بررسی تجربی و عددی تاثیر اندازه ذرات پودر فلزی بر خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات تولید‌ی به روش تراکم دینامیکی با نرخ بارگذاری بالا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، باشگاه پژوهشگران و نخبگان، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر

2 گروه مهندسی مکانیک، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر

چکیده

در این مقاله، اثر توزیع اندازه ذرات پودر‌های فلزی بر چگالی و استحکام قطعات تولیدشده تحت بارگذاری ضربه‌ای با سرعت بالا مورد بررسی قرار می‌گیرد. آزمون‌های تجربی بر روی پودر آلومینیوم توسط سامانه تفنگ گازی انجام شده است. در این راستا، پودر آلومینیوم خالص با سه اندازه ذره متفاوت، تحت تراکم قرار گرفته و چگالی و استحکام قطعات متراکم‌شده، مورد مقایسه قرار گرفته‌ است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که بیشترین مقدار چگالی، مربوط به بزرگ‌ترین توزیع اندازه ذرات است. به‌منظور ارزیابی اثر مخلوط کردن ذرات پودر با توزیع اندازه‌های متفاوت در خواص قطعات متراکم‌شده، سه پودر اولیه با نسبت‌های وزنی متفاوت، با یکدیگر ترکیب‌شده‌اند. نتایج حاصل نشان می-دهد با افزایش سهم پودر با اندازه ذرات بزرگ‌تر، چگالی قطعه مرکب افزایش می‌یابد ولی این امر تأثیر مشخصی بر استحکام ندارد. در ادامه یک مدل‌سازی ریاضی با استفاده از روش شبکه‌های عصبی جهت پیش‌بینی چگالی قطعات متراکم‌شده، ارائه گردیده است. در این روش، مقادیر تجربی به‌دست‌آمده، به‌عنوان ورودی روش شبکه عصبی مورداستفاده قرار می‌گیرند. مقایسه مقادیر پیش‌بینی شده توسط این مدل‌ با نتایج بدست‌آمده از آزمایش، انطباق بسیار مناسبی را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental and numerical investigation of the effect of metal powder particle size on the physical and mechanical properties of the components produced by high rate dynamic powder compaction

نویسندگان [English]

  • Behzad Mohammadkhani Haji Khajehloo 1
  • Ramin Meshkabadi 2
1 Young researchers and Elite Club, Ahar Branch, Islamic Azad University, Ahar, Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Ahar Branch, Islamic Azad University, Ahar, Iran
چکیده [English]

The effect of size distribution of metal powder particles on the density and strength of fabricated parts under high velocity impact loading has been investigated in this paper. Experiments have been performed on aluminum powder using gas gun apparatus. To do so, pure aluminum powder with three different sizes has been compacted and both density and strength of compacts have been compared. The obtained results show that the coarsest particle size, has the maximum value of density. To evaluate the effect of mixing powder particles with different size distributions on properties of compacts, three initial powders with different weight ratios have been mixed together. The obtained results show that the density of composite part increases as the content of powder with greater particle sizes increases, but this has no particular effect on strength. Next, a mathematical modelling using neural network method has been presented to predict the density of compacts. Through this method, obtained experimental values are used as input by the neural network method. Comparison of values predicted using this model with those obtained by experiments, represents an appropriate level of adjustment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dynamic powder compaction
  • Aluminum powder
  • Gas gun
  • Impact loading
  • Artificial neural network