KFUPM ePrints

Modeling and analysis of extrusion pressure and die life for complex aluminum profiles

Qamar, Sayyad Zahid (2004) Modeling and analysis of extrusion pressure and die life for complex aluminum profiles. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Arabic Abstract

عملية الطرد من تقنيات التصنيع الشائعة وخصوصاً عند إنتاج الأشكال المعقدة وبدون الحاجة إلىالمكننة الآلية . تركيز هذه الدراسة على موضوعين متعلقين بطرد الألمنيوم : عملية الطرد وأدوات الطرد . لقد تم استكشاف عدة أوجه لعيوب عملية الطرد لإكمال الدراسة . الدراسة -أ (عملية الطرد) يتم فيها دراسة التغير في الضغط الطردي وكيفية تأثره بعوامل عملية الطرد (الجزء الثاني) . العلاقة بين ضغط الطرد والشكل التعقيدي (الجزء الثالث) . تفاعل عوامل الطرد المختلفة في غرفة التشكيل (الجزء الرابع). في الدراسة -ب (أدوات الطرد ، يتم دراسة نماذج وآليات فشل القوالب (الجزء الخامس) ، ويتم إجراء دراسة إحتماليةعلى فشل القوالب (الجزء السادس) ، أوجدت صيغة لمخطط توقعي لعمر القالب على أساس الشكل التعقيدي (الجزء السابع) ، لتطوير استراتيجية المعالجة الحراريةالمثلى ، تمت عملية تقويم لمتانة التهتك لمواد القوالب (الجزء الثامن) ، تم إجراء محاكاة مخططية لتوقع فشل القوالب بسبب التهتك والإحتكاك (الجزء التاسع) . الدراسة -ج (عيوب المنتج) تغطي العيوب التشكيلية ، عيوب الآليات والمسببات ، والإقتراحات التصحيحية لعيوب مختلفة بسبب عملية طرد الألمنيوم (الجزء العاشر) ، بالإضافة إلى تحليل إحصائي لعيوب المنتج في مصنع ألمنيوم طردي (الجزء الحادي عشر).

English Abstract

Extrusion is a very popular manufacturing technique, especially as it can produce a large variety of complicated shapes with no requirement for downstream machining or finishing. Aluminum extrusion finds extensive application in the construction, automobile and aerospace industries. The thermo-mechanical process is complex in nature. In cold extrusion, heat is generated due to friction and deformation. In hot extrusion, high temperatures are involved since billet, die and deformation chamber are preheated. Irregularities in metal flow add to this complexity, especially in multi-cavity production and in extrusion of complex solid and hollow profiles. High pressures, elevated temperatures, and intricate section geometries also lead to repeated mechanical and thermal stresses in the die and affiliated tooling. Moreover, process aberrations and tooling related problems directly contribute to extrusion defects and affect product quality. A comprehensive investigation of the entire operation can thus be divided into three distinct yet inter-related areas: deformation process, dies and tooling, and product defects. The focus of the current work is on two major issues of aluminum extrusion: extrusion process and extrusion tooling. Some aspects of extrusion product defects have also been explored to complete the picture. Study-A (Extrusion Process) is an investigation into the variation of extrusion pressure and how it is affected by different process parameters (Chapter-2), relationship between extrusion pressure and profile complexity (Chapter-3), and interaction of various extrusion parameters in the deformation chamber (Chapter-4). In Study-B (Extrusion Tooling), modes and mechanisms of die failure are examined (Chapter-5), a probabilistic study of die life is undertaken (Chapter-6), a complexity-based die-life prediction scheme has been formulated (Chapter-7), fracture toughness evaluation of extrusion die materials has been carried out in order to develop an optimum heat treatment strategy (Chapter-8), and a simulation scheme has been worked out to forecast die failures due to fracture and wear (Chapter-9). Study-C (Product Defects) covers defect morphology, defect mechanisms and causes, and remedial measures for various defects encountered in aluminum extrusion (Chapter-10), along with a brief statistical analysis of product defects in a typical large-size aluminum extrusion plant (Chapter-11).

Item Type:Thesis (PhD)
Date:June 2004
Date Type:Completion
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Qamar, Sayyad Zahid
Committee Advisor:Sheikh, Anwar Khalil
Committee Members:Khan, Zafarullah and Gasem, Zuhair M. and Al-Sulaiman, Faleh A. and Arif, Abul Fazal Mohammad and Al-Nassar, Yaagoub Nassar and Hamid, Anwarul
ID Code:10272
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 17:00
Last Modified:26 Apr 2011 08:05

Repository Staff Only: item control page