نرم افزار کامسول

اثر متقابل ساختار سیال در اکستروژن آلومینیوم

Fluid-Structure Interaction in Aluminum Extrusion

در فرآیندهای عظیم شکل‌گیری مانند نورد یا اکستروژن، آلیاژهای فلزی در حالت جامد گرم با مواد موجود در شرایط ایده‌آل پلاستیک تغییر شکل می‌یابند. چنین فرآیندهایی را می‌توان با استفاده از دینامیک سیال محاسباتی، جایی که ماده به عنوان سیال با ویسکوزیتۀ بسیار بالا در نظر گرفته می‌شود، بستگی به سرعت و دما در نظر گرفت. اصطکاک داخلی مواد در حال حرکت به عنوان یک منبع گرما عمل می‌کند، به طوری که معادلات انتقال حرارت کاملاً با آن‌هایی که حاکم بر بخش دینامیک سیال هستند همراه است. این رویکرد به ویژه هنگامی که تغییر شکل‌های بزرگ درگیر باشد، سودمند است.

     این مدل از یک مطالعۀ معیار اقتباس شده است. معیار اصلی یک جفت حرارتی ساختاری را حل می‌کند. طرح جایگزین مدل‌سازی شده در اینجا زوج‌های غیر نیوتنی با معادلات انتقال حرارت است. علاوه بر این، از آنجا که شناختن تنش موجود در مایع در اثر فشار مایع و بارهای حرارتی مفید است، این مدل تجزیه و تحلیل مکانیک ساختاری را به دو مورد دیگر می‌افزاید.

     مقایسه بین داده‌های آزمایشی موجود و نتایج عددی شبیه‌سازی، توافق خوبی را نشان می‌دهد. براساس نتایج حاصل از شبیه‌سازی، مهندس می‌تواند با تنظیم پارامترهای بدنی مربوطه و شرایط عملیاتی، طرح اولیه را بهبود بخشد.