تغییر شکل، نوع و نحوه کاربرد ابزار، خصوصیات محصول نهایی و نهایتا شرایط محیط کارگاه می شود. در فرآیند شکل دادن فلزات لازم است ارتباط بین ورودی و خروجی تاثیر متغییرهای فرآیند بر کیفیت محصول و مسایل اقتصادی آن مورد توجه قرار گیرد. کلید دست یابی به عملیات شکل دهی موفق، یعنی کسب محصول سالم با شکل و خواص مطلوب، مستلزم شناخت کافی در مورد سیلان فلز و کنترل آن است. عواملی مانند جهت سیلان فلز، مقدار تغییر شکل، درجه حرارت و سرعت تغییر شکل تاثیر فراوانی بر ریزساختار و خواص محصول دارند.