نویسنده
طالب، نایف احمد
تاریخ انتشار
2019-01-03
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
27c672a0-51fb-47b0-95e2-fc12e07915a0
محل کتابخانه
گروه مهندسی مکانیک
تاریخ
2019-01-03
متن نمونه
اکستروژن روش اصلی تولید نوارهای لاستیکی هوا در صنایع خودروسازی است. کیفیت محصول به عوامل زیادی بستگی دارد که شامل پارامترهای طراحی قالب، متغیرهای پردازش و رفتار رئولوژیکی مواد مورد استفاده میشود. از سوی دیگر، جریان ترکیب لاستیک به دلیل رفتار نازک شدن برشی و ویژگی ویسکوالاستیک بالای این ماده پیچیده است. بنابراین، گنجاندن بسیاری از عوامل، که بر کیفیت محصول در طول فرآیند اکستروژن تأثیر دارند، باعث میشود که رابطه بین طراحی قالب و میدان جریان غیر شهودی باشد. طراحی قالب مرسوم فعلی از فرآیند آزمون-خطا استفاده می کند که طی آن قالب تولید شده در چندین آزمایش مجدداً کار می شود تا کیفیت محصول مورد نیاز تضمین شود. بنابراین، تبدیل آزمایش در حال اجرا به یک آزمایش مجازی با اتخاذ مدلسازی عددی، یک روش قدرتمند است که منجر به کاهش مواد زاید و زمان میشود. علاوه بر این، می توان از آن برای تجزیه و تحلیل عمیق متغیرهای مواد رئولوژیکی در ترکیب با پارامترهای طراحی قالب برای ارزیابی تأثیر آنها بر کیفیت محصول استفاده کرد. در فرآیند اکستروژن مواد واکنش پذیر بالا مانند لاستیک، یافتن شرایط واکنش کمتر مهم است. این امر به دلیل دوره زمانی گرمایش عامل بسیار مهمی در کنترل تخریب پراکسید یا سوختن داخل قالب است. بنابراین، تخمین زمان ماند و دمای مواد برای یک طراحی قالب خاص، نقش مهمی در کنترل کیفیت محصولات دارد. در بخش اول بررسی ها، یک قالب اکستروژن ویژه مجهز به حسگر ویژه در مقیاس صنعتی طراحی شد. آزمایشهای اکستروژن در یک خط اکستروژن انجام شد و سرعت جریان، دما و فشار برای سرعت اکسترودر اندازهگیری شد. خواص رئولوژیکی ترکیب لاستیک پر شده با استفاده از یک رئومتر مویرگی (Rosand) در دماهای مختلف برای ارزیابی پارامترهای مواد مورد نیاز برای شبیهسازی عددی مشخص شد. ویژگی های پخت با استفاده از تحلیلگر فرآیند لاستیکی (RPA-2000) برای ساخت منحنی پخت در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. یک مدل سه بعدی برای مدلسازی جریان چسبناک غیر همدما از مذابهای لاستیکی مونومر اتیلن پروپیلن دی ان (EPDM) ایجاد شد. یک مدل کاملا غیر کشسان از طریق یک مدل قانون توان و یک روش اجزای محدود مخلوط برای حل جریان پیچیده در حوزه قالب اکستروژن در نظر گرفته شد. برای حل معادلات جریان و افزایش پایداری عددی از روش پتروف-گالرکین (PSPG) تثبیت شده با فشار و طرح عددی رو به باد/پتروف-گالرکین ساده استفاده شد. نتایج تأیید کرد که برای ترکیب لاستیکی EPDM، سرعت پیچ تأثیر قابلتوجهی بر افزایش دما و افت فشار در قالب اکستروژن دارد. تأثیر اتلاف ویسکوز بر رفتار حرارتی و پیشبینی افت فشار نیز مورد بحث قرار گرفت. زمان سوختگی بهدستآمده با زمان ماند تخمینی در حوزه جریان مقایسه شد تا تأثیر سرعت اکسترودر بر ویژگی پخت مشخص شود. نتایج نشان میدهد که نه ولکانیزاسیون زودرس و نه شروع سوزاندن در داخل حوزه جریان در محدوده سرعت اکسترودر مورد مطالعه وجود دارد. شاخص یکنواختی سرعت و خط جریان به ترتیب در خروجی قالب و کل دامنه جریان ارزیابی شد. تجزیه و تحلیل نتایج بهدستآمده توانایی طرح قالب پیشنهادی را برای تولید یک محصول عاری از نقص بدون خطر گردش یا ظاهر اعوجاج بزرگ تأیید کرد. اعتبار پیشبینی مدل با مقایسه بین نتایج شبیهسازی و تجربی تأیید شد. بخش دوم بررسی ها به مطالعه پدیده تورم که در حین اکستروژن لاستیک رخ می دهد اختصاص داشت. تورم اکسترود یک پدیده مهم است که در هنگام اکسترود شدن مواد ویسکوالاستیک بالا مانند لاستیک و ترکیبات لاستیک رخ می دهد. در این کار، اثرات زمان آرامش و حالت آرامش بر پیشبینی تورم با استفاده از یک مدل ویسکوالاستیک دیفرانسیل غیرخطی، یعنی مدل Giesekus، به طور سیستماتیک برای اکستروژن لاستیک استایرن-بوتادین (SBR) در قالب مویرگی مورد مطالعه قرار گرفت. شبیهسازی المان محدود سه بعدی، حالت پایدار برای پیشبینی تورم ارائه شد و با دادههای تجربی برای اعتبارسنجی مقایسه شد. توزیع سرعت، افت فشار و جریان گردشی در قالب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و از طریق شبیهسازی مورد بحث قرار گرفت. نتایج پیشبینی تورم نشان داد که حالت سه آرامش مدل Giesekus با طیف وسیعی از زمان آرامش، دادههای تجربی را بازتولید میکند. علاوه بر این، تعداد حالت آرامش و محدوده زمان آرامش تأثیر قابل توجهی بر جریان گردش خون در گوشه قالب و تأثیری بر سایر متغیرهای میدان داشت. پس از اعتبارسنجی مدل پیشنهادی، همین مدل بر روی اکستروژن مویرگی لاستیک EPDM که عمدتاً در نوار هواشناسی در صنایع خودروسازی استفاده میشود، اجرا شد. تورم لاستیک EPDM با تورم SBR مقایسه شد. نتایج بهدستآمده نشان داد که نسبت تورم EPDM برای همه پارامترهای مورد مطالعه کمتر از نسبت تورم SBR بود. این یافته توانایی مدل صرفا غیرکشسان فراخوانی را در مدلسازی این نوع مواد زمانی که یک اثر چسبناک غالب است تأیید میکند. تأثیر پارامتر طراحی قالب مانند طول قالب و لغزش در دیواره قالب بر روی تورم نیز مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در نهایت، مدل ویسکوالاستیک Giesekus مبتنی بر شبیهسازی ویسکوالاستیک برای مدلسازی تورم اکسترود در قالب اکستروژن در مقیاس صنعتی استفاده شد. مشخصات اکسترود پیش بینی شده با مشخصات پایه در خروجی قالب مقایسه شد. نتایج بهدستآمده نشاندهنده انحراف بسیار جزئی در پروفایل اکسترود از هندسه پایه در خروجی قالب است که طراحی قالب پیشنهادی را برای تولید ابعاد دقیق اکسترود بدون نیاز به اصلاح قالب تأیید میکند. میدان تنش سه بعدی در خروجی قالب مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرار گرفت تا تأثیر آنها بر تکامل برخی از عیوب مانند شکستگی مذاب یا عیوب سطحی ارزیابی شود. Ürün kalitesi، kalıbın ölçülerine، şüreç değişkenlerini و kullanılan malzemenin reolojik davranışını içeren birçok faktore bağlıdır. اوته یاندان، کائوچوک بیلهشیغینین آکیشی، هم بو مالزمنین ویسکوزیتسینین کایما اینچلمسی، هم د یوکسک ویسکوالاستیک شخصیتی بیرلیکته سرگیلمسی ندنییل کارماشیکتیر. Bu nedenle, ekstrüzyon işlemi sırasında ürün kalitesi üzerinde etkili olan birçok faktörün dahil edilmesi, kalıp tasarımı ile akış alanı arasındaki ilişkinin sezgisel olarak tahmin edilmesi. Mevcut konvansiyonel kalıp tasarımı بیر دنهمه یانیلما سورهسیندن اولوشور. کالیپ، ایستنن اورون کالیتسی ساغلانانا کادار دنهمه یانیلمالارا باغلی اولاراک ینیدن ایشلنیر. Bu nedenle, sayısal simulasyonlarla, denemeyi sanal bir hale dönüştürmek, atık malzeme ve zamanın azalmasına yol açan güçlü bir tasarım yöntemidir. Kalıp tasarımına ek olrak، simulasyonlar، reolojik parametrelerin ürün kalitesi üzerindeki etkilerini değerlendirmek için derinlemesine incelenebilir. Kauçuk gibi yüksek reaktif malzemelerin, ekstrüzyon sürecinde daha az reaktif olacakları koşullarda bulunmaları önemlidir. بو ندنله، مالزمنین کالیپ ایچینده کالما سورهسی، مالزمنین ویسکوز یسینما ایله یا دا کالیپتان آکان یسیا مروز کالما سورسینی اتکیلر و سونوچ اولارک پروکسیتین بوزونماسی، پولیمرین بوزونماسی ویا ژله ژلشبیلیتا گیله. Bu nedenle, sürecin termal kontrolü, ürün kalite kontrolünün anahtarıdır. Araştırmanın ilk kısmında، endüstriyel ölçekte tasarlanmış özel bir test kalıbı, basınç ve sıcaklık sensorleri ile donatılarak ekstrüzyon deneyleri yapılmıştır. اکستروزیون دنیلری بیر اکستروزیون هاتیندا، فارکلی اکسترودر هیزلاری ایچین دبی، سیچاکلیک و بسینچ دگیشکنلری اولچولرک یاپیلمیشتیر. Doldurulmuş kauçuk bileşiğinin reolojik özellikleri، sayısal simülasyon için gerekli malzeme parametrelerini elde etmek için farklı sıcaklıklarda bir kapiler reometre (روسند) kullanılarake ویژگی edilmiştir. Kauçuğun kürlenme özellikleri, farklı sıcaklıklarda sertleşme eğrilerinin, bir kauçuk işlem analiza cizazı (RPA-2000) kullanılarak tespit edilmiştir. Etilen propilen dien monomeri (EPDM) kauçuk eriyiklerinin izotermal olmayan viskoz akışının modellenmesi için üç boyutlu bir model oluşturulmuştur. Elastiklik içermeyen, Newtoni olmayan akışların viskozitesi güç yasası modeli (مدل قانون قدرت) kullanılarak ekstrüzyon kalıbı içindeki akış karma sonlu elemanlar yöntemi ile çözülmüştür. Basınç-dengelenmiş Petrov-Galerkin (PSPG) و akış çizgisi در مقابل باد/Petrov-Galerkin yöntemi akış denklermlerini dengeli bir şekilde çözmek için kullanıldı. Sonuçlar, EPDM kauçuk bileşiği için, ekstrüder hızının ekstrüzyon kalıbındaki sıcaklık artışı ve basınç düşüşü üzerinde kayda değer bir etki verdiğini doğrulamıştır. Viskoz enerji kayıplarının termal davranış ve basınç düşüşü tahmini üzerindeki etkisi de tartışılmıştır. الده ادیلن کورلنمه (و سونراشینداکی کاورولما) سورهسی، کائوچغون کالیپ ایچینده تهمنی کالما سورسی ایله کیاسلانارک nihaی وورون وستونه اتکیسی اینسلنمیشتیر. سونوچلار، چالیشیلان اکسترودر هیز آرالیغیندا، وظیفه ولکانیزاسیون یا دا آکیش آلانینین ایچینده کاورولمانین اولمادیقینی گئوسترمیشتر. alanında değerlendirildi. Elde edilen sonuçların analizi, önerilen kalıbın içinde, akış kopması, girdap oluşumu veya büyük bir distorsiyon olmadığını ve bu kalıbın hatasız bir ürün üretme kabiliyeti olduğunu doğrulamıştır. Simulasyonlarla yapılan tahmininin geçerliliği, deney sonuçları arasındaki karşılaştırma ile doğrulanmıştır. Araştırmanın ikinci bölümü، kauçuğun ekstrüzyonu sırasında meydana gelen şişme olayını incelemeye ayrılmıştır. Ekstrüdat şişmesi, kauçuk ve kauçuk bileşikleri gibi yüksek viskoelastik malzemeler ekstrüde edildiğinde ortaya çıkan ürünün şeklini değiştiren önemli bir olgudur. Bu çalışmada, nonlineer diferansiyel viskoelastik model olan Giesekus modeli kullanılarak gevşeme zamanının ve gevşeme modunun şişme tahminleri üzerindeki etkileri kapiler kalıpta Stiren-Butadien kauçuk (SBR) 3 بویوتلو، کارارلی آکیش، شیشمه شبیه سازی سونلو المانلار یونتمی ایله یاپیلمیش و دنیسل وریلر ایله دوغرولانمیشتیر. Hız dağılımı, Basınç düşüşü ve girdap oluşumu simülasyon sonuçlarının analizi ile tartışılmıştır. Şişme simulasyonlarını sonuçları, Giesekus modelinin geniş bir gevşeme aralığında kullanılan üç gevşeme moduyla deney verilerini yeniden üretilebildiğini ortaya çıkarmıştır. Ayrıca, gevşeme modunun sayısının ve gevşeme süresinin, kalıp köşesindeki girdaplı akış üzerinde önemli bir etkisi ve diğer alan değişkenleri üzerinde de etkileri olduğunu ortaya koymuştur. Önerilen fiziksel ve sayısal modelin doğrulunun ispat edilmesinden sonra, aynı model, otomotiv endüstrisinde sızdırmazlık profillerinde kullanılan EPDM kauçuğunun kapiler ekstrüzyonuna uygulanmıştır. EPDM kauçuğun şişmesi, SBR kauçuğunun şişmesi ile karşılaştırılmıştır.. Elde edilen sonuçlar, EPDM'nin şişme oranının, incelenen tum parametreler için SBR kauçuğun şişme oranından daha göstermi. بو بلغو، ویسکوز بیر اتکی باسکین اولدوغوندا بو تور موادلین مدللنمسینده الاستیک اولمایان بیر ویسکوز مدلین کولانیلابیله جینی اورتایا کوموشتور. Kalıp uzunluğu ve kalıp duvarındaki kaymanın, ekstrüzyon ve ürün üzerine etkisi de simülasyonlar yardımı ile incelenmiştir. Son olarak, endüstriyel ölçekte bir ekstrüzyon kalıbında ekstrüdat şişmesinin modellenmesinde viskoelastik simülasyon bazlı Giesekus viskoelastik modeli uygulanmıştır. تهميني اكسترودات پروفيل، كاليپ چيكيشينداكي تمل پروفيل كارشيلاشتيريلديغيندا، اكسترودات پروفايلد چك حفيف بیر ساپما گؤزلملنمش و كاليبين ايستنيلن پروفيل ايچين اويگون اولدوغو تسپيت اديلميشتر. Kalıp çıkışındaki üç boyutlu gerilme alanı incelenmiş ve eriyik kırılması ya da yüzey kusurları gibi bazı kusurların evrimi üzerindeki etkileri tartışılmıştır.