انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Chatter stability investigation of micro-milling dental bur at enamel and dentin layersبررسی پایداری لرزه میکرو فرز دندانپزشکی در لایههای مینا و عاج113114178FAعلی مختاریدانشجوی دکتری / دانشگاه یزدعباس مزیدیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد0000-0002-4051-4589محمد مهدی جلیلیعضو هیات علمی/دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزدJournal Article20191008Tooth restoration is the most frequent operation in dentistry. During this process, chip can be removed from carious or damaged restoration part of tooth by a high-speed rotating dental bur. The dental bur used in this process is very close to a micro-milling tool. An undesired phenomenon that can occur during micro-milling operations is called regenerative chatter. This is a kind of unstable self-generative vibration. Incidence of this event may leads to limit the efficiency of dentistry through a diminution in the dental bur life-time and physical harm to the tooth or dental bur. The main object of current research is chatter stability investigation of dental bur in enamel and dentin layers. The dental bur is modeled as a nonlinear rotating clamped-free Timoshenko beam that is excited by cutting forces. In addition, the length scale parameters and real geometry of dental bur are considered here. The specific cutting force coefficients for the two main dental layers are obtained by using finite element software. The delay partial differential equations of dental bur are solved in analytical form. Finally, the effects of the tool diameter, the number of the cutter flutes, the tool length, and length scale parameter on the chatter stability in the two main layers have been investigated. To the best author's knowledge, the chatter stability for the dental bur in the two main layers is obtained for the first time in current study by using analytical procedure.ترمیم دندان یکی از پرکاربردترین عملیات در دندانپزشکی است. در طی این فرایند، برادهبرداری از قسمت پوسیده دندان یا ترمیمشدگیهای آسیبدیده بهکمک ابزار برش با سرعت دورانی بسیار بالا انجام میشود. ابزار برش در این فرایند بسیار شبیه به ابزار مورد استفاده در عملیات میکرو فرزکاری میباشد. یکی از پدیده های ناخواستهای که در طول عملیات میکرو فرزکاری میتواند رخ دهد، لرزه باززا نام دارد. این پدیده نوعی از ارتعاش خودتحریک ناپایدار است. وقوع پدیده لرزه باززا و ادامه آن باعث کاهش عمر ابزار و صدمه فیزیکی به دندان یا ابزار میشود. موضوع اصلی این پژوهش، بررسی پایداری لرزه برای ابزار میکرو فرز دندانپزشکی در دو لایه عاج و مینای دندان است. بهاین ترتیب که ابزار فرز دندان بهعنوان یک تیر تیموشنکو یک سر گیردار دوار غیرخطی که بهوسیلهی نیروهای برادهبرداری تحریک میشود، مدل شده است. همچنین، پارامترهای اثرات اندازه و هندسه واقعی مته دندانپزشکی در اینجا در نظر گرفته شده است. ضرایب مخصوص نیروهای برادهبرداری برای دو لایه اصلی دندان با استفاده از نرمافزار المان محدود بهدست آمده است. در ادامه معادلات دیفرانسیل تاخیر زمانی با مشتقات جزئی مربوط به ابزار فرز دندان بهصورت تحلیلی حل گردیدهاند. در نهایت، با تغییر پارامترهای قطر ابزار، تعداد دندانه، طول ابزار، و پارامترهای اثر اندازه تأثیر آنها بر وقوع پدیده لرزه باززا در دو لایه اصلی دندان بررسی قرار گرفته است. از نقطه نظر نویسندگان، برای اولین بار در این پژوهش، پایداری لرزه برای ابزار میکرو فرز دندانپزشکی در دو لایه اصلی دندان بهصورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است.https://www.iranjme.ir/article_114178_774aba3ff186e7292b210d23eb019540.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Experimental Investigation of Aluminum Foam Sandwich Panels under Quasi-static Loadingبررسی تجربی ساندویچ پنل های فوم آلومینیومی تحت بارگذاری شبه استاتیکی1423114179FAسعید دارابدانشجوی کارشناسی ارشد/ گروه مکانیک / دانشگاه تفرش/محمد حسین پلهیئت علمی / گروه مکانیک /دانشگاه تفرش/استان مرکزی/ایرانعباس رهیهیئت علمی/پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی/تهران/ایران0000-0002-7123-1741Journal Article20191029In this paper, the specific absorbed energy (SAE) and mechanical properties of aluminum foam sandwich panels with composite surfaces under quasi-static loading were studied experimentally. The core of the samples are aluminum foam blocks with thicknesses of 1 cm, 2 cm and 3 cm. 2D-woven E-type glass fibers with surface density of 200 Kg/m2 and epoxy resin were used for fabrication of the surfaces. From adhesion of resin was used for bonding to the core and surface. the effect of changing the thickness and density of the core, the composite surface, the surface on one side of the core, the multilayered core having an equivalent thickness, the effect of changing the density of the aluminum foam core is studied and SAE values of the samples were compared. The results showed that increasing thickness of the aluminum foam from 2 cm to 3 cm increased the SAE between 12% and 26%. The use of composite surface reduces the amount of SAE. The multilayer core increased the SAE in the linear elastic zone and at the other force levels decreased the maximum of 6% of the SAE. Moreover, increasing the core density increased the degradation force and reduced the amount of displacement.در این مقاله با استفاده میزان جذب انرژی ویژه(SAE) و خواص مکانیکی ساندویچ پنلهای فوم آلومینیومی با رویههای کامپوزیتی تحت بارگذاری شبه استاتیکی مورد مطالعه قرار گرفت. هسته نمونههای از بلوکهای فوم آلومینیومی با ضخامتهای cm 1 ، cm 2 و cm 3 می باشند. برای ساخت رویه ها از الیاف شیشه نوع E با بافت دو بعدی و با چگالی سطحی Kg/m2200 و رزین اپوکسی برای ساخت رویه ها استفاده شد. از چسبندگی رزین برای اتصال رویه به هستهها استفاده شد. تأثیر تغییر ضخامت و چگالی هسته، رویه کامپوزیتی، رویه در یک طرف هسته، چند لایه بودن هسته با ضخامت معادل، تغییر چگالی هسته فوم آلومینیومی در این پژوهش بررسی شده و مقدار جذب انرژی ویژه(SAE) نمونه ها با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج نشان داد که افزایش ضخامت فوم آلومینیومی از cm 2 به cm 3 باعث افزایش SAE بین 12% تا 26% میشود. همچنین استفاده از رویه کامپوزیتی باعث کاهش مقدار SAE میگردد. چند لایه بودن هسته خواص SAE در ناحیه الاستیک خطی را تقویت کرده و در بقیه سطوح نیرو باعث تضعیف حداکثر 6% مقدار SAE میگردد. همچنین افزایش چگالی هسته باعث تقویت نیروی تخریب و کاهش مقدار جابجایی شد.https://www.iranjme.ir/article_114179_b3bf2e8955e1283b088dbff2f028f901.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Investigating machining factors of recovery powder metallurgy parts, from filings and sintered by Design of experiments in conjunction with sensitivity analysisبررسی نیروی محوری، گشتاور برشی و زبری سطح قطعات متالورژی پودر بازیابی از برادهها و تفجوشی شده با استفاده از طراحی آزمایشها همگام با آنالیز حساسیت2437114180FAمعین طاهریمهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک0000-0001-6583-3925سید حسن بطحائیگروه مکانیک-دانشکده مهندسی مکانیک -دانشگاه تربیت مدرس-تهران-ایران0000-0001-9711-9187Journal Article20191029Recovery of machined filings in the form of powder used in the metallurgy industry has a very favorable economic advantage. In order to optimize this process and maximize the efficiency of recovering gray cast iron filings by spray mill method, the experimental design techniques are used in conjunction with the sensitivity analysis in this paper. By Design of experiments based on the response procedure, four main factors were extracted as input variables including cast iron powder, compression pressure, sintering temperature and sintering time. These input variables are investigated on three important outputs of machining capabilities including axial force, drilling torque and surface roughness based on sensitivity analysis. The sensitivity analysis method, which is based on the analysis of variance, is E-fast. The sensitivity analysis is a statistical method results in describing the quantitative and qualitative changes of the input variables on the output factors. For the axial force, the effect of the input variables was obtained with 37%,31%,27%,5% for cast iron powder, sintering temperature, compression pressure and sintering time, respectively. Also for drill torque, parameter impressment is 44% cast iron powder, 38% compression pressure, 15% sintering temperature and 3% sintering time, respectively. Cast iron powder percentage, compression pressure, sintering temperature and time have impressed on surface roughness, respectively with 26 %, 49 %, 19%, 6%.بازیابی برادههای ماشینکاری شده به صورت پودرهای قابل استفاده در صنعت متالورژی دارای مزیت اقتصادی بسیار مطلوبی است. بهمنظور بهینهسازی این فرآیند و بهرهوری هرچه بیشتر بازیابی برادههای چدن خاکستری با استفاده از روش آسیاب پاششی از تکنیک طراحی آزمایشها همگام با آنالیز حساسیت در این مقاله استفاده شده است. از طریق طراحی آزمایشها بر مبنای روش رویه پاسخ چهار فاکتور اصلی بهعنوان متغیرهای ورودی، شامل درصد پودر چدن، فشار تراکم، دمای تفجوشی و زمان تفجوشی استخراج شده است. این متغیرهای ورودی بر روی سه خروجی مهم از قابلیتهای ماشینکاری شامل، نیروی محوری، گشتاور سوراخکاری و زبری سطح بر پایهی آنالیز حساسیت بررسی شدهاند. روش آنالیز حساسیت مورد استفاده که بر پایهی تحلیل واریانس پیریزی شده است، ای-فست میباشد. آنالیز حساسیت روش آماری است، که منجر به توصیف تغییرات کمی و کیفی متغیرهای ورودی بر روی عوامل خروجی میشود. در بررسیهای کمی درصد تاثیرگذاری هر یک از فاکتورهای ورودی بر روی عوامل خروجی بهصورت مجزا بهدست آمده است. برای نیروی محوری اثر متغیرهای ورودی به ترتیب با 37%، 31%، 27% و 5% برای درصد پودر چدن، دمای تفجوشی، فشار تراکم و زمان تفجوشی بهدست آمده است. همچنین برای گشتاور سوراخکاری اثرگذاری پارامترها به ترتیب 44% درصد پودر چدن، 38% فشار تراکم، 15% دمای تفجوشی و 3% زمان تفجوشی میباشد. درصد پودر چدن، فشار تراکم، دما و زمان تفجوشی به ترتیب با 26%، 49%، 19% و 6% بر روی زبری سطح تاثیر داشتهاند.https://www.iranjme.ir/article_114180_54ae3f40b71aaf8e2aeeff0f0b8bf0b7.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Study on the effect of thickness of layers, temperature and speed of nozzle on circularity error and surface roughness of holes in parts produced during fused deposition modelingمطالعه تأثیر ضخامتلایهها، دما و سرعتنازل بر خطای دایروی و زبریسطح حفرهها در قطعات تولید شده طی فرآیند لایهنشانی مذاب3850114181FAپیام سرائیانگروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.0000-0001-7035-112Xاحسان شکوریمهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، ایرانJournal Article20200110Due to the increasing need of industries to prototyping with the highest accuracy and lowest cost, the application of rapid prototyping technology as a modern and rapid method has been considered to reduce the time between design to production and market to product. Fused deposition modeling is one of the most common methods in 3D printing and rapid prototyping, but the components produced in this way are usually of poor geometric accuracy and surface quality. Circularity error in the cavities is one of the important geometrical and tolerances errors. In this study, the experimental study the effect of process parameters such as layers thickness, temperature and speed of nozzle on the surface roughness and circularity error of the samples is investigated. The sample is a rectangular that has three holes in three different plates and the measurement of circularity error and surface roughness have been done in three directions and three different plates, respectively.The results showed that the lowest values were obtained for the surface roughness of the holes in the XY plane for a nozzle temperature 270 °C, printing speed 30 mm / s and layer thickness 0.2 mm. Also, the minimum value for the circularity error of the holes was obtained on the XY plate for the nozzle temperature 210 °C, printing speed 30 mm / s and layer thickness 0.4 mm. During the response surface optimization, the model optimized value was 1.174 μm for the surface roughness and 0.114 mm for the circularity error.با توجه به نیاز روز افزون صنایع به نمونهسازی با بیشترین دقت و کمترین هزینه، به کارگیری فناوری نمونهسازی سریع به عنوان یک روش سریع و مدرن، جهت کاهش زمان بین طراحی تا تولید و عرضه محصول به بازار، مورد توجه قرار گرفته است. لایهنشانی مذاب، یکی از روشهای منحصر به فرد و مرسوم در چاپگرهای سه بعدی و نمونهسازی سریع بهشمار میرود، اما قطعات تولید شده به این روش معمولا از دقت ابعادی و هندسی مطلوبی برخوردار نیستند. خطای دایروی ایجاد شده طی این روش، یکی از مهمترین خطاهای هندسی محسوب میشود. در این پژوهش به مطالعه تجربی تأثیر پارامترهای فرآیند، نظیر دمای و سرعت نازل و ضخامت لایهها بر خطای دایروی و زبری سطح نمونهها، طی فرآیند لایهنشانی مذاب پرداخته شده است. نمونه مورد مطالعه، یک کنج راست گوشه از جنس ABS است که دارای سه حفره در سه صفحه مختلف بوده و اندازهگیری خطای دایروی و زبری سطح، به ترتیب در سه جهت و سه صفحه مختلف آن انجام شده است. نتایج نشان داد که کمترین مقدار برای زبری سطح حفرهها در صفحهXY و به ازای دمای نازل 270 °C، سرعت نازل 30 mm/s و ضخامت لایه 0.2 mm حاصل شده است. همچنین، کمترین مقدار برای خطای دایروی حفرهها در صفحهXY و به ازای دمای نازل 210 °C، سرعت نازل 30 mm/s و ضخامت لایه 0.4 mm حاصل شد. طی بهینهسازی انجام شده به روش سطح پاسخ، مقدار بهینه شده توسط مدل، برای زبریسطح، 1.174 میکرومتر و برای خطای دایروی 0.114 میلیمتر بهدست آمد.https://www.iranjme.ir/article_114181_0e57a92b8f0cae2b1dac71956c244272.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Study and investigation of cutting energy and chip formation in the grinding process of polyether ether ketoneمطالعه و بررسی انرژی برش و تشکیل براده در فرایند سنگزنی پلیمر پلی اتراترکتون5158114182FAمحمد خوراندانشگاه اسفراینبهمن آذرهوشنگموسسه KSF، دانشگاه فورتوانگن، شهر توتلینگن، آلمان0000-0003-4393-4500حسین امیرآبادیهیئت علمی دانشگاه نیشابورJournal Article20200217Polyether ether ketone has special attention due to its unique mechanical and chemical properties in the aerospace and medical engineering industries. One of the uses of this material is the manufacture of implants in the medical industry and its replacement with metals in the aerospace industry. The grinding process as one of the most important cutting process has high specific energy among the traditional methods. Specific energy is defined as the energy required to cut a unite volume of material. By calculating the cutting energy and comparing with the specific grinding energy (experimental), can determine the contribution of the chip formation energy to the plowing and frictional energy. The Differential scanning calorimetry (DSC) test and theoretical calculations showed that the amount of chip formation energy was 0.12 (J/mm3) while the experimental results showed that the grinding energy was 1.9 (J/mm3). This difference reflects the very high contribution of plowing energy in the grinding of this material. The ratio of heat of chip formation energy that enters the workpiece was calculated as 36%. Therefore, it can be stated that all the energy except 64% of the chip formation energy enters the workpiece.پلی اتراترکتون به دلیل خواص منحصر به فرد مکانیکی و شیمیاییاش در صنایع هوا-فضا و مهندسی پزشکی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. یکی از کاربردهای این ماده ساخت ایمپلنتها در صنایع پزشکی و جایگزینی آن با فلزات در صنایع هوا-فضا است. فرایند سنگزنی به عنوان یکی از مهمترین فرایندهای براده برداری دارای انرژی مخصوص بالایی در بین روشهای سنتی براده برداری میباشد. انرژی مخصوص به عنوان انرژی لازم جهت برداشت حجم واحدی از ماده تعریف میشود. با محاسبه انرژی برش و مقایسه آن با انرژی مخصوص سنگزنی بصورت تجربی، میتوان سهم انرژی تشکیل براده در مقابل انرژی شخمزنی و اصطکاک را مشخص نمود. با انجام آزمون گرماسنجی روبشی تفاضلی و محاسبات تئوری، مقدار انرژی تشکیل براده برابر 0.12 ژول بر میلیمترمکعب بدست آمد. در صورتی که نتایج تجربی سنگزنی نشان دهنده حداقل انرژی مخصوص 1.9 ژول بر میلیمتر مکعب بود. این اختلاف نشان دهنده سهم بسیار بالای انرژی شخمزنی در سنگزنی این ماده است. سهم انرژی تشکیل براده که در قالب حرارت وارد قطعهکار میشود 36 درصد محاسبه گردید. لذا میتوان بیان نمود همه انرژی به جز 64 درصد از انرژی تشکیل براده وارد قطعهکار میشود.https://www.iranjme.ir/article_114182_7627413ae5ede7a8b09d2147f0698be3.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X7720200922Diagnosis and evaluation of factors affecting corrosion damage detection in health monitoring of cantilever beam by electromechanical impedance methodبررسی عوامل موثر بر تشخیص عیب ناشی از خوردگی در پایش سلامتی تیر یکسرگیردار به روش امپدانس الکترومکانیکی5970114184FAسیدرضا حمزه لواستادیار گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران0000-0002-5476-1863بهنام آخوندیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانمرتضی فاتحیدانشجوی دکتری ساخت و تولید دانشگاه شهید رجاییJournal Article20191218Structural health monitoring based on electromechanical impedance is one of the methods for real-time monitoring and detection of structural damage using the coupling properties of piezoelectric materials. When a structure is exposed to corrosion, an electrochemical process is initiated and defects occur over the surface of the structure. In corrosion-prone structures, although a slight decrease in the mass is produced, it results in a significant decrease in its mechanical strength, integrity and fatigue life span. Therefore, the precise monitoring of structural health is important for detecting corrosion-induced surface defects and predicting the effect of corrosion on the mechanical properties and integrity of a structure. In this paper, the electromechanical impedance method is used to investigate the corrosion defect in the health monitoring of a cantilever beam and to identify and determine the factors affecting the damage index of corrosion. Experiments carried out to measure the impedance spectra on an aluminum beam, and a controlled acid corrosion has been imposed on the beam. The scalar damage index was used to quantify the defect. Empirical results obtained from experiments on cantilever beam show that factors like damage intensity, support positions and damage distance to the support location are effective on damage index caused by corrosion. The results show that there is a relationship between the support location and the damage location with the damage index. Also, it is observed that applied damage index as root-mean-square deviation of impedance has a direct relationship with the intensity of corrosion damage.پایش سلامتی سازه بر اساس امپدانس الکترومکانیکی یکی از روش های پایش وضعیت و تشخیصِ بلادرنگ آسیب سازه میباشد که از خواصِ کوپل مواد پیزوالکتریک بهره میبرد. هنگام قرارگیری یک سازه در معرض خوردگی، یک فرآیند الکتروشیمیایی آغاز شده و با گذشت زمان عیوبی در سطحِ سازه ایجاد میگردد. در سازه در معرض خوردگی، با اینکه کاهش جرم ناچیزی در سازه ایجاد میگردد ولی باعث کاهشی چشمگیر در استحکام مکانیکی، یکپارچگی و عمرخستگی آن میشود. بنابراین پایش دقیق سلامتی سازه بمنظور تشخیص عیوب سطحیِ ناشی از خوردگی و پیش بینی اثر خوردگی بر روی خواص مکانیکی و پیوستگی یک سازه حائز اهمیت میباشد. در این مقاله از روش امپدانس الکترومکانیکی برای بررسی عیب خوردگی در پایش سلامتی تیر یکسرگیردار استفادهشده و تشخیص و بررسی عوامل موثر بر معیار آسیبِ ناشی از خوردگی صورت گرفته است. بدین منظور آزمایشهایی جهت اندازهگیری طیفهای امپدانس بر روی یک تیر آلومینیومی انجام گرفته و خوردگی مد نظر نیز توسط اسید بصورت کنترل شده بر روی تیر تحمیل گشتهاست. جهت تشخیص کمی عیب، از معیار آسیب اسکالر استفاده شدهاست. نتایج تجربی حاصل از آزمایشها انجام گرفته بر روی تیر یکسرگیردار نشان میدهد عوامل شدت عیب، مکان تکیهگاه و فاصله آسیبِ تا محل تکیهگاه بر معیار آسیب ناشی از خوردگی موثر میباشند. بررسی نتایج، بیانگر وجود رابطه بین مکان تکیهگاه و محل عیب با معیار آسیب میباشد. همچنین مشاهده میشود که مقدار معیار آسیب بهکار رفته بصورت جذر میانگین مجموع مربعات شکل امپدانس با شدت خوردگی رابطهای مستقیم دارد.https://www.iranjme.ir/article_114184_e93bb27f9fc052260a5cae28266fb7c7.pdf