Έλαση μορφής σύνθετου μεταλλικού υλικού κονιομεταλλουργίας:πειραματική ανάπτυξη και αριθμητική προσομοίωση

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η έλαση μορφής σύνθετου μεταλλικού υλικού κονιομεταλλουργίας που αποτελείται από συμπαγές μόλυβδο και πούδρα αλουμίνας με σκοπό να ερευνηθεί η δυνατότητα συσσωμάτωσης των δύο υλικών μέσω πειραματικής διαδικασίας. Επίσης, ερευνήθηκε η δυνατότητα επιτυχημένης αριθμητικής προσομοίωσης της κατεργασίας με τον κώδικα LS-Dyna. Στο 1ο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις κατεργασίες διαμόρφωσης και στη συνέχεια σε όλα τα χαρακτηριστικά της κατεργασίας της έλασης. Εν συνεχεία το κεφάλαιο εστιάζει στην έλαση μορφής και τα κυριότερα σημεία της. Στο 2ο κεφάλαιο γίνεται μία περιγραφή της μεθόδου PIT(Powder-In-Tube) η οποία αποτελεί τεχνική της κονιομεταλλουργίας και την οποία χρησιμοποιούμε στη πειραματική διαδικασία της εργασίας . Στο 3ο κεφάλαιο περιγράφεται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων (FEM), γίνεται αναφορά στη γένεση πλέγματος, και στα είδη ανάλυσης που μπορούν να πραγματοποιηθούν με αυτή τη μέθοδο. Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο εξοπλισμός του εργαστηρίου και γίνεται αναφορά στην προετοιμασία των πειραμάτων.Εν συνεχεία ακολουθεί η εκτέλεση τους και καταγράφονται τα διαγράμματα που προκύπτουν από τη διαδικασία. Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο σχεδιασμός του μοντέλου της έλασης μορφής με το πακέτο σχεδιασμού Solidworks. Έπειτα αναλύεται η αριθμητική προσομοίωση έλασης μορφής συμπαγούς μολύβδου καθώς και έλασης μορφής μολύβδου με οπή και πούδρα αλουμίνας στο εσωτερικό, με το πακέτο FΕΜ LS-Dyna. Στο 6ο κεφάλαιο συγκεντρώνονται τα αποτελέσματα και γίνεται η σύγκριση μεταξύ πειραμάτων και αριθμητικών προσομοιώσεων. Επίσης αναφέρονται τα συμπεράσματα της διαδικασίας που ακολουθήθηκε και παρατίθενται χρήσιμες παρατηρήσεις. Τέλος, στο παράρτημα της εργασίας παρατίθεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε για την εκπόνησή της.

The aim of this thesis is the roll forming of composite metal powder metallurgy material consisting of solid lead and alumina powder in order to investigate the aggregation of the two materials by an experimental procedure. Also investigated the possibility of successful numerical simulation of treatment with the LS-Dyna code. In the first chapter there is reference to the molding and then all the features of the treatment of rolling. Then the chapter focuses on roll forming and the main points. The second chapter describes the method PIT (Powder-In-Tube) which is a technique of powder metallurgy and which we use in the experimental work process. The third chapter describes the finite element method (FEM), referring to the mesh genesis and the kinds of analysis that can be performed with this method. The fourth chapter presents the laboratory equipment and also is made reference in the preparation of the experiments. Then follows the execution of the experiments and illustrated the diagrams resulting from the process. The fifth chapter presents the design of the model of roll forming with the design package Solidworks. At next the numerical simulation is analyzedfor both of solid roll forming lead and roll forming lead with hole and alumina powder inside The FEM package LS-Dyna is used. The sixth chapter brings together the results and the comparison between experiments and numerical simulations. Also state the conclusions of the procedure followed and extracted helpful comments. Finally, in the appendix of the paper, is presented the literature used to the report.