بررسی المان محدود 2.5 بعدی فرآیند ماشینکاری کرایژونیک با سرعت بالا

شبیه سازی فرآیند ماشینکاری کرایژونیک به علت نیاز به استفاده از مدل سه بعدی در روش المان محدود و همچنین بالا بودن زمان حل، همواره با محدودیت هایی مواجه بوده و کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. برای رفع این محدودیت در پژوهش حاضر، یک مدل المان محدود 2/5 بعدی در نرم افزار ABAQUS برای مطالعه فرآیند ماشینکاری کرایژونیک توسعه داده شده و با مدنظر قرار دادن فرضیات واقعبینانهتری، فرآیند تشکیل براده شبیه سازی شده است. در این روش از نیتروژن مایع به عنوان خنک کننده استفاده می شود. در مدلسازی اصطکاک در طول تداخل ابزار- براده از قانون کولمب استفاده شده است. جهت شبیه سازی رفتار پلاستیسیته و معیار شکست مدل جانسون-کوک استفاده شده و بر خلاف حقیقات قبلی، خواص مکانیکی و حرارتی مواد به صورت تابعی از دما در نرمافزار اعمال شده است. پس از بررسی صحت نتایج مدل ارایه شده با نتایج تجربی موجود، با استفاده از حل دینامیکی کوپل حرارتی- جابجایی تاثیر پارامترهای زاویه براده ابزار و سرعت براده برداری و همچنین ماشینکاری خشک بر تشکیل براده در آلیاژ آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد در سرعت پیشروی 10 m/s خنک کاری کرایژونیک باعث کاهش 60 درصدی دمای ابزار نسبت به خنک کاری معمولی میشود. همچنین، در ماشینکاری کرایژونیک بر خلاف ماشینکاری خشک براده به صورت پیوسته ایجاد شده و دچار شکستگی نمی شوند

Keywords:

ماشینکاری کرایژونیک , المان محدود , نیتروژن مایع , تحلیل کوپله دینامیکی- حرارتی