@article { author = {Ansari, Mohammad Javad and جباری پور, بهزاد}, title = {Manufacture and Comparison of Mechanical Properties of Reinforced Polypropylene Nanocomposite with Carbon Fibers and Calcium Carbonate Nanoparticles}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {1-12}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In current research, in order to manufacture reinforced polypropylene composite with carbon fibers and CaCO3 nano-particles, polypropylene granules were fed to an extruder with specific percentages of maleic anhydride compatibilizer and calcium carbonate nano-particles and then extruded compound granules were hot-pressed inside a mold. After generating resin sheets from these granules, they were sandwiched between carbon fiber plain fabrics and heat-pressed, consequently samples of nano-composite are prepared. Standard mechanical tests of tensile, bending and impact were performed on prepared samples of both types of reinforced polypropylene composite with carbon fibers containing nano-particles and without nano-particles. Results showed that composite specimens containing calcium carbonate nano-particles endure 87% more tensile strength, 26% more bending strength and 40% more impact strength than specimens without nano-particles. The maleic anhydride compatibilizer, due to formation of polypropylene-calcium carbonate co-polymer, improves the uniformity of the compound and increases adhesion between polypropylene and calcium carbonate phases. Because of higher elasticity modulus of nano-particle compared to the polypropylene matrix as well as the possible nucleation of nano-particles in the polymer matrix, the overall strength of the nano-composite sample has increased. Also due to the symmetric shape of the quasi-spherical calcium carbonate nano-particles, these particles have isotropic properties in different directions and lead to an increase in the level of crystallinity in the polymeric matrix and the strength of the nano-composite. The dispersion of nano-particles in the polypropylene base causes the impact energy to be spread across the whole cross-section and thus the energy absorption capacity increases before fracture}, keywords = {Carbon Fibers,Calcium Carbonate Nanoparticles,Tensile test,Bending Test,impact test}, title_fa = {ساخت و مقایسه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن و نانوذرات کربنات کلسیم}, abstract_fa = {در تحقیق جاری، جهت ساخت نانو کامپوزیت‌ پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن و نانوذرات کربنات کلسیم، گرانول پلی‏پروپیلن با درصدهای مشخصی از سازگار کننده مالئیک آنیدرید و نانو کربنات کلسیم، به دستگاه اکسترودر تغذیه و گرانول آمیخته خروجی اکسترودر، داخل قالبی تحت پرس گرم قرار گرفت. بعد از تولید ورق‏های رزین از این گرانولها، آنها به صورت ساندویچی مابین صفحات پارچه‌ای الیاف کربن لایه‌چینی و پرس گرم می‏شوند و نمونه‌های نانو ‌کامپوزیتی آماده می‌شود. پس از تهیه نمونه‌های استاندارد آزمونهای کشش، خمش و ضربه از هر دو نوع کامپوزیت پلی‌پروپیلن تقویت شده با الیاف کربن حاوی نانوذرات و فاقد نانوذرات، آزمونهای مکانیکی بر روی آنها انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه‏ کامپوزیتی حاوی نانو کربنات کلسیم 87% استحکام کششی بیشتر، 26% استحکام خمشی بیشتر و 40% استحکام ضربه بیشتر، نسبت به کامپوزیت فاقد نانوذرات دارا می‌باشد. سازگار کننده مالئیک آنیدرید به سبب تشکیل کوپلیمر پلی‌پروپیلن-کربنات کلسیم، منجر به بهبود یکنواختی ترکیب و افزایش چسبندگی بین فازهای پلی-پروپیلن و نانوکربنات کلسیم می‌شود. به علت بالاتر بودن مدول الاستیسیته نانوذرات در مقایسه با زمینه پلی‌پروپیلن و همچنین خاصیت جوانه‌زنی احتمالی نانو ذرات در زمینه پلیمری، استحکام کلی نمونه نانوکامپوزیتی افزایش یافته است، همچنین به علت متقارن بودن شکل نانوذرات شبه‌کروی کربنات کلسیم، این ذرات در جهات مختلف خواص همسانگرد دارند و منجر به افزایش میزان بلورینگی در زمینه پلیمری و استحکام نانوکامپوزیت می‌شود. پراکندگی نانوذرات در زمینه پلی‌پروپیلن باعث می‌شود انرژی ضربه وارد شده در تمام مقطع پخش و در نتیجه، قابلیت جذب انرژی، پیش از شکست افزایش یابد}, keywords_fa = {الیاف کربن,نانوذرات کربنات کلسیم,تست کشش,تست خمش,تست ضربه}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93887.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93887_531a6652aee9a24046ad5228da04aa5d.pdf} } @article { author = {dashti germi, mohammad and hamidzadeh mahaseni, zahra and ahmadi, zohre and shahedi asl, mehdi}, title = {Fabrication and microstructural study of TiB2-based ceramics with SiC and Si3N4 additives}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {13-17}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In this research, four titanium diboride based ultra-high temperature ceramics: monolithic TiB2 (additive free), TiB2-5 wt% Si3N4, TiB2-20 vol% SiC and TiB2-20 vol% SiC-5 wt% Si3N4 samples were fabricated by spark plasma sintering process at 1900 °C for 7 min under 40 MPa. The microstructures of TiB2-based composites were affected by the introduction of SiC and Si3N4 additives as the relative densities and sinterability of the samples significantly improved. The XRD, SEM and EDS analyses as well as density measurements were employed as the characterization methods. Based on these analyses, the in-situ formation of TiN, SiO2 and BN nano-platelets in the TiB2-Si3N4 and TiB2-SiC-Si3N4 samples, due to the chemical reaction of SiC and Si3N4 with the surface oxide impurities of TiB2 particles (TiO2 and B2O3) was verified. The elimination of such harmful oxide films and the in-situ formation of several secondary phases led to the prevention of fanatic grain growth of TiB2 matrix and microstructural development and phase evolution of TiB2-based ceramics. In addition, the sinterability of samples increased via liquid phase sintering mechanism as a result of formation of molten SiO2 during the sintering process.}, keywords = {Sintering,TiB2,SIC,Si3N4,Microstructure}, title_fa = {ساخت و بررسی ریزساختاری سرامیک‌های پایه TiB2 با افزودنی‌های SiC و Si3N4}, abstract_fa = {در این پژوهش، چهار نمونه سرامیکی فوق دما بالای پایه دی‌بورید تیتانیم یعنی نمونه‌های بدون افزودنی، دارای نیترید سیلیسیم (5 درصد وزنی)، دارای کاربید سیلیسیم (20 درصد حجمی) و دارای هر دو افزودنی نیترید و کاربید سیلیسیم به روش تفجوشی پلاسمای جرقه‌ای (SPS) در دمای 1900 درجه سانتی‌گراد به مدت 7 دقیقه با فشار 40 مگاپاسکال ساخته شد. ریزساختار کامپوزیت‌های پایه TiB2 به خاطر افزودن SiC و Si3N4 تحت تاثیر قرار گرفت و چگالی نسبی و قابلیت تفجوشی نمونه‌ها بهبود قابل توجهی پیدا کرد. از آنالیز‌های فازی (XRD)، میکروسکوپی (SEM) و شیمیایی (EDS) و همچنین آزمون چگالی‌سنجی برای مشخصه‌یابی استفاده شد. طبق این آنالیز‌ها فازهای TiN، SiO2 و نانو ورقه BN در نمونه‌های TiB2-SiC-Si3N4 و TiB2-Si3N4 به خاطر واکنش شیمیایی SiC و Si3N4 با ناخالصی‌های اکسیدی سطح ذرات TiB2 (B2O3 و TiO2) تشکیل یافت. زدودن لایه‌های اکسیدی مضر و تشکیل فاز‌های ثانویه مختلف سبب جلوگیری از رشد دانه‌های زمینه TiB2 و همچنین تکامل ریزساختاری و فازی سرامیک‌های پایه TiB2 شد. افزون بر این، قابلیت تفجوشی پذیری با ساز و کار تفجوشی فاز مایع در نتیجه تشکیل فاز مایع SiO2 به هنگام فرآیند تفجوشی افزایش پیدا کرد.}, keywords_fa = {تفجوشی,دی‌بورید تیتانیم,کاربید سیلیسیم,نیترید سیلیسیم,ریزساختار}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93888.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93888_9ab7dee4153d1bee06b538ced894551b.pdf} } @article { author = {Hashemi, Seyed Jalal and Sadeh, Amrollah}, title = {Experimental investigation of explosive forming of aluminum tubes using gas mixture}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {18-24}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Explosive forming is one of the novel sheet metal forming processes in which released energy of explosion is reason of forming. Explosive forming using gas mixture is one of the explosive forming processes. In this process, after getting desired pressure in the mixture of two gases, required energy for forming is obtained by combustion in the chamber. In this research, a new method for forming of aluminum tubes by exploding gas mixture (33% oxygen-68% hydrogen) has been investigated. In order to make plastic deformation in AA6063 aluminum tubes under energy of explosion shock, an experimental setup has been designed and fabricated. Using this setup, aluminum tubes have been formed under different loading conditions and the effect of initial gas pressure and location of ignition on forming and suitable production of part in accordance with die configuration have been investigated. Experimental results show that the initial gas pressure of 12bar with mixing ratio of 32%oxygn-68%hydrogen can cause complete forming of tube in accordance with the die configuration. More initial gas pressure leads to bursting of tube before contact die wall. Also middle of tube is best location of ignition to obtain complete forming of tube.}, keywords = {Explosive forming,Aluminum tube,gas mixture}, title_fa = {بررسی تجربی شکل‌دهی انفجاری لوله‌های آلومینیومی با مخلوط گازها}, abstract_fa = {شکل‌دهی انفجاری یکی از روش‌های نوین جهت شکل‌دهی ورقی فلزات می‌باشد که در آن عامل ایجاد تغییرشکل، انرژی آزاد شده از انفجار می‌باشد. یکی از روش‌های شکل‌دهی انفجاری، شکل‌دهی به کمک انفجار مخلوط گاز می‌باشد. در این فرآیند پس از حصول فشار مناسب در ترکیب دو گاز، با ایجاد احتراق در محل یا محفظه مورد نظر انرژی لازم برای شکل‌دهی به دست می‌آید. در این تحقیق روش جدیدی برای شکل‌دهی لوله‌ی آلومینیومی با انفجار مخلوط دو گاز هیدروژن و اکسیژن با نسبت اختلاط 32% اکسیژن– 68% هیدروژن بررسی شده ‌است. به منظور ایجاد تغییرشکل پلاستیک لوله‌ آلومینیومی AA6063 تحت اثر انرژی حاصل از شوک انفجاری یک مجموعه آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. با استفاده از دستگاه ساخته ساخته، لوله‌های آلومینیومی تحت شرایط مختلف بارگذاری شکل‌دهی شده اند و اثر فشار اولیه گاز و محل ایجاد جرقه بر شکل‌دهی و تولید قطعه با شکل مطلوب بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهند که فشار اولیه گاز bar 12 بر اساس نسبت اختلاط 32% اکسیژن– 68% هیدروژن می‌تواند باعث شکل‌دهی کامل لوله متناسب مطابق با شکل قالب شود. فشار اولیه بالاتر منجر به ترکیدگی لوله قبل از رسیدن به دیواره قالب می شود. هم‌چنین بهترین مکان برای جرقه زنی برای دستیابی به شکل‌دهی کامل وسط لوله می‌باشد.}, keywords_fa = {شکلدهی انفجاری,لوله آلومینیومی,اختلاط گازها}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93889.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93889_4b5d3365e2028f1559edd14c54eebf94.pdf} } @article { author = {Imani, Lila and Rahmani Hanzaki, Ali and Hamzeloo, Seyed Reza and Davoodi, Behnam}, title = {Modeling and optimization of cutting force and surface roughness in the milling process of Inconel 738 by Neural Network and Genetic Algorithm}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {25-38}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Milling is an important and conventional method of metal Cutting, in which many studies have been fulfilled so far. Study of machining the nickel-based superalloys is felt to be essential due to their high strength and various applications in the power plants, aerospace industries etc. Cutting force and surface roughness are two of the important factors in machinability that due to the high importance of it, has been studied. In this article, the influence of four parameters of machining nickel-based superalloys, namely, cutting speed, feed rate, depth of cut and presence or absence of cooling as research inputs on the milling of Inconel 738 were investigated. In total, 64 experiments have been completed as full factorial design. By measuring cutting forces and surface roughness of the samples after the milling process, the obtained models were utilized to predict the effect of various above parameters, to optimize the milling parameters and to obtain the desired surface finish. In addition, the artificial intelligence techniques such as neural network and genetic algorithm were employed to predict the output parameter and to find the optimum milling parameters. The comparison of the experimental and predicted results shows the success of the modeling with 97 percent accuracy and a precise optimization.}, keywords = {Modeling and Optimization,Cutting force,Surface roughness,Inconel 738,Neural Network}, title_fa = {مدل‌سازی و بهینه‌سازی نیروی ماشینکاری و زبری سطح در فرایند فرزکاری سوپر آلیاژ اینکونل 738 با کمک شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک}, abstract_fa = {فرزکاری یکی از مهم‌ترین و متداول‌ترین روش‌های براده‌برداری بوده و از دیرباز مطالعات زیادی بر روی آن انجام شده است. ضرورت مطالعه ماشینکاری سوپر آلیاژهای پایه نیکل به علت استحکام بالا و کاربردهای مختلفی که در صنایع هوا فضا، نیروگاهی و... دارند همچنان احساس می‌گردد. نیروی ماشینکاری و زبری سطح بدست آمده دو پارامتر مهم قابلیت ماشینکاری سوپرآلیاژها هستند که بدلیل اهمیت بالای آن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش نیز برای به‌منظور بررسی زبری سطح اینکونل 738 در فرایند فرزکاری پرداخته شده و جهت بدست آوردن پارامترهای بهینه پس از مدلسازی و پیش بینی اثر پارامترهای ورودی بر زبری سطح، بهینه سازی پارامترها جهت رسیدن به حداقل زبری صورت گرفته است. بدین منظور چهار پارامتر سرعت برشی، پیشروی، عمق برش محوری و وجود یا عدم وجود خنک کننده به عنوان متغیرهای تحقیق در نظر گرفته شده است. سرعت برشی و پیشروی هر یک در چهار سطح و عمق برش محوری و خنک کننده در دو سطح انتخاب گردیده، در مجموع 64 آزمایش بصورت فاکتوریل کامل انجام و مورد مطالعه قرار گرفت. از شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک به ترتیب جهت پیش‌بینی و بهینه‌سازی پارامترهای ماشینکاری بهره گرفته شد. از مدل بدست آمده برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف و پیش‌بینی پارامترهای بهینه فرزکاری جهت بدست آوردن نیرو و صافی سطح مطلوب استفاده گردید. مقایسه نتایج حاصل از مدل شبکه عصبی و نتایج تجربی نشان دهنده پیش بینی با دقت ۹۷ درصد مدل‌سازی شبکه و همچنین دقت بالای بهینه‌سازی می باشد.}, keywords_fa = {مدل سازی و بهینه‌سازی,نیروی ماشینکاری,زبری سطح,اینکونل 738,شبکه عصبی}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93890.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93890_5b56c6023136a6e2a3af4edf2bb11e52.pdf} } @article { author = {Kouchaki, Mohammad and سوری, احسان}, title = {Controlling the warpage of plastic parts in injection molding process using the variation in coolant temperature of core and cavity}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {39-46}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {The warpage which has been occurred in the injected molded parts has always been a problem, as it may affect the function of the part and make it unusable. The main factors which has some effects on warpage of parts are the differential cooling, differential shrinkage, orientation effects and corner effects. According to the part each one of these effects may has the most impact on the warpage of the part. The most important reason which creates shrinkage in the parts is the difference between the temperatures of two sides of the molds (core side and cavity side), it is possible to minimize this shrinkage by decreasing this differential temperature. After a couple of analysis in Moldflow software it’s been shown that the differential cooling has the most influence on warpage of the part. It is possible to control the differential cooling with the coolant temperature which inters to the cooling channels of the mold. In order to find the optimized coolant temperature for both sides of the mold to decrease warpage of the part, a DOE analysis has been prepared. It’s been shown that the difference between the temperatures of the sides of the mold has much more influence than the average temperature of these sides on the warpage of the parts.}, keywords = {Injection Molding,Shrinkage,Warpage,cooling}, title_fa = {کنترل اعوجاج قطعات در فرآیند قالب‌گیری تزریق پلاستیک به کمک بررسی شبیه‌سازی تفاوت دمای خنک کار در سنبه و ماتریس}, abstract_fa = {اعوجاج بوجود آمده در قطعات تولید شده به روش قالبگیری تزریقی همواره مسئله‌ای مشکل‌ساز بوده است تا جایی که ممکن است عملکرد قطعه را تحت تاثیر قرار داده و آن را بلا استفاده سازد. عوامل موثر بر اعوجاج قطعات پلاستیکی تزریقی شامل سرد شدن غیریکنواخت قسمت‌های مختلف قالب، انقباض غیریکنواخت قطعه، اثرات جهت‌گیری اجزای پلیمری، و اثرات گوشه‌ها می‌باشند، که بسته به نوع قطعه اثر هر کدام نسبت به دیگر عوامل بیشتر یا کمتر خواهد‌بود. یکی از عوامل اصلی انقباض غیریکنواخت در قطعات، اختلاف دمای دو نیمه مختلف قالب با یکدیگر است، که می‌توان این انقباض را با نزدیک‌کردن دمای این نیمه‌ها به یکدیگر به حداقل رساند. پس از بررسی و پی‌بردن به علت و متغیر اصلی دخیل در اعوجاج به کمک نرم‌افزار می‌توان اقدام به بهبودی و حداقل کردن اعوجاج بوجود آمده در قطعه بوسیله بهینه‌سازی این متغیر نمود. یکی از متغیرهایی که با حداقل هزینه قابل تغییر است، دمای سیال خنک‌کار است، بنابراین در این مقاله تلاش شده‌است تا، امکان کنترل اعوجاج صرفا به کمک تغییر این متغیر به طور کامل برای یک قطعه نمونه کاربردی کاور موس بررسی شود. برای این کار یک طراحی آزمایش به منظور بررسی دماهای میانگین و اختلاف دماهای مختلف بین دو نیمه قالب، ترتیب داده شد. مشاهده شد که اختلاف دمای دو نیمه قالب تأثیر بیشتری نسبت به دمای میانگین این دو نیمه، بر روی میزان اعوجاج قطعات دارد. با نزدیک‌کردن دمای دو نیمه قالب به یکدیگر میزان اعوجاج قطعات کاهش یافت.}, keywords_fa = {تزریق پلاستیک,انقباض,اعوجاج,خنک‌کاری}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93891.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93891_6564c8f28618225c7f4906f1380122f2.pdf} } @article { author = {Heidari, Mehdi and Akbari, Javad and Yan, Jiwang}, title = {An experimental and numerical study of tool geometry effect on microfracture characteristics in micro/nano machining of brittle porous structure}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {6}, number = {5}, pages = {47-52}, year = {2019}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Porous materials are a special class of engineering materials which have received increasing interest for technical and medicinal applications within the last decade. However, one of the main challenges in the cutting of porous structure is the microfractures occurred around pores having a profound impact on the final surface quality. In this study, the effect of tool geometry on the magnitude of microfractures around pores of porous silicon has been investigated. The results reveal that as rake angle decreases, microfractures around pore edges increase influencing the cutting pressure. The calculated pressure in the contact area shows a decrease as the rake angle decreases. Increase in microfractures can be explained based on a large tensile stress area formed beneath the tool cutting edge as tool tip feeds toward pore. The simulation results agree well with the experimental results. The findings also reveal that by choosing the optimal tool rake angle in the cutting process, a nanometric surface flatness (25 nanometer) can be achieved on porous silicon.n.}, keywords = {Micro/nano machining,Brittle porous structure,microfractures,Surface Quality,Tool geometry}, title_fa = {مطالعه تجربی و عددی تأثیر هندسه ابزار بر مشخصه ریزشکست ها در ماشینکاری میکرونانو ساختار ترد متخلخل}, abstract_fa = {مواد با ساختار متخلخل نسل جدید از مواد مهندسی هستند که کاربردشان در دهه اخیر به سرعت در حال رشد است. با این وجود ساختار متخلخل محدودیت های نیز در فرآیند ساخت این مواد ایجاد کرده است. یکی از چالش های اصلی در برشکاری مواد متخلخل ترد وجود ریزشکست ها در اطراف حفره ها است که به شدت بر کیفیت سطح قطعه نهایی تأثیرگذار است. در این تحقیق تلاش شده‌است تا تأثیر زاویه براده ابزار بر روی میزان شکست ترد اطراف حفره ها در قطعات سیلیکونی متخلخل مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد که کاهش زاویه براده، ریز شکست ها در اطراف حفره ها را افزایش می دهد که این به نوبه خود بر فشار برشکاری تأثیرگذار است. نتایج محاسبه فشار تماس در منطقه برشکاری نشان از کاهش فشار کل در منطقه تماس با کاهش زاویه براده را دارد. افزایش ریزشکست ها، براساس افزایش تنش کششی در زیرِ لبه ابزار در زمان نزدیک شدن ابزار به حفره توضیح داده می شود. یافته های آزمایشگاهی با شبیه‌سازی المان محدود نیز مورد تأیید قرار گرفتند. در پایان نتایج آزمایشات تأیید می کند که با تنظیم زاویه براده ابزار در برشکاری قطعات سیلیکونی متخلخل، می توان به کیفیت سطحی تا حدود 25 نانو دست یافت.}, keywords_fa = {ماشینکاری میکرونانو,ساختار ترد متخلخل,ریز شکست ها,کیفیت سطح,هندسه ابزار}, url = {https://www.iranjme.ir/article_93892.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_93892_ee0aba52a327164d88045df7af01a20e.pdf} }