انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Investigation of the effect of ultrasonic vibration on the microstructure and mechanical properties of carbon steel in friction drilling processبررسی اثر اعمال ارتعاشات اولتراسونیک بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد کربنی در فرآیند سوراخکاری اصطکاکی19140713FAمقصود شلوندیعضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه تبریزعلی آقائیساخت و تولید ، مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایرانJournal Article20210411The friction drilling process is a new process for producing cylindrical holes. In this process, a conical tool made of tungsten carbide is used and a bush is created along with a hole in the back of the part after drilling. The advantages of this new process include reducing drilling time and no chip production. In this paper, the friction drilling process is performed by combining ultrasonic vibrations. To perform the above process, a suitable ultrasonic horn was designed and made also a conical tool made of tungsten carbide with optimal angles was used for drilling. St37 steel material type was selected for workpiece. To investigate the effects of ultrasonic vibrations on the friction drilling process, micro-hardness tests, surface roughness test, corrosion test, and metallographic imaging (light microscope images and SEM images) were used. The results of this study indicated that the ultrasonic vibrations assisted friction drilling process increases the micro-hardness about 13 percent at special rotational speeds and vibrations intensities. Also, the corrosion resistance of the workpiece increased by about 57 percent in the case of applying vibrations of 96 W / cm2 intensity. According to the metallographic imaging, it was observed that the grain size and the amount of cavities of the workpiece are reduced due to the application of ultrasonic vibrations and these results is expressed qualitatively and comparatively.فرآیند سوراخکاری اصطکاکی یک فرآیند جدید برای تولید سوراخهای استوانهای است و در این فرآیند از یک ابزار مخروطی با جنس کاربید تنگستن استفاده میگردد و پس از سوراخکاری، یک بوش نیز همراه با سوراخ در پشت قطعه ایجاد میشود. از مزایای این فرآیند جدید میتوان به کاهش زمان سوراخکاری و عدم تولید براده اشاره کرد. در این مقاله، فرآیند سوراخکاری اصطکاکی با تلفیق ارتعاشات اولتراسونیک انجامشده است. برای انجام فرآیند فوق، یک هورن اولتراسونیک مناسب طراحی شد و همچنین ابزار مخروطی شکل از جنس کاربید تنگستن با زوایای بهینه برای سوراخکاری استفاده گردید و جنس قطعهکار انتخابشده فولاد St37 بوده است. برای بررسی اثرات ارتعاشات اولتراسونیک در فرآیند سوراخکاری اصطکاکی، از آزمونهای میکرو سختی، آزمون صافی سطح، آزمون خوردگی، و تصاویر میکروسکوپ نوری و تصاویر SEM استفاده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که، تلفیق ارتعاشات اولتراسونیک با فرآیند سوراخکاری اصطکاکی سبب بالا رفتن مقدار میکرو سختی به مقدار متوسط 13 درصد در سرعتهای دورانی و شدتهای ارتعاشاتی معینی میگردد. همچنین مقاومت به خوردگی قطعهکار در حالتی که ارتعاشاتی با شدت W/cm296 اعمال شد، به مقدار 57 درصد بیشتر شد. با توجه به تصاویر میکروسکوپی مشاهده شد که اندازه دانه و مقدار مکهای قطعه کار در اثر اعمال ارتعاشات اولتراسونیک کاهش مییابد که این اثر بهصورت کیفی و مقایسهای بیانشده است.https://www.iranjme.ir/article_140713_5e5a03a55d6774ba2ed9c78b05d04105.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Presentation of a new construction methodology and experimental study of the energy absorption of pyramid core sandwich panelsبررسی تجربی جذب انرژی ساندویچ پانل های دارای هسته سازه مشبک هرمی ساخته شده به روش بریزینگ1019140714FAئاکو پارسادانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی سهند تبریزمجتبی یزدانیدانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی سهند تبریز0000-0003-4321-4263Journal Article20210629The use of lattice structures has always been envisaged by researchers and various industries because of their unique mechanical properties and low weight. One of the main challenges in this area is the manufacturing process of these structures, particularly in mass production and commercialization. Pyramid-metal tubular lattice structures are among the most optimal lattice structures for energy absorption. The connection of tubes to metal plates is one of the main challenges in the construction of these types of structures. In this research, rather than using metal molds and fixtures, the toothed appendages are created by cutting the ends of the tube and place them in the holes of the plates in order to fix the position of the tubes in the brazing process. Mechanical locking of tubes and plates enhances connection strength and structural stiffness. In this study, specimens have been made with various geometries and the effect of geometrical parameters such as the length to diameter ratio of the tube and its angle of orientation on energy absorption were investigated. The manufacturing process used in this research was very efficient and none of the samples were damaged at the joint. Increasing the orientation angle from 45 to 55 increases the specific energy uptake by up to 40%.استفاده از سازههای مشبک به دلیل داشتن خواص مکانیکی منحصربهفرد و وزن پایین آنها همواره مورد توجه محققان و صنایع مختلف بوده است. یکی از جدیترین چالش-های استفاده از سازههای مشبک، فرآیند ساخت این سازهها علیالخصوص تولید انبوه و تجاریسازی آنها است. سازههای مشبک هرمی ساخته شده از تیوبهای فلزی یکی از بهینهترین ساختارهای مشبک برای جذب انرژی است که اصلیترین چالش در زمینه ساخت این سازه، نحوهی اتصال تیوبها به صفحات فلزی است. در این تحقیق روشی برای اتصال تیوبهای فلزی به صفحات معرفی شده است که نسبت به روشهای موجود در عین سادگی و سرعت ساخت بالاتر، باعث بهبود استحکام اتصال نیز میشود. در این روش بجای استفاده از قالب و فیکسچرهای فلزی برای تثبیت موقعیت تیوبها در فرآیند لحیمکاری، زائدههایی به شکل دندانه در حین برش لولهها روی آنها ایجاد شده و با قرارگیری آنها در سوراخهای تعبیه شده روی صفحات، هم موقعیت آنها طی لحیمکاری حفظ میشود و هم گیر مکانیکی ایجاد شده باعث افزایش استحکام اتصال میگردد. در این مطالعه نمونهها با هندسه متفاوت از فولاد ضد زنگ 304 ساخته شدهاند و تاثیر پارامترهای هندسی ازجمله نسبت طول به قطر و زاویهی قرارگیری تیوب روی جذب انرژی این سازهها بررسی شده است. روش ساخت معرفی شده در این تحقیق کاملاً کارآمد بوده و هیچکدام از نمونهها در محل اتصال دچار آسیب نشدند. نسبت طول به قطر 5 بیشترین جذب انرژی مخصوص را دارد. افزایش زاویهی قرارگیری لولهها از 45 به 55 درجه باعث افزایش جذب انرژی مخصوص به میزان 40 درصد شده است.https://www.iranjme.ir/article_140714_080578b9bafccf81b3c946cf741ed424.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Numerical simulation of CNG fuel tank behavior made of epoxy/glass composite in design mode considering constant and variable thicknesses under burst pressure testشبیه سازی عددی رفتار مخزن سوخت CNG ساخته شده از کامپوزیت اپوکسی/شیشه در حالت های طراحی با ضخامت ثابت و متغیر تحت آزمون فشار ترکیدگی2030140715FAمجید نوری کمریلویزان- خ شهید شعبانلو- دانشگاه شهید رجائی- دانشکده مهندسی مکانیکفرامرز آشنای قاسمیدانشگاه شهید رجایی0000-0002-4693-4373غلامحسین رحیمی شعربافمهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران0000-0002-0247-8839کاظم رضا کاشی زادهدانشکده حمل و نقل، آکادمی مهندسی، دانشگاه دوستی ملل روسیهJournal Article20210628In the present study, failure strength of the type-IV CNG fuel tank under burst pressure test in both constant and variable thicknesses was analized using finite element simulation. Afterward, optimal fiber twist angle was optimized to achieve maximum resistance to burst pressure in both models. To this end, the test specifications stated in NECE R 110: 2016 standard and von Mises yield criterion were used to determine the critical area which is prone to failure in the tank. The simulation results showed that the separation occurred in the lower flange of the tank and the location of the low curvature shell in the tank with the constant and variable thicknesses, respectively. Validation of presented finite element simulation for prediction of burst pressure in both design modes, including constant and variable thicknesses, using the technique of comparison with experimental results showed that an acceptable agreement was established between the experimental and numerical results. Also, the results showed that the optimal fiber twist angle to achieve maximum resistance to burst pressure for both design cases (constant and variable thicknesses) was 23° (670 bar) and 15° (780 bar), respectively. Finally, applying the results of this study can lead to a 22% increase in the failure strength of the type-IV composite tank.در مطالعه حاضر، استحکام نهایی شکست مخزن سوخت CNG نوع 4 تحت آزمون فشار ترکیدگی در دو حالت ضخامت ثابت و متغیر با استفاده از شبیهسازی المان محدود تحلیل شد. سپس به بهینهسازی زاویه پیچش الیاف به منظور دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در هر دو مدل پرداخته شد. بدین منظور از مشخصات آزمون بیان شده در استاندارد NECE R 110: 2016 و تعیین معیار تنش معادل فون میسز جهت مشخص نمودن ناحیه بحرانی و مستعد به شکست در مخزن استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر جدایش به ترتیب در فلنج پایین مخزن و محل پوسته انحنای پایین رخ داده است. صحت سنجی شبیهسازی اجزای محدود ارایه شده برای پیشبینی فشار ترکیدگی در هر دو حالت طراحی (ضخامت ثابت و متغیر) با استفاده از تکنیک مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و عددی برقرار بوده است. همچنین نتایج نشان داد که بهینه ترین زاویه پیچش الیاف جهت دستیابی به حداکثر مقاومت در برابر فشار ترکیدگی در دو حالت طراحی ضخامت ثابت و متغیر به ترتیب برابر با 23درجه (در فشار 670 بار) و 15 درجه (در 780 بار) بوده است. در نهایت، بکارگیری نتایج این پژوهش می تواند منجر به افزایش 22 درصدی استحکام نهایی شکست مخزن کامپوزیتی نوع 4 شود.https://www.iranjme.ir/article_140715_4f9443a2236bda2f8cfdfdb7e2d66861.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Determination of stiffness coefficients and buckling strength of composite lattice conical shells using shell fiber path and lattice rib analysisتعیین ضرایب سفتی و مقاومت کمانشی پوستههای مشبک مخروطی کامپوزیتی با استفاده از تحلیل مسیر الیاف پوسته و ریب شبکه3142140717FAعلی اصغر نادریگروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی ، دانشگاه امام علی، تهران، ایرانحامد احمدیاستادیار دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20210701In this paper, using fiber path geometry, shell geometry, lattice geometry and classical shell theory, the stiffness coefficients of a composite conical shell and a composite lattice conical shell are obtained. The results in determining the buckling strength in this method have been compared with the experimental results and a good agreement has been seen between the results. The stiffness coefficients are obtained as a function of the position of each point of the shell relative to the axis of the conical shell generator. The value of all stiffness coefficients at each point of the unreinforced shell relative to its generating axis decreases from the location of the small edge to the location of the large edge of the conical shell. Changes in the thickness of the shell and the angle of placement of the fibers on the shell relative to the axis of the cone generator cause the stiffness of the shell to vary along the axis of the generator. Therefore, the stiffness of the whole conical lattice structure varies in the direction of its generator. It can be seen that although the analysis of the buckling strength of the conical shell by the equivalence method is not completely accurate, but it provides a detailed description of the manner and ratio of changes in stiffness of the lattice shells along the axis of its generator. The coefficients equivalent like the coefficients of a filament wound composite laminated conical shell vary by the direction of its generating axis.در این مقاله، با استفاده از هندسه مسیر الیاف، هندسه پوسته مخروطی، هندسه شبکه تقویت کننده و تئوری کلاسیک پوستهها، ضرایب سفتی یک پوسته مخروطی کامپوزیتی و یک شبکه تقویت کننده مخروطی کامپوزیتی بهدست آمده است. با استفاده از این ضرایب و به روش معادلسازی، ضرایب سفتی معادل یک پوسته مشبک مخروطی کامپوزیتی بهدست میآید. نتایج حاصل در تعیین مقاومت کمانشی به این روش با نتایج تجربی مقایسه و تطابق مناسبی بین نتایج دیده شده است. ضرایب سفتی پوسته مخروطی بهصورت تابعی از موقعیت هر نقطه از پوسته نسبت به محور مولد پوسته مخروطی بهدست میآید. مقدار تمامی ضرایب سفتی هر نقطه از پوسته تقویت نشده نسبت به محور مولد آن از محل لبه کوچک به محل لبه بزرگ پوسته مخروطی کاهش مییابد. تغییرات ضخامت پوسته و زاویه قرارگیری الیاف بر روی پوسته نسبت به محور مولد مخروط، باعث میشود که سفتی پوسته در راستای محور مولد آن متغیر باشد. همچنین تغییر فاصله ریبهای تقویت کننده از لبه کوچک پوسته مخروطی به سمت لبه بزرگ آن، سبب تغییر سفتی معادل شبکه تقویت کننده میشود. بنابراین سفتی کل سازه مشبک مخروطی در راستای مولد آن متغیر است. دیده میشود هرچند آنالیز مقاومت کمانشی پوسته مخروطی به روش معادل سازی کاملاً دقیق نیست اما توصیف دقیقی از نحوه و نسبت تغییرات سفتی پوسته های مشبک در راستای محور مولد آن ارایه می کند. ضرایب معادل پوسته مشبک مخروطی کامپوزیتی، همچون ضرایب یک پوسته مخروطی رشته پیچی شده بدون تقویت کننده، در راستای محور مولد آن ضرایبی متغیر است.https://www.iranjme.ir/article_140717_e7cbe18836f2400d2d9aced61f9ab281.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Experimental and numerical study on failure of resistance spot welded AA6061-T6 joint under tensile-shear test using GTN modelبررسی تجربی و عددی شکست اتصال جوش نقطه ای مقاومتی AA6061-T6 با استفاده از روش مکانیک آسیب GTN4351140720FAداود افشاریاستادیار دانشگاه زنجان0000-0001-8795-3645امید حمیدیدانشگاه زنجانJournal Article20210720The main purpose of this study is experimental and numerical investigation on failure of resistance spot welded Al6061-T6 joint under tensile-shear test using damage model. Today using aluminum alloys in automobiles’ structure is increases to reduce weight and fuel consuming. The strength of an automobile’s structure completely depends on the quality of the strength and the quality of the welded joints. So, study the strength of these welded joints is very essential to obtain safe structures. In this study Gurson-Tevergaard-Needleman (GTN) model is utilized to study the failure of welded joint. A finite element (FE) model is developed to simulate failure of the welded joint under tensile-shear test. To validate the FE model, 7 series of samples are welded with different welding parameters (minimum 5.72 mm and maximum 8.41 mm) to obtain altered nugget size. The comparison between experimental and FE model results’ shows that the different between results is approximately 2% and the GTN model has a good reliability to predict the failure force. In addition the results show that the FE model can predict truly the starting of failure in the welded joint.هدف از این مطالعه بررسی تجربی و عددی شکست اتصال جوش نقطه ای مقاومتی آلومینیم Al 6061-T6 تحت آزمون کششی-برشی با استفاده از روش مکانیک آسیب می باشد. امروزه استفاده از آلیاژهای آلومینیمی در بدنه خودروها بعنوان یک فلز سبک جهت کاهش وزن خودرو و مصرف سوخت رو به افزایش می باشد. استحکام بدنه یک خودرو بطور کامل وابسته به استحکام و کیفیت اتصال های جوش نقطه ای آن می باشد. لذا بررسی و تحلیل جوش نقطه ای در بدنه خودرو ها دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد. در این مطالعه جهت بررسی شکست اتصال جوش نقطه ای از روش مکانیک آسیب گارسون-تورگارد-نیدلمن استفاده شده است. بدین منظور ابتدا یک مدل المان محدود جهت شبیه سازی شکست اتصال جوش تحت بارگذاری کششی-برشی ایجاد شده و از روش مکانیک آسیب برای تحلیل شکست استفاده شده است. جهت صحت سنجی مدل، 7 نمونه اتصال جوش نقطه ای با قطر های دگمه جوش متفاوت، حداقل 72/5 میلیمتر و حداکثر 41/8 میلیمتر، جوشکاری شده و استحکام شکست آنها تحت آزمون کششی-برشی اندازه گیری شده است. مقایسه میان نتایج مدل مکانیک آسیب و آزمون تجربی نشان می دهد که اختلاف نتایج بدست آمده درحدود 2% می باشد و مدل ارائه شده دارای قابلیت اعتماد مطلوبی در پیش بینی نیروی شکست می باشد. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد که از مدل المان محدود ارائه شده می توان بخوبی برای پیش بینی نقطه شروع و چگونگی شکست در اتصال جوش نقطه ای استفاده نمود.https://www.iranjme.ir/article_140720_a92ad1e2f6ede23cd0082ebd873aa870.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X8720210923Computational evaluation of the effect of geometric parameters on the mechanical performance of shape memory alloy stents for use in the breathing systemsارزیابی محاسباتی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد مکانیکی استنت های از جنس آلیاژهای حافظه دار برای کاربرد در سیستم های تنفسی5265140722FAفردین نعمت زادهگروه مهندسی مواد و متالورژی دانشکده فنی مهندسی دانشگاه اراکمهدی فراهانیکارشناسی ارشد شناسایی و انتخاب مواد، دانشگاه اراکJournal Article20210719In the present study, the finite element method was used to study the effects of geometric parameters on superconductive behavior of new geometries Z- Shape of shape memory alloy stent for application in the trachea using a radial loading(crimping) test. The material model used to describe the properties of a shape memory material based on the Helmholtz free thermodynamic energy (Aurichio model). In this numerical study by creating a new design of the stent and by choosing different mechanical properties and changing its geometric parameters, the mechanical performance of the stents was evaluated using finite element analysis with empirical verification. The modified geometric parameters are the thickness, number of vertices and angles between the stents. Reducing the thickness of the stents from 0.3 to 0.2 in the same of angle between the length and the number of bends of the stent causes reducing the stiffness = 37.87%, reducing the radial mechanical strength to open ducts (COF) = 50%, reducing the radial force = 38.35% and increasing displacement = 0.2%. The stents with lower thickness have a better mechanical performance due to more complete mechanical hysteresis loop, less radial mechanical strength to open ducts(COF), more radial resistive mechanical strength related to ducts(RRF), less radial force, less stiffness, more displacement, less stress ,high strain at stent critical points, and high martensite formation at less strain.در مطالعۀ حاضر، از روش اجزاء محدود برای بررسی اثرات پارامترهای هندسی روی رفتار ابرکشسانی هندسه جدید استنت Z شکل آلیاژ حافظه دار برای کاربرد در سیستم تنفسی با استفاده از تست بارگذاری شعاعی (کریمپینگ )استفاده شد. مدل ماده مورد استفاده جهت توصیف خواص ماده حافظهدار بر اساس انرژی ترمودینامیکی آزاد هلمهولتز(مدل آریشیو) بود. در این مطالعۀ عددی با ایجاد طرحی جدید از استنت، خواص مکانیکی مختلف و تغییر پارامترهای هندسی آن، عملکرد مکانیکی استنتها به روش تحلیل المان محدود و مقایسه با نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای هندسی تغییر داده شده استنت، ضخامت، تعداد خمش و زاویۀ بین بازوهای استنت است. کاهش ضخامت استنت ها از 3/0 به 2/0 در زاویۀ بین بازوهای و تعداد خمشهای یکسان استنت، باعث کاهش سفتی به میزان 87/37 درصد، کاهش نیروی استحکام مکانیکی شعاعی جهت باز کردن مجاری(COF) به میزان50 درصد،کاهش نیروی شعاعی به میزان 35/38 درصد و افزایش جابجایی به میزان 2/0 درصد شد. استنتهای با ضخامت کمتر بدلیل حلقه هیسترزیس مکانیکی (ابرکشسانی) کاملتر، استحکام مکانیکی شعاعی جهت باز کردن مجاری(COF) کمتر، استحکام مکانیکی مقاومت کننده شعاعی مربوط به مجاری(RRF) بیشتر، نیروی شعاعی کمتر،سفتی کمتر، جابجایی بیشتر، تنش کمتر، کرنش بیشتر در نقاط بحرانی استنت و تشکیل درصد بالای مارتنزیت در کرنش کمتر، در ساختار استنت مطلوب میباشند.https://www.iranjme.ir/article_140722_f27a0e9f2a286d5670d71d8e8232c39e.pdf