@article { author = {Farhadi, Mahdi and Davar, Ali and Heydari Beni, Mohsen and Eskandari Jam, Jafar}, title = {Experimental study and statistical optimization of fabrication parameters affecting the flexural strength of composite grid-stiffened panels}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {1-15}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {The purpose of this study is to investigate the effect of effective manufacturing parameters on the flexural strength of composite mesh panels by experimental-statistical method. To achieve this goal, after studying the methods of making composite mesh panels and recognizing the parameters that are effective in making these panels, and considering the available facilities, four parameters of firing cycle, pressure during firing, resin temperature and fiber tension as the most important effective parameters They were selected to build these panels. In the next step, by selecting three levels for each parameter using Taguchi experiment design method from among 81 possible construction modes, 9 Taguchi proposed modes for constructing 9 panels were considered. After fabrication of these samples, using the methods of preliminary analysis and analysis of variance, the optimal construction conditions and the effect of each parameter on the strength were determined and the results were compared with the output of qualitative test design software. Optimal manufacturing conditions are 4 cycles of baking cycle at 80 °C and 2 hours at 160 °C, 3 bar pressure, 60 °C resin impregnation temperature and 70 N.m fiber stretch. Also, fiber tension with 73.34% had the highest and pressure parameter with 0.99% had the least effect on the response and the effect of resin temperature and curing cycle on the response were 11.99% and 11.67%, respectively.}, keywords = {Statistical-experimental analysis,composite grid-stiffened panels,Flexural Strength,fabrication parameters}, title_fa = {بررسی تجربی و بهینه‌سازی آماری پارامترهای ساخت مؤثر بر استحکام خمشی پانل‌های مشبک کامپوزیتی}, abstract_fa = {هدف از این پژوهش، بررسی اثر پارامترهای ساخت بر استحکام خمشی پانل‌های مشبک کامپوزیتی به روش تجربی- آماری می‌باشد. برای نیل به این هدف پس از مطالعه روش‌های ساخت پانل‌های مشبک کامپوزیتی و شناخت پارامترهایی که در ساخت این پانل‌ها مؤثر هستند و با در نظر گرفتن امکانات موجود، چهار پارامتر سیکل پخت، فشار حین پخت، دمای رزین و کشش الیاف، به‌عنوان مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار در ساخت این پانل‌ها انتخاب شدند. در مرحله بعد با انتخاب سه سطح برای هر پارامتر با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی از بین ۸۱ حالت ممکن ساخت، ۹ حالت پیشنهادی تاگوچی برای ساخت ۹ پانل، در نظر گرفته شد. پس از ساخت این نمونه‌ها، با استفاده از روش‌های تجزیه‌وتحلیل مقدماتی و آنالیز واریانس، شرایط بهینه ساخت و میزان تأثیر هر پارامتر بر استحکام مشخص شد و نتایج، با خروجی نرم‌افزار طراحی آزمایش کوالیتک مقایسه شد. شرایط بهینه ساخت عبارت است از سیکل پخت به صورت ۴ ساعت پخت در ۸۰ درجه و ۲ ساعت در ۱۶۰ درجه، فشار ۳ بار، دمای آغشته سازی رزین ۶۰ درجه و کشش الیاف ۷۰ نیوتن متر. همچنین کشش الیاف با %72/53 بیشترین و پارامتر فشار با %۹۹/ کمترین تأثیر را بر پاسخ داشتند و تأثیر دمای رزین و سیکل پخت بر پاسخ به ترتیب، %11/99 و %11/67 می‌باشند.}, keywords_fa = {تحلیل آماری- تجربی,پانل‌های مشبک کامپوزیتی,استحکام خمشی,پارامترهای ساخت}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146743.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146743_a8cb0b536e281f23fb35780fcb8f3bb8.pdf} } @article { author = {Shahverdi, Hamid Reza and Dehghani, Amirsalar and Zabihi Gargari, Mohammad and Emami, Mohammad}, title = {Effect of intercritical annealing temperature and time on the microstructure and mechanical properties of medium Mn advanced high strength steel}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {16-34}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In the present study, the effect of heat treatment temperature and time on the microstructural and mechanical properties of medium manganese advanced high strength steel with 5 wt% Mn and 0.1 wt% B were investigated. Three temperatures were selected as annealing temperatures based on the stability of the austenite phase (stability temperatures of 50, 70 and 90% of the austenite phase). Mechanical characterization was performed using a uniaxial tensile test and phase and microstructural studies were performed by XRD and SEM. Alloy ingots were hot rolled, followed by cold rolling. The cold rolled sample had a martensite structure before the annealing process and the annealing process at all three temperatures resulted in the annealing of the initial martensitic structure. With raising annealing temperature from 680 °C to 710 °C, and consequently increase in residual austenite, tensile strength and ultimate elongation increased. Due to the additional annealing of martensitic matrix, yield stress decreased. The superior properties were resulted from the sample annealed at 710 °C for 20 min which led to tensile strength and ultimate elongation of 960 MPa and 22%, respectively. Increasing the time from 10 min to 20 min at annealing temperature of 710 °C, led to the rising of ultimate elongation and residual austenite. However, further annealing time (30 min at 710 °C) brought about reduction in austenite stability due to the dissolution of Precipitate phases Accordingly, the austenite phase turned into martensite during cooling and the mechanical properties of the sample significantly worsened.}, keywords = {Advanced high strength steel,Intercritical annealing,Mechanical properties,martensite,austenite}, title_fa = {تأثیر دما و زمان آنیل بین بحرانی بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد پیشرفته‌ استحکام بالای منگنز متوسط}, abstract_fa = {در تحقیق حاضر تأثیر دما و زمان عملیات حرارتی بر خواص مکانیکی و ریزساختار فولاد پیشرفته‌ استحکام بالای منگنز متوسط با 5 درصد وزنی منگنز و 1/0 درصد وزنی بور موردبررسی قرار گرفت. سه دمای 680، 700 و 710 درجه‌ی سانتی‌گراد بر اساس پایداری فاز آستنیت (دماهای پایداری 50، 70 و 90 درصد) به‌عنوان دماهای آنیل انتخاب شدند. مشخصه یابی مکانیکی توسط آزمون کشش تک‌محوره و بررسی‌های فازی و ریزساختاری نیز توسط پراش پرتوی ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام گردید. شمش‌های آلیاژی، نورد داغ و سپس نورد سرد شدند. نمونه‌ی نورد سرد شده قبل از فرآیند آنیل دارای ساختار مارتنزیت بوده و فرآیند آنیل در هر سه دما منجر به بازپخت ساختار مارتنزیتی اولیه شد. با افزایش دمای آنیل از 680 به 710 درجه‌ی سانتی‌گراد، با افزایش درصد فاز آستنیت باقی‌مانده، استحکام کششی و ازدیاد طول نهایی افزایش و به علت بازپخت بیشتر فاز زمینه‌ مارتنزیتی، تنش تسلیم کاهش یافت. بهترین خواص حاصله برای نمونه‌ی آنیل شده در 710 درجه‌ی سانتی‌گراد به مدت 20 دقیقه بود که منجر به حصول استحکام کششی MPa 960 و ازدیاد طول 22 درصد شد. در دمای آنیل 710 درجه‌ی سانتی‌گراد، با افزایش زمان آنیل از 10 به 20 دقیقه، درصد آستنیت باقی‌مانده و ازدیاد طول ‌افزایش یافت ولی با افزایش بیشتر زمان به 30 دقیقه، به علت انحلال بیشتر فازهای رسوبی، پایداری فاز آستنیت کاهش‌یافته و فاز آستنیت حین سرمایش به فاز مارتنزیت تبدیل گردید و همین امر منجر به افت خواص مکانیکی نمونه شد.}, keywords_fa = {فولاد پیشرفته‌ استحکام بالا,آنیل بین بحرانی,خواص مکانیکی,مارتنزیت,آستنیت}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146744.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146744_12e83812c81074e8d1b4fa50d50b0a11.pdf} } @article { author = {َAbdi Behnagh, Reza and Jabarshayan, Rasoul}, title = {Investigation of microstructure and hardness of recycled aluminum seamless tube using friction stir consolidation}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {35-42}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In this study, a double-step friction stir consolidation process was used to recycle aluminum machining chips and convert them directly into seamless tubes. This process was done in two steps. At the first step, the machining chips are poured into a cylindrical chamber, then a rotating tool with a certain rotational speed and feed rate whose axis is in line with the chamber axis is moved and placed into the chips. Due to the creation of frictional heating, the temperature inside the chamber rises and the movement continues until all the chips are compressed and merged to form a cylindrical bulk material. At the second step, a rotating tool with different geometry and smaller dimensions is used than in the first step. The tool is placed on the created part in the first step with a predetermined rotational and linear speed, leading to indirect extrusion of aluminum from the sides of the tool upwards and producing a seamless tube. In order to study the resulting microstructure and hardness of different regions in the produced tubes, an optical microscope and Vickers hardness tester were used, respectively. The results of this study showed that the tubes produced by this method are without defects and the microstructure resulting from recrystallization has been created in them. Also, the results of the hardness test showed that the average hardness at the bottom and walls of the samples decreased by 20% and 27%, respectively, compared to the as-received aluminum.}, keywords = {Aluminum,Seamless tube,Recycling,Machining chip,Friction stir consolidation}, title_fa = {بررسی ریزساختار و سختی تیوب بدون درز آلومینیمی بازیافت شده با استفاده از فرایند فشرده سازی اصطکاکی اغتشاشی}, abstract_fa = {در این تحقیق، از فرایند فشرده سازی برشی دو مرحله ای برای بازیافت براده های ماشینکاری آلومینیم و تبدیل مستقیم آنها به تیوب بدون درز استفاده شد. این فرایند در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول، براده های ماشینکاری درون یک محفظه استوانه ای ریخته می شود، سپس یک ابزار چرخان با سرعت دورانی مشخص که محور آن با محور محفظه در یک راستا قرار دارد به حرکت در آمده و بر روی براده ها قرار می گیرد. در این شرایط دمای درون محفظه به دلیل اصطکاک به وجود آمده بالا رفته و حرکت تا تبدیل براده ها به یک قطعه کامل ادامه می یابد. در مرحله دوم، از یک ابزار چرخان با هندسه متفاوت و ابعاد کوچکتر نسبت به مرحله اول استفاده می شود. در این مرحله، ابزار با سرعت دورانی و خطی از پیش تعیین شده بر روی قطعه ایجاد شده در مرحله اول قرار می گیرد و منجر به اکسترود غیرمستقیم آلومینیم از کناره های ابزار به سمت بالا شده و تیوب بدون درز تولید می شود. به منظور بررسی ریزساختار حاصله و سختی مناطق مختلف به ترتیب از میکروسکوپ نوری و سختی سنج ویکرز استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که تیوب های تولید شده با این روش بدون عیب بوده و ریزساختار حاصل از تبلور مجدد در آنها ایجاد شده است. همچنین نتایج حاصل از آزمون سختی نشان داد که مقدار سختی متوسط در زیر و دیواره نمونه ها در مقایسه با آلومینیم اولیه به ترتیب 20% و 27% کاهش داشته است.}, keywords_fa = {آلومینیم,تیوب بدون درز,بازیافت,براده ماشینکاری,فشرده سازی اصطکاکی اغتشاشی}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146745.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146745_be2373bcb70552df5a99b2a54e9a88e9.pdf} } @article { author = {Salamat-Talab, Mazaher and Tahmasbi, Vahid and Safari, Mehdi and Zeinolabedin Beygi, Ali}, title = {Mathematical Modeling, Sobol Sensitivity Analysis and Optimization of Main Parameters in Drilling of E-glass/epoxy Laminated Composites}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {43-53}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In the present study, the effect of different parameters including of tool rotational speed, feed rate and tool diameter on the damage caused by drilling operations near the drilling hole in the E-glass/epoxy composite laminates with twelve layers of plain woven fabric manufactured using hand lay-up method was investigated and the experimental tests conducted on them. Then, using the Sobol statistical sensitivity analysis method, the effect of the above-mentioned parameters on the induced damage near the drilling hole was investigated. The statistical and experimental results show that for analyzing the damage variable, the simultaneous effect of rotational velocity in conjunction with feed rate of the drilling tool should be taken into account in order to minimize the damage variable, so that in the low velocities, the reduction of feed rate along with the reduction of the rotational speed causes the damaged variable to be minimized, while at the same time, in the high diameters, the simultaneous increase of the two mentioned parameters, minimizes delamination induced damage in laminated composites. The Sobel sensitivity analysis shows that the diameter of the tool, the velocity, and the rotational speed will have the greatest effect on damage variable in laminated composites, respectively.}, keywords = {Delamination,Drilling,Laminated composites,Damage,Sobol sensitivity analysis}, title_fa = {مدل‌‌سازی ریاضی و تحلیل حساسیت سوبل در بهینه‌‌سازی پارامترهای سوراخکاری چندلایه‌‌های کامپوزیتی شیشه/اپوکسی}, abstract_fa = {در تحقیق حاضر، اثر پارامترهای مختلف عملیات سوراخکاری مانند سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار بر میزان آسیب ایجاد شده در محل سوراخکاری چندلایه‌‌های کامپوزیتی به صورت آزمایشگاهی و تحلیل آماری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور چندلایه کامپوزیتی شیشه/اپوکسی 12 لایه با پارچه بافته شده شیشه با بافت ساده و با استفاده از روش لایه‌‌چینی دستی ساخته شده و با انجام عملیات سوراخکاری با استفاده از ماشین فرز کنترل عددی، مورد آزمایش قرار گرفتند. آنگاه متغیر آسیب تعریف شده و با استفاده از میکروسکوپ نوری، نواحی آسیب شناسایی و مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبل، به بررسی تأثیر هر یک از پارامترهای یاد شده در بالا، بر متغیر آسیب تورقی ایجاد شده در ناحیه سوراخکاری پرداخته شده است. نتایج آماری نشان می‌‌دهند که برای تحلیل متغیر آسیب، می‌‌بایست اثر همزمان سرعت پیشروی به همراه سرعت دورانی ابزار را در نظر گرفت به طوریکه در قطرهای پایین، کاهش سرعت پیشروی به همراه کاهش سرعت دورانی موجب کمینه شدن متغیر آسیب شده و این در حالی است که در قطرهای بالا، افزایش همزمان دو متغیر یاد شده موجب کمینه شدن آسیب تورقی در لایه‌‌های خروجی چندلایه کامپوزیتی می‌‌گردد. تحلیل حساسیت سوبل انجام شده نشان می‌‌دهد که قطر ابزار، سرعت پیشروی و سرعت دورانی به ترتیب بیشترین تأثیر را بر متغیر آسیب خواهند داشت.}, keywords_fa = {تورق,سوراخکاری,چندلایه‌‌های کامپوزیتی,آسیب,تحلیل حساسیت سوبل}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146746.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146746_2c223b63b0a191fda8ca7b5e8d12f0c9.pdf} } @article { author = {ghobadi, shobeir and اکبری, داود}, title = {Evaluation of the defect size in the curved surfaces using digital shearography NDT method}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {54-62}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {Digital shearography is an optical, full-field and non-destructive method that can be used in identification of the defects by using image processing techniques. In this method, the surface displacement gradients are directly extracted from the fringe patterns, which requires processing of the phase information in the fringe images obtained in the experimental tests. One of the most important parameters of the shearography is the shear distance, playing an important role in the detection of the defects and quantitative measurements. Any mistake in the selection of the appropriate value for this parameter, makes it difficult to identify the right defect size. This parameter needs to be corrected because the changing in the shear size on the curved surfaces severely reduces the accuracy of the estimating of the defect size. In this paper, a method for estimating the size of the defects in curved surfaces by processing the shearography images is introduced. Geometric analysis is used to calculate the size of the accurate shear distance along the curvature, which can be used to improve the results of the defect estimation. Improvement of the defect size estimation for defects of 10, 16 and 20 mm has been measured as 15, 9.6 and 15%, respectively. It concluded that the proposed method can be used for better estimation of the defect size in the curved surfaces.}, keywords = {Digital shearography,Curved Surfaces,Modification of the Shear Distance}, title_fa = {تعیین کمّی اندازه عیوب در سطوح انحناءدار به کمک روش غیر مخرب برش‌نگاری دیجیتالی}, abstract_fa = {آزمون برش‌نگاری دیجیتالی یک روش نوری، تمام میدانی و غیر مخرب می‌باشد که با کمک گرفتن از روش‌های پردازش تصویر، امکان و قابلیت شناسایی عیوب را ایجاد می‌کند. در این روش گرادیان جابه‌جایی‌های سطح به طور مستقیم از الگو‌های هاله‌ای به دست آمده، استخراج می‌شوند که نیازمند پردازش و استخراج اطلاعات فازی از تصاویر هاله‌ای به‌دست آمده از آزمون تجربی می‌باشد. یکی از مهمترین پارامتر‌های روش برش‌نگاری، اندازه برش است که مقدار آن در تشخیص عیوب و اندازه‌گیری مقادیر کمّی نقش مهمی دارد. عدم انتخاب مقدار مناسب این پارامتر، امکان شناسایی و ارزیابی عیب را دشوار می‌کند. از آنجا که تغییر اندازه برش در سطوح انحناءدار، موجب کاهش شدید دقت تخمین اندازه عیوب می‌گردد، این پارامتر نیاز به تصحیح دارد. در این مقاله، روشی برای تخمین اندازه عیوب در سطوح انحناءدار به کمک پردازش تصاویر هاله‌ای معرفی شده است. تحلیل هندسی برای محاسبه دقیق اندازه برش در امتداد انحنا‌‌ء جسم مورد بررسی قرار گرفته است و با کمک آن، نتایج حاصله از تخمین عیب بهبود یافت. بهبود تخمین اندازه عیب برای عیوب ۱۰، ۱۶ و ۲۰ میلی‌تری به ترتیب تا ۱۵، ۹.۶ و ۱۵ درصد بوده است. در نتیجه استفاده از روش معرفی شده، اصلاح اندازه تخمین را موثر و مفید نشان می‌دهد.}, keywords_fa = {برش‌نگاری دیجیتالی,سطوح منحنی,اصلاح اندازه برش}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146747.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146747_fc232f1eb5593d47a8597757e2a34abc.pdf} } @article { author = {RASOULI, Seyedalireza and vahdati, mehrdad and jaberi, amire ehsan}, title = {The effect of machining parameters of magnetic abrasive finishing on free surface of aluminum alloy}, journal = {Iranian Journal of Manufacturing Engineering}, volume = {8}, number = {11}, pages = {63-75}, year = {2022}, publisher = {}, issn = {2476-504X}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {In the process of polishing with magnetic abrasive particles, several parameters affect the smoothness of the final surface of the part. These parameters include properties related to machining conditions, workpiece properties, or abrasive powder properties. The present paper deals with the effect of the kinetic parameters of the MAF process on the convex and concave surface of aluminum alloy experimentally. These parameters include rotational velocity, linear velocity, abrasive brush distance to the workpiece (gap), magnetic flux density, and angle of curvature. For this purpose, a spherical head magnet was used and the powder used was prepared by mechanical alloying method. Also, the two-way zero-degree raster movement strategy is used for the tool movement path. The experiment was designed using miniatub software. According to the results of analysis of variance, it was found that all the main factors or their interaction are effective. Also, the roughness changes on the convex surface are more than the concave surface. On the convex surface, the roughness changes with increasing curvature angle. On the convex surface of the workpiece, with increasing magnetic flux density, there is an increase in surface roughness changes, while on the concave surface, passing the magnetic flux density of 0.53 Tesla, the progression of roughness changes occurs. The effect of velocity on the convex and concave surfaces of the workpiece is the same, and with increasing rotational speed from 125 to 2000 (rpm), the roughness changes of the concave surface of the workpiece increase by 57%.}, keywords = {Magnetic abrasive finishing,Machining Parameters,Free surface,Aluminum alloy . Experimental design}, title_fa = {تاثیر پارامتر‌های حرکتی پرداخت کاری به روش سایشی مغناطیسی بر روی سطح محدب و مقعر آلومنیوم آلیاژی}, abstract_fa = {در فرآیند پرداخت‌کاری با ذرات ساینده مغناطیسی، پارامترهای متعددی بر صافی سطح نهایی قطعه تأثیر گذارند. این پارامترها شامل ویژگی‌های مربوط به شرایط ماشین-کاری، خصوصیات قطعه‌کار و یا ویژگی‌های پودر ساینده هستند. مقاله حاضر،به تاثیر پارامتر‌های حرکتی فرآیندMAF، بر سطح محدب و مقعر آلومنیوم آلیاژی بصورت تجربی، پرداخته است. این پارامتر‌ها شامل سرعت دورانی، سرعت خطی، فاصله برس ساینده تا قطعه‌کار (گپ)، چگالی شار مغناطیسی و زاویه انحنا می‌باشد. برای این منظور از آهنربای سر کروی استفاده شده و پودر مورد استفاده از روش آلیاژ‌سازی مکانیکی تهیه شده است. همچنین، از استراتژی‌ حرکتی رستر صفر درجه دو طرفه برای مسیر حرکت ابزار، استفاده شده است. طراحی آزمایش با استفاده از نرم‌افزار مینی‌تب انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز واریانس، مشخص شد که تمامی فاکتورهای اصلی و یا تداخل آن‌ها مؤثر می‌باشند. همچنین، تغییرات زبری بر سطح محدب بیشتر از سطح مقعر می‌باشد. در سطح محدب با افزایش زاویه انحنا، تغییرات زبری کاهش پیدا می‌کند. بر سطح محدب قطعه‌کار با افزایش چگالی شار مغناطیسی، افزایش تغییرات زبری سطح رخ داده است، در حالی که در سطح مقعر با گذشت از چگالی شار مغناطیسی 53/0 تسلا، توقف در پیشرفت تغییرات زبری رخ می‌دهد. نحوه تاثیر سرعت پیشروی در سطح محدب و مقعر قطعه‌کار یکسان می‌باشد و با افزایش سرعت دورانی از 125 تا 2000(دور بر دقیقه)، تغییرات زبری سطح مقعر قطعه‌کار 57درصد، افزایش می‌یابد.}, keywords_fa = {پرداخت‌کاری سایشی مغناطیسی,پارامتر‌های حرکتی,سطح آزاد,آلومنیوم آلیاژی,طراحی آزمایش}, url = {https://www.iranjme.ir/article_146748.html}, eprint = {https://www.iranjme.ir/article_146748_ce607a8289bfd3024860a00d104b8bc9.pdf} }