بررسی الگوهای سیلانی در شکل دهی نیمه جامد فولاد بر مبنای مدل هرشل بالکلی اصلاح یافته با استفاده از شبیه سازی عددی

در این تحقیق رفتار سیلانی نیمه جامد فولاد ابزار S۶۰۰ به منظور پیش بینی نحوه پر شدن قالب در حین شکل دهی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور شرایط رسیدن به ریزساختار فاز جامد کروی شکل پراکنده شده در میان فاز مایع که پیش نیاز انجام شکل دهی می باشد بر اساس تحقیق قبلی نویسندگان انتخاب گردید. در ادامه از مدل هرشل - بالکلی اصلاح یافته که می تواند محدودیت های مدل کلاسیک را جبران نماید استفاده شد. مدل مورد استفاده ضمن اینکه رفتار وابسته به زمان (تیکسوتروپیک) را در نرخ های برشی متوسط پیش بینی می کند، در نرخ های برشی بالاتر رفتار سیال نیوتنی را نشان می دهد که یک رفتار معمولی فلز نیمه جامد است. این مدل به یک نرم افزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی لینک شد و رفتار سیلانی ماده در داخل قالب ساده T شکل و نحوه پر شدن حفره قالب، به منظور بررسی ناپایداری های سیلان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایجشبیه سازی های عددی انجام شده، وجود سه الگوی سیلانی مختلف: ویسکوزیته حاکم، حالت گذرا و اینرسی حاکم، را نشان دادند. از روی الگوهای سیلانی به دست آمده پنجره فرایندی تیگزوفورمینگ فولاد تعیین گردید و از طریق مقایسه با نتایج محققین دیگر صحت نتایج به دست آمده صحه گذاری و بحث گردید. پنجره فرایند نشان می دهد در طراحی قالب باید عدد رینولدز تا حد امکان کوچک و عدد بینگهام بزرگ تر از ۰.۱ انتخاب شود.