تحلیل مکانیزم تغییر شکل در فرآیند اصلاح خم لوله به روش حرارت دهی موضعی

در روش حرارت دهی موضعی، ناحیه کوچکی از سطح یک قطعه فلزی توسط مشعل گازی، لیزر یا پیچه القایی، به سرعت تا دمای کمتر از دمای بحرانی (ACl) گرم و سپس سرد می شود. ناحیه حرارت دیده، دچار کرنش پلاستیک فشاری شده و قطعه تغییر شکل می یابد. از این روش معمولا به صورت سعی و خطا برای اصلاح خم محورها، قطعات پل، سازه کشتی و ... استفاده می شود. مکانیزم اصلاح خم متداول در صنایع، شامل ایجاد مکانیزم گرادیان حرارتی (TOM) و کوتاه شدگی موضعی است. پژوهش هایی برای اصلاح خم لوله های نازک (با ضخامت حداکثر 2 میلی متر) با ایجاد کوتاه شدگی موضعی توسط لیزر منتشر شده است. همچنین گزارشی از آزمون های انجام شده برای اصلاح خم لوله های ضخیم با حرارت دهی خطی (حرکت منبع حرارت در امتداد مسیر معین) نیز منتشر شده که پیچیدگی اجرایی زیادی داشته است. هدف این پژوهش، بهبود خمش لوله در روش حرارت دهی موضعی و ساده تر شدن روش اصلاح خم لوله ها بوده است. برای بیشینه نمودن خمش، از گسترش مکانیزم کوتاه شدگی در دیواره لوله ضخیم فولادی استفاده شده است. برای دستیابی به این امر از فرآیند شبیه سازی به روش اجزاء محدود و بهینه سازی به روش تجمع ژنتیک استفاده شده است. نتایج نشان دهنده افزایش قابل توجه خمش لوله نسبت به روش متداول حرارت دهی موضعی است. همچنین تغییرات مقدار بیشینه خمش در لوله هایی با ضخامت مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. برای ارزیابی نتایج، از آزمون حرارت دهی موضعی توسط مشعل اکسی استیلن استفاده شده است.

Keywords:

اصلاح خم لوله , حرارت دهی موضعی , شکل دهی , روش اجزاء محدود