آنالیز فرکتالی به جهت تعیین اثر تغییر شدت جریان الکتریکی بر سختی سطحی و زبری سطح قطعه کار فولادی در فرآیند تخلیه الکتریکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

3 دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه آزاد واحد علومو تحقیقات

4 مدیر گروه مکانیک، دانشکده مکانیک برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

کیفیت سطح یکی از ویژگی‌های حائز اهمیت است که در ماشینکاری هر قطعه مد‌نظر قرار می‌گیرد. هندسه فرکتالی شاخه ای خلاقانه و کاربردی از ریاضیات نوین است. یکی از مهمترین ویژگی های هندسه فرکتالی، بُعد فرکتال است. هدف بررسی اثر شدت جریان بر میزان زبری و سختی سطحی قطعه کار در فرآیند تخلیه الکتریکی با استفاده از آنالیز فرکتال است. به این منظور قطعاتی از جنس فولاد آلیاژی AISI316L توسط دستگاه اسپارک با شدت جریان‌های مختلف تحت عملیات ماشینکاری قرار گرفت. نمونه-ها را جهت بررسی کیفیت سطوح توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد تصویربرداری قرار داده شد. نتایج آزمایشگاهی و فرکتالی نشان داد که با افزایش 10برابری شدت جریان، میانگین زبری سطح حدود دو برابر و میزان سختی سطحی 8/0 برابر میشود. همچنین هرچه به شدت جریان افزوده می‌شود، انحراف از معیار و دامنه تغییرات سیگنال سطح افزایش و فرکانس تغییرات کاهش می‌یابد. این امر نشان می‌دهد میزان پستی و بلندی‌های سطح افزایش یافته و نقاط با ارتفاع و عمق بیشتری در سطح به وجود می‌آید و اصطلاحاً سطح زبرتر می‌شود. درنتیجه افزایش زبری سطح و کاهش میزان سختی سطحی قطعه کارها سبب افزایش بُعد فرکتالی سطوح ماشینکاری شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Fractal-based analysis of the influence of current intensity on surface hardness and surface roughness of Steel workpiece in Electrical Discharge process

نویسندگان [English]

  • Iman Mahmoudinia 1
  • Hamid Soleimanimehr 2
  • Adel maghsoudpour 3
  • Shahram Etemadi Haghighi 4
1 Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor of Department of Mechanical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University
3 Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Department of mechanical engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Smoothness of the machined surface is an important feature in machining. Fractal geometry is a creative and practical branch of modern mathematics. One of the most important features of fractal fractal geometry is the fractal dimension. The purpose of this study is to investigate the effect of current intensity on the surface hardness and roughness of steel workpiece in the process of electric discharge using fractal analysis. For this purpose, parts of alloy steel AISI316 L were machined by Spark. Then, the samples were imaged microscopically to evaluate the quality of the machined surfaces by scanning electron microscopy (SEM). The results of experiments and fractal analysis showed that with 10 times increase in current intensity, average surface roughness increased about twice and surface hardness decreases 0.8 times.Also, increasing current intensities increased the standard and amplitude of surface signal while, the frequency of changes is decreased. This indicates that the level and height of the surface are increased and points of higher altitude and depth are created at the surface which means that the surface has become rougher. As a result, increasing the surface roughness and reducing the surface hardness of the workpiece has increased the fractal dimension of machining surfaces.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrical Discharge Machining
  • Stainless Steel 316 L
  • Surface roughness
  • Surface Hardness
  • fractal analysis