انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
بررسی اثر جنس قطعه در فرآیند نانو فروروندگی با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی
1
15
FA
نفیسه
مهدیار
دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک
n.mahdiyar2013@gmail.com
سید وحید
حسینی
دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک
v_hosseini@shahroodut.ac.ir
نانو فروروندگی ابزاری ارزشمند برای تعیین خصوصیات مکانیکی لایه های نازک است. شبیه سازی دینامیک مولکولی یک روش موثر برای مطالعه ی آزمایش نانوفروروندگی است. در این مقاله، به منظور بررسی سختی فلزات مختلف، فرآیند نانو فروروندگی روی سه قطعه کار با جنس های نیکل، مس و آلومینیوم به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه میشود. طبق منحنی های نیرو-جابجایی، نیکل و آلومینیوم به ترتیب بیشترین و کمترین نیرو را به ابزار اعمال میکنند. بر اساس منحنی سختی-جابجایی بدست آمده برای سه قطعه، آلومینیوم کمترین و نیکل بیشترین سختی را دارند. منحنی نیرو-جابجایی آلومینیوم و سختی-جابجایی نیکل با منحنی نیرو-جابجایی آلومینیوم و سختی-جابجایی نیکل تحقیقات گذشتگان تعیین اعتبار شد. نتایج شبیه سازی تغییر فاز اتم ها نشان داد که تغییر شکل در نیکل عمدتا به صورت پلاستیک و در آلومینیوم الاستیک-پلاستیک است. انباشتگی اتمی بعد از اتمام فرآیند روی سطح مس با نتایج تجربی و شبیه سازی المان محدودی تحقیق گذشتگان تعیین اعتبار شد. با شبیه سازی عیوب کریستالی در قطعات مشخص شد در عمق و بارگذاری یکسان، توزیع عیوب کریستالی در آلومینیوم علاوه بر ناحیه ی فروروندگی، در سطح قطعه و لایه های زیرین فرورفتگی هم وجود دارد در حالی پراکندگی عیوب در مس و نیکل کمتر است. حرکت نابجایی ها بعنوان عامل اصلی ایجاد لغزش و تغییر شکل در قطعات بررسی شد.
نانو فرو روندگی,دینامیک مولکولی,سختی,جنس قطعه
https://www.iranjme.ir/article_146552.html
https://www.iranjme.ir/article_146552_60ad9c73a73b3c0032d8838815e39469.pdf
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
تأثیر خواص فیزیکی وابسته به دما در مدلسازی اجزای محدود جوشکاری لیزری آلیاژ تیتانیوم
16
27
FA
فرید
وکیلی تهامی
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز
f_vakili@tabrizu.ac.ir
حامد
حلیمی خسروشاهی
دکترای تخصصی، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز
halimi@tabrizu.ac.ir
ابراهیم
صفری
فیزیک لیزر، دانشگاه تبریز، تبریز
e_safari@tabrizu.ac.ir
در این پژوهش تأثیر استفاده از خواص حرارتی متغیر و همچنین ثابت نسبت به تغییرات دما، در دقت شبیهسازی عددی جوشکاری لیزری آلیاژ تیتانیوم Ti60، مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل المان محدود از قطعه ورق آلیاژ Ti60 به ضخامت سه میلیمتر ساخته شده و با استفاده از منبع حرارتی سه بعدی متحرک، تحت تأثیر پرتو لیزر قرار گرفته است. به منظور تائید صحت مدلسازی المان محدود، نتایج حاصل با نتایج دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده و همچنین تأثیر تعداد المانهای مدل اجزای محدود نیز بر روی نتایج، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی اجزای محدود نشان دادند که انجماد از ناحیه زیرین قطعه ورق شروع میشود و به طرف بالای ورق و در راستای درز جوش، پیشروی میکند. همچنین، در حالت استفاده از خواص چگالی، ظرفیت حرارتی و ضریب هدایت متغیر با درجه حرارت، بهترین نتایج به دست میآید. استفاده از چگالی ثابت موجب کاهش کمی در مقادیر حداکثر درجه حرارت و ابعاد حوضچه جوش و استفاده از ظرفیت حرارتی ثابت موجب افزایش این مقادیر میشود ولی این تغییرات در حدی هستند (زیر 2%)، که میتوان از چگالی و ظرفیت حرارتی ثابت در مدلسازی کل فرآیند جوشکاری لیزری، استفاده کرد. ولی استفاده از ضریب هدایت حرارتی ثابت خطای زیادی در مقادیر حداکثر درجه حرارت (حدود دو برابر در مقدار این پارامتر) و ابعاد حوضچه مذاب ایجاد میکند و نمیتوان مقدار این پارامتر را در شبیهسازی جوشکاری لیزری، ثابت فرض کرد.
جوشکاری لیزری,اجزای محدود,حوضچه مذاب,آلیاژ تیتانیوم Ti60
https://www.iranjme.ir/article_146553.html
https://www.iranjme.ir/article_146553_bee106d22eea42bec9a3f0aa4d79a2ff.pdf
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
اثر پارامترهای ماشینکاری بر منطقه متأثر از حرارت و پهنای برش در فرآیند ترکیبی لیزر- جت آب
28
37
FA
محمد صابر
اسداللهی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، تهران
saberasadolahi@gmail.com
حمید
سلیمانی مهر
0000-0001-8931-5698
عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک
دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
soleimanimehr@srbiau.ac.ir
شهرام
اعتمادی حقیقی
0000-0002-6667-6746
مدیر گروه مکانیک، دانشکده مکانیک برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
setemadi@srbiau.ac.ir
از جمله محدودیت های ماشینکاری با لیزر ایجاد منطقه متأثر از حرارت به دلیل حرارت بالای اعمال شده به قطعهکار می باشد. همچنین در میکروماشینکاری با لیزر عدم کنترل دقیق پهنای برش ایجاد شده توسط لیزر باعث کاهش دقت ماشینکاری می گردد. برای جبران این موارد از ترکیب فرآیند لیزر و جت آب بدون ذرات ساینده استفاده شد. در فرآیند ترکیبی لیزر-جت آب، فشار آب به تخلیه ماده مذاب در مقطع برش کمک می کند، در نتیجه پهنای برش کاهش می یابد. همچنین جت آب سبب خنک کاری بهتر قطعه کار نسبت به حالت لیزر خشک می گردد و در نتیجه عمق منطقه متاثر از حرارت کمتر می شود. در این مقاله ابتدا یک نازل واترجت به قطر 0.4 میلی متر به ماشین لیزر فایبر با طول موج پیوسته 1080 نانومتر و با توان 1500 وات الحاق شد. سپس بر همکنش پارامترهای سرعت برش، توان لیزر، فاصله کانونی و فشار جت آب بر روی HAZ و پهنای برش بررسی شد. بدین منظور از فولاد پرکربن CK75 استفاده شد. ملاحظه شد که با افزایش سرعت برش، عمق منطقه متأثر از حرارت و پهنای شیار کاهش یافته و با افزایش توان، هر دو پارامتر افزایش می یابند. همچنین با افزایش فشار جت آب عمق HAZ و پهنای برش کاهش یافت. در فاصله کانونی 3 میلی متر کم-ترین عمق HAZ و پهنای شیار به دست آمد. در بهترین حالت عمق HAZ، 57 میکرومتر و پهنای برش، 217 میکرومتر به دست آمد.
لیزر,واتر جت,ماشینکاری ترکیبی لیزر- جت آب,منطقه متأثر از حرارت,پهنای برش
https://www.iranjme.ir/article_146558.html
https://www.iranjme.ir/article_146558_f221719b1d15b09cccb33bef3b0e6851.pdf
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
بررسی اثر تکیه گاه انعطاف پذیر فوم پلیمری بر شکل دهی تدریجی ورق پلی اتیلنی
38
48
FA
مسعود
رخش خورشید
0000-0002-1874-0336
گروه مکانیک، دانشکده مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
rakhshkhorshid@birjandut.ac.ir
سید محمد
حسینی
گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند
smh13867@yahoo.com
شکلدهی تدریجی فرآیندی کاربردی جهت نمونه سازی سریع و ساخت قطعات ورقی در دسته های کوچک است. انجام فرایند در دماهای بالا، مطالعه بر روی توزیع ضخامت و بهبود حد شکل دهی نمونه هایی از پژوهش های انجام شده در این حیطه است. تلاشهایی نیز به منظور بهبود دقت هندسی قطعات تولید شده به روش شکل دهی تدریجی انجام شده است و شکل دهی دو نقطه ای و استفاده از فوم فلزی به عنوان تکیه گاه انعطاف پذیر پیشنهاد شده است. در تحقیق حاضر، استفاده از فوم پلیمری به عنوان تکیه گاه انعطاف پذیر برای بهبود شرایط شکل دهی تدریجی ورق های پلی اتیلن سنگین با ضخامت 2 میلی متر پیشنهاد شده است. عیوب چروکیدگی و پارگی بوجود آمده در شرایط مختلف انجام فرایند با سرعت های دورانی و سرعت های پیشروی متفاوت با انجام آزمایش های تجربی بررسی و با یکدیگر مقایسه شده اند. برای این کار از قطعاتی با زاویه دیواره متغیر استفاده شد. نتایج نشان دهنده بهبود شرایط شکل دهی با دستیابی به قطعات بدون عیب با زاویه دیواره بزرگتر است. دقت ابعادی قطعات تولید شده به کمک اسکنر سه بعدی بررسی شد. نتایج نشان دهنده بهبود دقت ابعادی قطعات تولید شده در شرایط استفاده از تکیه گاه انعطاف پذیر بود.
شکل دهی تدریجی,توزیع ضخامت؛ تکیه گاه انعطاف پذیر
https://www.iranjme.ir/article_146560.html
https://www.iranjme.ir/article_146560_eac0ef1a1f2425f6413f9f2ccd06b1ce.pdf
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
مطالعات ریزساختـاری و خواص مکانیـکی فرآینـد هیدروفرمینـگ ورقهـای آلیاژی منیزیم AZ31B و آلومینیم AA 2024 در دماهای بالا
39
48
FA
فرامرز
فرشته صنیعی
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
ffsaniee@basu.ac.ir
سعید
یعقوبی
0000-0001-9880-168X
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
yaghoubisaeed@ymail.com
صادق
قربانحسینی
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
s.ghorbanhosseini68@gmail.com
هیدروفرمینگ یکی از جدیدترین روشهای شکلدهی ورقهای فلزی بهشمار رفته که در دو دهه اخیر بهطور گستردهای در صنعت مورد توجه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ ورق دو آلیاژ سبک آلومینیم 2024 و منیزیم AZ31B در دماهای بالا بهصورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. بهمنظور بررسی کیفیت نمونههای تولید شده، کرنش ضخامتی بهوجود آمده در نمونههای تغییر شکل یافته مطالعه گردیده است. در ادامه و با استفاده از سختی سنجی و تصاویر ریز ساختار بهدست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ارتباط بین نحوه توزیع کرنش ضخامتی با اندازه دانه و میزان سختی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. بهمنظور تأیید مقادیر تجربی بهدست آمده، تکرارپذیری نتایج آزمایشگاهی انجام گردید. نتایج پژوهش نشان داد که دمای مناسب جهت فرآیند شکلدهی نمونههای آلومینیمی و منیزیمی بهترتیب 0C 250 و 0C 200 میباشد. بیشترین میزان کشیدگی و در نتیجه کرنش پلاستیک (بهدلیل خمش و کشش همزمان) در ناحیه دیواره قطعهکار اتفاق افتاده و با وجود اصطکاک تماسی بین ورق و ماتریس در ناحیه فلنج، میزان کرنش ناحیه مزبور افزایش پیدا کرد. بر اساس نتایج مطالعات انجام شده، بیشترین میزان افزایش سختی و کاهش اندازه دانه برای نمونه آلومینیمی بهترتیب 37% و 20% و برای نمونه منیزیمی بهترتیب 24% و 42% در ناحیه دیواره نسبت به کف محصول بهدست آمدند.
هیدروفرمینگ ورق,کرنش ضخامتی,کرنش پلاستیک,Al 2024,AZ31B
https://www.iranjme.ir/article_146561.html
https://www.iranjme.ir/article_146561_badfc68985c3c9a9f530725eb1f21b34.pdf
انجمن مهندسی ساخت و تولید ایران
مهندسی ساخت و تولید ایران
2476-504X
8
10
2021
12
22
بررسی و بهینهسازی پارامترهای مؤثر بر زبری سطح در فرایند نانوماشینکاری مس تک کریستال با استفاده از روش دینامیک مولکولی
49
60
FA
محمد مهدی
جلیلی
عضو هیات علمی/دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد
jalili@yazd.ac.ir
حجتاله
طواری
دانشجوی دکتری/دانشگاه یزد
tavari@stu.yazd.ac.ir
زبری سطح از مشخصههای بسیار مهم در ماشینکاری در ابعاد نانو میباشد. به دلیل استفاده از محصولات در ابعاد نانومتر جهت بکارگیری در مجموعههایی که به دقت بالا در حد کسری از نانومتر نیاز دارند، باید در انتخاب پارامترهای ماشینکاری مؤثر بر زبری سطح دقت شود. در این پژوهش، با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی، ماشینکاری قطعه کاری از جنس مس تک کریستال به وسیله ابزارهایی از جنس الماس با هندسههای مختلف بررسی شده و زبری سطح نهایی محاسبه شده است. اثر پارامترهای ماشینکاری همچون عمق برادهبرداری و سرعت برشی به همراه پارامترهای وابسته به هندسه ابزار از قبیل زاویه براده، زاویه آزاد اصلی و شعاع نوک آن بر روی زبری سطح با محاسبه زبری میانگین (R_a) و ریشه میانگین مربعات (RMS) مورد بررسی قرار گرفتهاند. به منظور بررسی دقیقتر تأثیر پارامترها و اثر متقابل آنها بر یکدیگر از روش تاگوچی برای طراحی آزمایشها استفاده شده است. نتایج شبیهسازی نشان داده است که هر دو پارامتر زبری میانگین و ریشه میانگین مربعات، بیشترین تأثیر بر زبری سطح قطعهکار را ناشی از عمق برادهبرداری پیشبینی میکنند. براساس نتایج ارائه گردیده، مشخص شده است که زبری سطح در شرایط ماشینکاری مختلف بر اساس انتخاب پارامترها میتواند بهبود یابد و لازم است قبل از انتخاب این پارامترها، شرایط آنها در کنار یکدیگر به خوبی بررسی گردند. همچنین، در نهایت با استفاده از روش تاگوچی، مقادیر بهینه پارامترهای برادهبرداری برای دستیابی به بهترین صافی سطح در ابعاد مشخص به شرح v=500 m⁄s d=10 Å ، γ=-15° ، β=10° ، r=15 Å ، بدست آمد.
نانوماشینکاری,مس تک کریستال,روش دینامیک مولکولی,زبری سطح,روش تاگوچی
https://www.iranjme.ir/article_146562.html
https://www.iranjme.ir/article_146562_06cb28a1b6349c0bc644baa52ad7e371.pdf