انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180220Experimental study of piezoelectric properties in barium titanate implants and 3D bone scaffoldsبررسی تجربی خاصیت پیزوالکتریک باریم تیتانات در کاشتنی ها و داربست سه بعدی استخوانی1958275FAآریناحترامیدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک و هوافضا، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهرانپیامسرائیان0000-0001-7035-112Xشهراماعتمادی حقیقیاستادیار، مهندسی مکانیک و هوافضا، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران0000-0002-6667-6746محموداعظمیاستادیار، مهندسی بافت و علوم سلولی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهرانJournal Article20170812Piezoelectric materials are materials that convert electric energy into mechanical energy (acoustic), and vice versa with mechanical pressure on them, electrical energy is produced. The use of lead-free piezoelectric materials in the bone is developing due to its piezoelectric properties. The aim of this study was to investigate the piezoelectric effect of barium titanate. Barium titanate is a bioactive material that is suitable for use in bone tissue engineering. In barium ceramics, non-polar titanate, ferroelectric regions are randomly oriented, and thus the piezoelectric properties are minimal. Therefore, there is a need for polarization to increase piezoelectric properties. For this purpose, this study was carried out by polarization with different voltage and time on two groups of implantation and porous scaffolds. The implants were made with different dimensions, then polished with different voltages and different times, and finally, their piezoelectric properties were investigated by piezoelectric devices. Also, three-dimensional scaffolds with a porosity of 80% were made using foam molding method. The scaffolds were then polarized in the oil at a different voltage and time, and finally, their piezoelectric properties were investigated by piezoelectric force. And then a biological test was performed on them. Finally, it was concluded that both implants and porous scaffolds with polygonation can find the proper properties for use in bone tissue engineering. It was also concluded that the higher the diameter of the implants, the lower the height and the greater the piezoelectric coefficient. Cell test results also confirmed the effect of piezoelectric properties on bone growth.مواد پیزوالکتریک موادی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی (صوت) تبدیل میکنند و برعکس با فشار مکانیکی بر آنها، انرژی الکتریکی تولید می شود. در این تحقیق هدف بررسی خاصیت پیزوالکتریک باریم تیتانات بود.. باریم تیتانات ماده زیست فعالی است و برای استقاده در مهندسی بافت استخوان مناسب است. در سرامیک باریم تیتانات غیر قطبیده، مناطق فروالکتریک به صورت تصادفی جهت گیری کرده اند و در نتیجه خواص پیزوالکتریکی حداقل است. بنابراین نیاز به قطبی سازی برای افزایش خاصیت پیزوالکتریک وجود دارد. بدین منظور این بررسی با قطبیده کردن با ولتاژ و زمان های مختلف بر روی دو گروه کاشتنی ها و داربست های متخلخل انجام شد. کاشتنی ها با ابعاد مختلفی ساخته، سپس با ولتاژ و زمان های متفاوت در روغن قطبیده شده و در انتها خواص پیزوالکتریک آن ها توسط پیزوتست بررسی شد. همچنین داربستهای سه بعدی با تخلخل80% به روش ریختگری فومی ساخته شد. سپس داربست ها درون روغن با ولتاژ و زمان متفاوت قطبیده شده و در انتها خواص پیزوالکتریک آنها توسط پیزوتست بررسی شد. و سپس تست زیستی بر روی آن ها انجام شد. در انتها نتیجه گرفته شد که هم کاشتنیها و هم داربستهای متخلخل با قطبیده کردن می توانند خواص مناسبی برای استفاده در مهندسی بافت استخوان پیدا کنند. در ادامه نیز نتیجه گرفته شد که هر چه کاشتنی ها دارای ارتفاع کمتر و قطر بیشتری باشند ضریب پیزوالکتریک در آن ها بیشتر است. همچنین نتایج تست سلولی نیز موثر بودن خاصیت پیزوالکتریک بر رشد استخوان را تایید کرد.https://www.iranjme.ir/article_58275_c7240b2a06cd53773903cf042d5b7a42.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180220Quantitative study of forces in boring process and a new method for tool-tip forceبررسی کمی نیروها در فرایند داخل تراشی و ارائه روش جدید برای محاسبه نیروی نوک ابزار102358276FAمریمخلیلی گشنیگانیدانشجوی دکتری گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایرانمنصوررفیعیاندانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایرانمحمدمهدیابوترابیعضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه یزد0000-0002-8555-1973Journal Article20171003Due to its complex dynamics, turning process has always been of interest to machining researchers and much effort has been made to determine the forces. The aim of this paper is to define the amount of difference between Altintas formula, dynamometer value, and the value which is obtained by providing a new method based. Practical tests are done to verify the results. The tests are performed for boring state with different parameters and the force signal is determined using a dynamometer andthe new method in which the acceleration of one point of the tool is used. Using the results of these two signals, the parameters needed to calculate the force components in Altintas approach and the new method are derived. The results show that the tool tip force, resulting from the new method which considered the effects of displacement and acceleration tool, obtains the greatest force amplitude. The force at the end of the tool which is derived by dynamometer has lower and the force resulting from Altintas approach has the lowest amplitude, in which the cutting force is only considered as a factor of chip dimensions. Therefore, because of their important differences, these forces should not be used interchangeably.فرایند تراشکاری به دلیل دینامیک پیچیدهای که دارد همواره مورد توجه محققان علم ماشینکاری بوده و تلاشهای زیادی برای تعیین نیروها در آن انجام گرفته است. روشهای مختلف تجربی و نیمهتجربی برای محاسبه مقادیر نیروهای استاتیکی و دینامیکی برش استفاده شده که معمولاً مبتنی بر ابعاد براده هستند اما هنوز این موضوع ابعاد ناشناختهی زیادی دارد که هدف این مقاله تعیین میزان تفاوت فرمول آلتینتاس، مقدار دینامومتر و مقداری است که از طریق ارائهی یک روش جدید مبتنی بر معادله حاکم بر ارتعاش ابزار، است. برای بررسی صحت نتایج، آزمونهای عملی انجام میشوند. آزمونها برای حالت داخلتراشی و با پارامترهای مختلف انجام میشوند و در آنها به طور همزمان سیگنال نیرو با ستفاده از دینامومتر و شتاب توسط شتابسنج اندازهگیری میشود. از نتایج این دو سیگنال، پارامترهای مورد نیاز برای محاسبه مؤلفههای نیرو در روش آلتینتاس و روش جدید استخراج میشوند. در نهایت برای دو آزمون، مؤلفههای شعاعی نیروی دینامومتر و این دو روش مقایسه میشوند. نتایج نشان میدهند که نیروی نوک ابزار، بیشترین دامنه و پس از آن نیرو در انتهای ابزار و در نهایت نیروی برش کمترین مقدار دامنه را دارد. بنابراین به دلیل وجود این تفاوت مهم نباید از این نیروها به جای یکدیگر استفاده کرد.https://www.iranjme.ir/article_58276_3875cf00cb4c7ea432538354856d66e7.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180311Study of the Electrochemical Corrosion Rate of Medical Implants of Titanium and Stainless Steel Made by Machining and selective laser melting under Different Surface Conditionsبررسی میزان خوردگی الکتروشیمیایی ایمپلنت های پزشکی تیتانیوم و فولاد ضد زنگ ساخته شده به روش ماشین کاری و ذوب انتخابی با پرتو لیزر در شرایط سطحی متفاوت243858277FAمهدیمشهدیدانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانسیدرضاحمزه لواستادیار گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران0000-0002-5476-1863جوادکدخداپوردانشیار گروه جامدات، دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانJournal Article20171101Replacing missed teeth with artificial metallic implants is a pervasive treatment nowadays. With the advent of research on biomedical and mechanical properties of oral and dental issues, implants have seen a great deal of improvement in terms of dimensions, design of body and materials, methods of production and surface type. Performance of implants in the teeth is affected by oral conditions and phenomena such as corrosion and fatigue along the life time. In this study, the corrosion phenomenon has been experimentally studied with similar oral conditions in a variety of dental implants, focusing on construction methods, materials, and surface conditions. The combination of various fabrication methods, such as machining and 3D printing (selective laser melting) for steel and titanium specimens with a variety of surface conditions, including samples with different threads and samples with biocompatible coatings is applied in the survey. Results show that in general, by increasing the complexity of the implant surface, which includes the method of selective laser melting or creating higher ripeness at the surface by adding a second thread, machining variant depth thread or applying appropriate coating on the surface, hydroxyapatite coating, the resistance to corrosion of the implants will be improved. Also the results show that titanium alloys have a higher corrosion resistance than stainless steels. In addition, applying modern manufacturing methods in the production of implants, particularly three-dimensional printing techniques such as selective laser melting, used in this survey, improves the implant's mechanically performance specially Corrosion resistance rather than the conventional machining method.امروزه یکی از مهم ترین روشهای درمان جایگزینی دندان از دست رفته استفاده از ایمپلنت است. با افزایش پژوهش ها در جهت شناخت خواص زیست پزشکی و مکانیکی دهان و دندان، بهبود زیادی از نظر ابعاد و طراحی بدنه، جنس، روش های تولید و سطح ایمپلنت ها حاصل شده است. کاربرد ایمپلنتها در دندان به مرور زمان تحت تاثیر شرایط دهان و پدیده هایی نظیر خوردگی و خستگی قرار میگیرد. در این تحقیق به بررسی پدیده خوردگی به صورت تجربی با شرایط مشابه دهان در انواع ایمپلنت ها با تمرکز بر روش ساخت، جنس و شرایط سطح پردخته شده است. ترکیب روشهای ساخت متنوع نظیر ماشینکاری و چاپ سه بعدی ذوب انتخابی با پرتو لیزر برای نمونه های فولادی و تیتانیومی با شرایط سطح متنوع شامل نمونه های با رزوه متفاوت و نمونه با پوشش زیست سازگار در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد که به طور کلی با افزایش پیچیدگی سطح نمونه که شامل انتخاب روش ساخت چاپ، ایجاد ناهمواری بالاتر در سطح شامل افزودن رزوه دوم و رزوه با عمق متغیر، و یا اعمال پوشش هیدروکسی آپاتیت میشود باعث بهبود مقاومت به خوردگی ایمپلنت میگردد. همچنین آلیاژهای تیتانیوم مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به فولادهای ضد زنگ دارند. بعلاوه استفاده از روشهای نوین ساخت در تولید ایمپلنت ها که شامل روشهای چاپ سه بعدی اعم از ذوب انتخابی با پرتو لیزر(مورد استفاده در مقاله حاضر) میشود، نسبت به روش سنتی ماشین کاری باعث بهبود عملکرد ایمپلنت از جنبه های مکانیکی بخصوص مقاومت به خوردگی میگردد.https://www.iranjme.ir/article_58277_1272816c82a870622e4162dce4e08a4a.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180311Rejuvenation of serviced-exposed turbine blades by application of warm hydro static pressureتمدید عمر پره های مستعمل توربین با اعمال فشار هیدرو استاتیک گرم395058278FAپوریامهدیزاده مهرجوگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان0009-0004-0683-4695سید جلالهمتیگروه مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه هرمزگان0000-0003-1281-8160Journal Article20171018Currently, improving microstructure of new casted turbine blades by applying uniform pressure at high temperatures is considered as one of the common steps in their production. The operation performed on the serviced-exposed blades can be effective in extending the blade lifetime through the closing and welding of creeping cavities and micro cracks. Due to the lack of adequate existing information, the present study attempts to create the same conditions by studying the experimental process. For this purpose,at first, a special measuring fixture was designed and fabricated. Then, a disc containing 75 first-row blades of the Ruston power turbine was measured on longitudinal direction, and six of them were selected with the highest longitudinal creep. In the next step, the pressure and high temperature tank as well as the furnace needed for the tests were prepared and adjusted. The samples were then subjected to a pressure of 150 bar and a temperature of 380 ° C for eight hours. Metallographic studies showed that the percentage of γ^' phase in various areas of airfoil increased by about 25%, and the hardness in these areas was increased by a maximum of 7%, which, according to the operating conditions, indicated that the mechanisms for improving the microstructure were active. Using the experimental data and the Monkman-Grant relationships and the Larson-Miller parameter, it is expected that the creep life of this blades will increase by about eight thousand hours.امروزه بهبود ریزساختار پره های نو ریخته ی توربین با اعمال فشار یکنواخت در درجه حرارت های بالا، به عنوان یکی از مراحل تولید آن ها، مرسوم است. اجرای این عملیات در مورد پره های مستعمل نیز می تواند به واسطه ی بستن و جوش دادن حفرات خزشی و ریزترک ها، در تمدید عمر پره ها موثر باشد. با توجه به کمبود اطلاعات موجود، در این تحقیق تلاش شده است با ایجاد شرایط مشابه، به مطالعه تجربی فرآیند پرداخته شود. برای این منظور، ابتدا یک فیکسچر اندازه گیری مخصوص طراحی و ساخته شد. سپس دیسکی حاوی 75 پره ی ردیف اول توربین قدرت رستون روی آن تحت اندازه گیری طولی قرار گرفتند و از بین آن ها، شش پره با بیشترین میزان خزش طولی انتخاب شدند. در مرحله ی بعد، مخزن تحت فشار و دمای بالا و نیز کوره مورد نیاز برای آزمون ها تهیه و تنظیم شدند. سپس نمونه ها به مدت هشت ساعت، در معرض فشار 150 بار و دمای 380 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. بررسی های متالوگرافی نشان داد پس از اجرای این عملیات، درصد فازγ^' در نواحی مختلف ایرفویل حدوداً 25% افزایش یافته و سختی در این نواحی حداکثر 7% درصد بیشتر شده است که با توجه به شرایط اجرا، موید فعال بودن مکانیزم های بهبود ریزساختار می باشد. همچنین با استفاده از داده های تجربی و روابط مانکمن -گرانت و پارامتر لارسون- میلر پیش بینی می شود عمر خزشی این نوع پره ها حدوداً هشت هزار ساعت افزایش می یابد.https://www.iranjme.ir/article_58278_817fccd834f01fb5e1770c8679c0824e.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180311Investigation the effective parameters on damages induced in composite sandwich structures through drillingبررسی پارامترهای موثر بر آسیب های وارده به ساندویچ پنل کامپوزیتی در حین فرآیند سوراخکاری516058279FAهادیاسکندریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعت نفت، آبادان، ایرانایمانداناییبازرسی فنی، دانشگاه صنعت نفت، آبادان، ایرانسعیدنوریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایرانJournal Article20171013There are many common defects produced during the drilling of composite sandwich panels such as delamination, uncut fiber and matrix cracking factors. In this work, we employed the Epoxy / Kevlar with Balsa wood and Polyvinyl Chloride (PVC) foam core in sandwich panel under different drilling factors i.e., cutting speed, feed rate and tool diameter and examined in three levels. The major aim of this study is to find the best conditions for producing the machining holes in sandwich panels with considering the delamination and uncut fiber factor. For better analysis, we used the digital imaging techniques as a reliable way to measure and determine the level of damages. The results showed that the machine spindle speed, feed rate and tool diameters have so effects on delamination and uncut fiber factors. The obtained results are given to assess the applicability of the mentioned sandwich panels in industrial specialty in aerospace and military purposes.هدف از انجام این تحقیق یافتن بهترین شرایط ماشینکاری و ایجاد سوراخ در پنل های ساندویچی کامپوزیتی با استفاده از تعریف فاکتورهای تورق و الیاف برش نخورده می باشد. برای این کار دو قطعه ساندویچ پانل از جنس اپوکسی کولار با هسته های چوب بالسا و فوم پی وی سی را با مته هایی با قطرهای مختلف و سرعتهای چرخشی و نرخ تغذیه متفاوت در سه سطح سوراخ کاری می نماییم. با استفاده از تکنیک عکسبرداری دیجیتال که راهکاری قابل اعتماد جهت اندازه گیری و تعیین سطوح آسیب دیده به شمار می رود، تصاویر به محیط نرم افزار ترسیمات مهندسی منتقل گردیده و با محاسبه دقیق مساحت ها، می توان نتیجه گرفت که به ترتیب نرخ تغذیه، سرعت چرخشی و قطر مته بیشترین تاثیر را بر میزان عیوب ذکر شده دارد. نتایج نشان می دهند که کیفیت سوراخ کاری در هسته چوب بالسا به مراتب بهتر از فوم پی وی سی می باشد. نتایج این تحقیق می تواند برای بسیاری از صنایع خاصه در حوزه هوا فضا و نظامی کاربردی باشد.https://www.iranjme.ir/article_58279_ed9d5761f794aa73056a49a50c8535b1.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X4220180311Evaluation and measurement of the residual stresses in stainless steel pipes and investigation of the effects of wall thickness on the stresses distributionمحاسبه و اندازهگیری تنشهای پسماند در لولههای فولاد زنگنزن و بررسی تأثیر ضخامت دیواره بر توزیع تنشها616858280FAمهرانچرخیتربیت مدرس، تهران، ایرانداوداکبریمهندسی ساخت و تولید/دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس0000-0002-0152-7176Journal Article20171105In this paper, thermo-mechanical behavior of the welding process was analyzed to determine the effect of wall thickness on the residual stress magnitude and distribution in the stainless steel pipes. In order to verify the model, experimental data for the steel pipes, obtained by Deng with deep hole drilling method, were utilized. Good agreement was observed between the finite element and experimental data. The results indicated that the developed computational method is an effective tool to predict the residual stress of similar weld joints. The present finite element model was developed in a butt-welded pipe to consider the effect of pipe wall-thickness. It was observed that by increasing the preheating temperature in the repair welded pipes, tensile axial residual stresses on the inner surface and compressive axial residual stresses on the outer surface of the stainless steel pipes decreased about 35 and 25 percent, but the compressive axial residual stresses on the inner surface and tensile stresses on the outer surface have small variation. Moreover, by increasing the wall thickness of pipe compressive hoop residual stresses on the inner surface on the stainless steel increased, but only a small variation was observed on the tensile hoop residual stresses. In general, there is no significant effect on the magnitude and distribution of hoop residual stresses on the inner surface of the stainless steel pipe. Also, high wall thickness will have wider distribution of axial residual stresses.در این مقاله رفتار مکانیکی – حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر ضخامت دیواره بر بزرگی و توزیع تنش پسماند جوشی در اتصال فلزات همجنس مورد بررسی قرارگرفته است. برای تایید مدل از دادههای تجربی اتصالات همجنس که با روش کرنشسنجی سوراخ توسط دنگ بدست آمدند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و دادههای تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیشبینی تنش پسماند در اتصالات -همجنس است. اثر ضخامت دیواره لوله روی تنشهای پسماند جوشکاری در لولههای جوش داده شده بصورت لب به لب با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش ضخامت دیواره لوله، تنشهای پسماند محوری کششی در سطح داخلی و محوری فشاری در سطح خارجی لوله فولاد زنگنزن تقریبا تا 35 و 25 درصد کاهش یافته، ولی تنشهای محوری فشاری در سطح داخلی و تنشهای محوری کششی در سطح خارجی تغییر چندانی نکرده است. همچنین در لوله فولاد زنگنزن با افزایش ضخامت دیواره تنش پسماند محیطی فشاری در سطح داخلی کمی افزایش اما تنشهای محیطی کششی تغییر قابل توجهی نمیکنند. بطور کلی ضخامت دیواره بر اندازه و توزیع تنش پسماند محیطی لوله فولاد زنگنزن تاثیر مهمی ندارد. همچنین در ضخامتهای دیواره بالا تنشهای پسماند محوری توزیع وسیعتری خواهند داشت.https://www.iranjme.ir/article_58280_f4443296fb98e451df95ecef1e17eba1.pdf