per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
1
12
107145
Original Article
تاثیر خنک کننده برودتی بر توپوگرافی سطح در فرایند سنگزنی پلی اتر اتر کتون(PEEK)
The effect of cryogenic cooling on surface topography in the PEEK grinding process
محمد خوران
mokhoran@gmail.com
1
بهمن آذرهوشنگ
aza@hs-furtwangen.de
2
حسین امیرآبادی
hamirabadi@neyshabur.ac.ir
3
گروه مهندسی مکانیک-ساخت و تولید، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بیرجند
موسسه KSF، دانشگاه فورتوانگن، شهر توتلینگن، آلمان
هیئت علمی دانشگاه نیشابور
با توجه به رشد روز افزون استفاده از پلیمرهای مخصوص در صنایع، به ویژه صنایع پزشکی و هوایی لزوم بررسی و مطالعه روز افزون تولید و ماشینکاری این مواد احساس میگردد. پلی اتر اتر کتون (پیک) یک پلیمر مقاوم در برابر گرما است که امروزه به کرات در حال استفاده در صنایع پزشکی است. سنگزنی یکی از فرایندهای مهم ماشینکاری این ماده محسوب میشود. استفاده از مایعات روانکار و خنک کننده در ماشینکاری پیک مطلوب نیست زیرا قطعات سنگ زده شده قبل از مصرف باید درچند مرحله تمیزکاری شوند. در این مقاله از فن آوری خنک کننده برودتی به عنوان یکی از خنککنندهای نو ظهور در عرصه ماشینکاری که قابلیت بسیار بالای دارد، دارای اثرات منفی زیست محیطی نیست و نیاز به تمیزکاری قطعات ماشینکاری شده را شدیدا کاهش میدهد، جهت خنککاری منطقه ماشینکاری استفاده شده است. یکی از موارد مهم خروجی ماشینکاری، یکپارچگی سطح است. یکپارچگی و زبری سطح اهمیت بالای در کارایی محصول نهایی دارند و پارامتر مهمی برای بررسی قابلیت ماشینکاری محسوب میشوند. مقایسه نتایج استفاده از هوای فشرده و خنک کننده برودتی بر زبری سطح و شرایط سطح ایجاد شده نشان دهنده تاثیر قابل توجه خنک کننده برودتی بر خروجی مورد مطالعه این پژوهش بوده است.
Due to the increasing applicant of special polymers in industries, especially in the medical and aerospace industries, it is necessary to study and investigate the production and machining of these materials. Polyether ether ketone is a heat resistant polymer that is used in the medical industry nowadays. Grinding is one of the important machining processes of this material. Using conventional lubricants and cooling liquids is not optimal in machining of PEEK, because grinded workpiece must be cleaned several steps before use. In this paper, cryogenic cooling technology, as one of the newly emerging cooling systems in the field of machining that have a very high ability, does not have a negative environmental impact, and greatly reduces need to clean machining parts, has been used for cooling of the machining zone. One of the important issues of machining output parameters is surface integrity. Surface Integrity and roughness have a high importance in the performance of the finished product and is an important parameter for investigation the machinability. Comparison of the results of using compressed air and cryogenic cooling on surface roughness and surface conditions indicate the significant effect of cryogenic cooling on the output of this study
https://www.iranjme.ir/article_107145_ef1b05bf6b68a20495d2386acf7b00df.pdf
سنگزنی
زبری سطح
خنک کننده برودتی
پلی اتر اتر کتون
Grinding
Surface roughness
Cryogenic cooling
PEEK
per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
13
25
107146
Original Article
بررسی تجربی و پیشبینی شبکه عصبی خواص نانو کامپوزیت Al-SiC تولیدشده به روش تراکم دینامیکی
Experimental investigation and ANN prediction of Al-SiC nano-composite properties produced using dynamic compaction method
نصیر نمازی
nasirnamazi@phd.guilan.ac.ir
1
مجید علی طاولی
tavoli@ahrar.ac.ir
2
هاشم بابایی
ghbabaei@guilan.ac.ir
3
گروهمهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
دانشگاه گیلان
کاربرد کامپوزیتهای زمینه فلزی تقویتشده با فاز سرامیک در صنایع مختلف بهسرعت در حال گسترش است. اخیراً تراکم دینامیکی بهعنوان یکی از روشهای مکمل متالورژی پودر در تولید مواد کامپوزیتی موردتوجه قرارگرفته است. علاوه بر این آلومینیوم بهعنوان یکی از مهمترین فلزات صنعتی، بهطور گسترده در تولید کامپوزیتهای زمینه فلزی استفاده میشود. در این تحقیق، اثرات تراکم دینامیکی بر پودرهای خالص و کامپوزیتی آلومینیوم مطالعه میشود. بهمنظور تولید نمونههای کامپوزیتی، پودرهای آلومینیوم خالص و نانو کاربید سیلیسیوم به ترتیب بهعنوان زمینه و تقویتکننده استفاده میشوند. آزمایشهای تراکم دینامیکی با استفاده از دستگاه تفنگ گازی در سرعت-های مختلف انجام میشوند. سپس چگالی، استحکام و ریزساختار نمونههای متراکمشده، ارزیابی میگردند. نتایج بهدستآمده نشان میدهد چگالی، استحکام و بازگشت فنری نمونههای خالص با افزایش سرعت تراکم افزایش مییابد. ذرات سرامیک تخلخل را در ریزساختار نمونههای کامپوزیتی افزایش میدهند. افزودن 1 درصد وزنی سرامیک استحکام نمونهها را افزایش میدهد و منجر به توزیع یکنواخت ذرات در زمینه فلزی میگردد درحالیکه افزایش بیش از 1 درصد، موجب کاهش شدید استحکام میگردد. در ادامه تحقیق، نتایج تجربی حاصل از تراکم دینامیکی و اختلاف بین نتایج تجربی و نتایج پیشبینیشده به ترتیب بهعنوان ورودی و تابع هدف برای روش بهینهسازی شبکه-های عصبی مصنوعی در نظر گرفته میشوند. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که این روش مدلسازی تجربی-عددی قادر است چگالی نمونههای حاصل از تراکم دینامیکی را با دقت مناسبی پیشبینی نماید.
Application of metal matrix composites reinforced by ceramic phase is increasing rapidly in different industries. Recently, dynamic compaction has been considered as one of the complementary methods of powder metallurgy in production of composite materials. Moreover, aluminum, as one of the most important industrial metals, is widely used in manufacture of metal matrix composites. In this study, the effects of dynamic compaction on pure and composite aluminum powders are studied. To produce composite specimens, pure aluminum and nano-silicon carbide powders are used as matrix and reinforcement respectively. Dynamic compaction experiments are performed using gas-gun apparatus in different velocities. Afterwards, density, strength and microstructure of compacted samples are evaluated. The obtained results show density, strength and spring back of pure samples are increased with increasing compaction velocity. Ceramic particles increase porosity in microstructure of composite samples. Adding 1 weight percentage of ceramic increases the strength of samples and leads to uniform distribution of particles into metal matrix, whereas adding more than 1% causes significant decrease in strength. In the following of the study, experimental results obtained from dynamic compaction and the difference between experimental and predicted results are considered as input and objective function of artificial neural networks optimization method. The obtained results show that this empirical-numerical method is able to predict density of specimens obtained from dynamic compaction with a good accuracy.
https://www.iranjme.ir/article_107146_af745bc9db234f7d5c19cab8e5459fef.pdf
تراکم دینامیکی
تفنگ گازی
کامپوزیت آلومینیوم-سرامیک
متالورژی پودر
شبکههای عصبی مصنوعی
Dynamic compaction
Gas-gun
Aluminum-ceramic composite
Power metallurgy
Artificial Neural Networks
per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
26
38
107147
Original Article
بررسی آزمایشگاهی تاثیر همزمان پارامترهای ماشینکاری، نیروی محوری و گشتاور برشی بر زبریسطح حفره تولید شده در دریلکاری قطعه آلومینیوم از سری 7000
Experimental investigation of the simultaneous effect of machining parameters, axial force and cutting torque on the surface roughness of the produced hole in the drilling of the 7000 series AL Alloy workpiece
مسعود پور
m.pour@qiet.ac.ir
1
مهدی پور
pour.mehdi75@gmail.com
2
محمد حسین عزیزی
hosseinazizi7756@gmail.com
3
مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه صنعتی قوچان- قوچان- ایران
مربی، آمار اقتصادی و اجتماعی، دانشگاه خاوران، مشهد
دانشجوی کارشناسی ، مهندسی ساخت و تولید ، دانشگاه فنی و حرفهای خراسان رضوی، دانشکده شهید محمد منتظری، مشهد
یکی از مهمترین پارامترهایی که میتواند در زمان ایجاد یک سوراخ مدنظر قرار بگیردزبریسطح سوراخ تولید شده است.عوامل بسیاری نظیر ارتعاش عرضی مته، دما و هندسه ابزار در ایجاد زبریسطح نقش بازی میکنند. در این مقاله اثرات عاملها شامل، سرعت دورانی مته، پیشروی مته و پیش مته به همراه متغیرهای وابسته شامل، نیروی محوری مته و گشتاور برشی مدنظر قرار گرفته است. هدف اصلی این مقاله تعیین میزان اهمیت هریک از عاملها و متغیرهای وابسته در ایجاد زبریسطح حفره تولید شده در قطعه کار آلومینیومی از سری 7000 است. برای بررسی همزمان تمامی عاملها و متغیرهای وابسته از روش مانوا استفاده شده است. نتایج نشان میدهند که استفاده از این روش میتواند تاثیر هریک از عاملها را در ایجاد همزمان نیروی محوری و گشتاور برشی آشکار سازد و سپس میزان اثرگذاری هر یک از عاملها و متغیرهای وابسته در ایجاد زبریسطح در سطح اطمینان 95% را مشخص میکند. نتایج حاکی از آن هستند که اضافه نمودن نیروی محوری و گشتاور برشی به عاملها میتواند دقت پیشگویی زبریسطح را به میزان 39/37% نسبت به حالتیکه پیشگویی تنها براساس عاملها انجام شده باشد، افزایش دهد. ازطرف دیگر بررسی نتایج نشان میدهدکه نیروی محوری اثر بیشتری نسبت به گشتاور برشی بر روی تغییر زبریسطح سوراخ دارد و لذا به منظور بهبود کیفیت سطح سوراخ تولیدی بایستی به روشهایی که سبب کاهش نیروهای محوری میشوند توجه شود.
One of the most important parameters that can be considered when creating a hole is the surface roughness. Many factors, such as drill transverse vibration, temperature, and tool geometry, play a role in creating surface roughness. In this paper, the effects of the factors include spindle speed, feed and pre-drill with associated variables including axial force and cutting torque are considered. The main purpose of this paper is to determine the significance of each of the factors and dependent variables in the variation of surface roughness. The material of workpiece is selected from the 7000 series Al Alloy. The simultaneous analysis of all the factors and dependent variables has been done using the Manova method. In the first step, the results show that the use of this method can reveal the effect of factors on creating simultaneously the axial force and cutting torque, and then determines the effectiveness of each of the factors and dependent variables in determining the surface roughness at 95% confidence level. The results indicate that considering axial force and cutting torque in model can increase the ability of prediction model in surface roughness by 37.39% compared to the prediction performed based on factors. On the other hand, the results show that the axial force has a greater effect than the cutting torque on the surface roughness of the hole. Therefore, in order to improve the surface quality of the produced hole, it is necessary to pay attention to methods that reduce the axial forces.
https://www.iranjme.ir/article_107147_ad67c3938e179d68fefbbed6ddb6e17d.pdf
فرآیند دریلکاری
زبریسطح
نیروی محوری
گشتاور برشی
مانوا
Drilling Process
Surface roughness
axial force
Cutting torque
Manova
per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
39
44
107148
Original Article
گرمانگاری کانال های خنک کاری با استفاده از حرارت دهی با بخار
Thermography of the cooling channels using steam heating
محمد مصطفی خلیلی
mmostafakhalili@yahoo.com
1
محمدرضا فراهانی
mrfarahani@ut.ac.ir
2
سعید اصغری
asgharee@yahoo.com
3
دانشکده مهندسی مکانیک پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران
دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران، تهران
دانشیار، پژوهشکده مواد و انرژی
آزمون ترموگرافی از مدرنترین روشهای تست غیرمخرب است که در سالهای اخیر کاربرد آن در صنعت روز به روز در حال گسترش است. مزایایی چون سرعت بالای انجام تست در کنار دقت بالا و امکان انجام بازرسی بدون برقراری تماس از ویژگیهای این روش است. مزایای این روش که منجر به کاهش هزینهها و افزایش دقت در تست و بازرسی میشود منجر شد تا با استفاده از این روش در تشخیص عیوب موجود در کانالهای پرههای توربین گازی بتوان دقت در تشخیص عیب را بالا برده و هزینههای نگهداری و تعمیرات را کاهش داد. توربینهای گازی کاربرد بسیاری در صنعت دارند. راندمان این توربینها با افزایش دمای احتراق افزایش مییابد. هدف دستیابی به راندمان هر چه بیشتر است اما برای رسیدن به این هدف محدودیتهایی وجود دارد. در مواردی که کانالهای خنککننده این پرهها شکل هندسی پیچیدهای دارند ممکن است در مرحله ریختهگری، خروج ماهیچه سرامیکی این کانالها به طور کامل صورت نپذیرد و در اصطلاح دچار شکستگی شود. باقی ماندن این ذرات در کانالهای خنککننده میتواند عملکرد توربین را تحت تاثیر جدی قرار دهد. بنابر این بسیار مهم است که بتوان این عیب را پیش از استفاده از پره معیوب تشخیص داد. در این مقاله هدف تشخیص کانالهای موجود در قطعه و بررسی اثر فشار بخار آب تزریق شده در کانالها به عنوان محرک دمایی و نیز بررسی تاثیر فاصله کانال از سط در نتایج بدست آمده از ترموگرافی بوده است.
The thermography inspection is the most modern non-destructive test method that has been expanding in the industry in recent years. There are several benefits such as high-speed testing, along with high precision and the ability to inspect without conduct. The advantages of this method, which leads to lower costs and increase accuracy in testing, make us able to use this method to detect the defects in the gas turbine blade channels to increase the accuracy of the fault diagnosis and it reduces the maintenance costs. Gas turbines have many uses in the industry. The efficiency of these turbines increases with increasing combustion temperature. The goal is to achieve more efficiency, but there are limitations to this goal. When shape of cooling channels has a complex geometric shape, maybe the ceramic muscle cannot completely exit at the casting stage and it will break. Remaining these particles in the cooling channels can seriously affect the turbine performance. So it's very important to detect this defect before using a defective blade. In this paper, it was aimed to detect existed channels in the workpiece to examine the effect of injected vapor pressure into the channels as temperature stimulus and to investigate the influence of channel distance from the surface from the results obtained by thermography.
https://www.iranjme.ir/article_107148_b400686d76b0b1b4a94b7604b5fa0ee3.pdf
ترموگرافی
تست غیرمخرب
ترموگرافی پالسی
پره توربین
کانالهای خنک کننده
Thermography
non-destructive testing
Pulse Thermography
Turbine Blade
cooling channels
per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
45
52
107149
Original Article
اندازهگیری غیرمخرب عیوب داخلی با استفاده از روش تداخل سنجی لیزری برشی
Non-destructive measurement of internal defects using shear laser interferometry method
سینا صباغی فرشی
s.sabbaghi@modares.ac.ir
1
داود اکبری
daakbari@modares.ac.ir
2
نوید ٌصابری نصرآباد
s.navid@modares.ac.ir
3
گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
مهندسی ساخت و تولید/دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس
گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهارن، ایران
برشنگاری دیجیتالی روشی مبتنی بر تداخل سنجی لیزری است که در تشخیص و اندازهگیری عیوب به صورت غیر مخرب کاربرد دارد. در این پژوهش روش جدیدی برای اندازهگیری عیوب صفحهای در قطعات به روش برشنگاری ارائه شد. به منظور صحتسنجی روش ارائه شده و مطالعه اثر عمق عیب و اندازه برش بر دقت اندازهگیری آن در مجموع 16 آزمون برشنگاری با تغییر اندازه عیب در چهار سطح و عمق عیب و اندازه برش در دو سطح صورت گرفت. اندازه عیوب در شرایط مختلف اندازهگیری شده و خطای تخمین اندازه در هر مورد به دست آمد. روش ارائه شده با دقت خوبی قادر به تخمین اندازه عیب بود و کمترین درصد خطا در آزمون برشنگاری عیب 15 میلیمتر در عمق 5/0 میلیمتر با اندازه برش 15 میلیمتر به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که با نزدیک شدن اندازه برش به اندازه عیب درصد خطا کاهش مییابد و بیشترین دقت تخمین اندازه عیب زمانی حاصل میشود که اندازه برش برابر با اندازه عیب باشد. همچنین تغییر عمق عیب باعث تغییر خطای تخمین اندازه عیب شده و در اغلب موارد تخمین اندازه عیوب با عمق 1 میلیمتر به دلیل وضوح بهتر هالههای تشکیل شده، با دقت بیشتری همراه بود.
Digital shearography is a laser interferometry method that is used to detect and measure defects non-destructively. In this study, a new approach was presented to measure planar defects using digital shearography method. A total of 16 shearography tests were carried out in order to verify the proposed method and study the effect of shear size and depth of defect on measurement accuracy. Defect size was varied in four level and depth of defect and shear size were changed in two levels. The defects size were measured in different conditions and the estimation error was obtained in each case. The proposed method was able to predict defect size with good precision and the lowest error percentage was obtained in 15 mm size 0.5 mm depth defect at shear size of 15 mm. The results showed that as the shear size is approached the defect size, the error percentage is reduced and the maximum accuracy of prediction is obtained when the shear size is equal to the size of the defect. Also, varying the depth of defect led to variation of estimation error, and in most cases the prediction of defect size with a depth of 1 mm was more precisely due to the better shape of the shearography fringes.
https://www.iranjme.ir/article_107149_5e89f84c892b7286dcb94761040cbf6c.pdf
برشنگاری دیجیتالی
عیوب صفحهای
اندازه برش
اندازه عیب
Digital shearography
Planar defects
Shear size
Defect size
per
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
2020-03-20
7
1
53
59
107150
Original Article
بررسی تاثیر روش ( CMT ) بر درجه رقت روکش کاری استلایت 6
Investigating the effect of CMT (Cold Metal Transfer) process on dilution of the Stellite 6 overlay
محمد مشهدگرمه
m.mashhadi1368@gmail.com
1
سید حسین الهی
h.elahi@arakut.ac.ir
2
مجید رجایی
m.rajaei@arakut.ac.ir
3
محمود ریاضی فر
m.riyazifar@tsvalve.com
4
حسن حسینی
h.hosseini@tsvalve.com
5
کارشناس آموزش، مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی اراک، اراک
عضو هیئت علمی
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک
کارشناس ارشد واحد مهندسی و تکنولوژی، شرکت تهران سوفا، تهران
کارشناس ارشد واحد مهندسی و تکنولوژی، شرکت تهران سوفا، تهران
روش CMT یک فرایند جوشکاری جدید و با گرمای ورودی و درجه رقت پایین می باشد که استفاده از این روش را برای الکترودهایی که قیمت بالایی دارند و برای روکش کاری استفاده می شوند توجیه پذیر می کند. در این پژوهش استلایت 6 با استفاده از جوشکاری توپودری CMT بـه صورت 1، 2 و 3 لایـه بـر روی فولاد ساده کربنی A516-Grade70 روکش کاری و سپس مورد بررسـی قـرار گرفـت. انواع مشابه این فولاد با روکش های استلایت کاربردهای وسیعی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی دارد به ویژه در جاهایی که به مقاومت به سایش و اکسیداسیون در دمای بالا نیاز هست. تغییرات آنالیز شیمیایی در لایه های مختلف اندازه گیری شد و تغییرات درجه رقت و درصد آهن با توجه به تعداد لایه ها و ضخامت پوشش نهایی بررسی شد. نمونه های مشابهی نیز با روش جوشکاری مرسوم برای مقایسه تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که عرض منطقه متاثر از حرارت 28 درصد کاهش یافته است که نشان دهنده حرارت ورودی کمتر در این روش جوشکاری می باشد. درجه رقت و عمق نفوذ نیز با استفاده از این روش به ترتیب در حدود 39 و 41 درصد کاهش یافته است. با استفاده از این روش می توان با تعداد لایه و ضخامت نهایی کمتر و در نتیجه با مصرف الکترود کمتر به ترکیب شیمیایی مد نظر دست یافت.
CMT process is a new developed gas metal arc welding (GMAW) process which has low dilution and heat input. This method is useful for expensive electrodes which are used in surfacing. In this research 1, 2 and 3 layer of flux cored Stellite 6 is deposited on A516-Grade 70. Same type of this steel with hard faced Stellite 6 is widely used in oil, gas and petrochemical industries especially where there is a need for wear and oxidation resistance at high temperatures. Chemical composition of layers is explored and the changes in dilution and iron content versus layer number and final thickness of deposited weld are investigated. Similar samples were prepared with conventional GMAW process for comparison. The results showed that heat affected zone (HAZ) in CMT samples are thinner and reduces by 28% which means less heat input in this process. In CMT process Dilution and weld penetration are 39% and 41% respectively less than conventional welding process. By using this method, the desired chemical composition is achievable with less number of thinner layers and leads to reduction of welding electrode consummation
https://www.iranjme.ir/article_107150_89f688521e2a73b60a8287e74ed9dfd4.pdf
استلایت6
روکش کاری
روش CMT
درجه رقت
Stellite 6
Overlay
CMT process
Dilution