مکانیک هوا فضا
سال:1388 | دوره:5 | شماره:3 (پیاپی 17) (ساخت و تولید) |تعداد مقالات:7

در حال حاضر، شکل دهی ورق های فلزی با استفاده از پرتو لیزر برای صنایعی مانند هوا فضا، خودروسازی و کشتی سازی که قبلا از قالب و پرس های بزرگ و پرهزینه برای شکل دهی فلزات استفاده می کردند، دارای ارزش زیادی است. در این مقاله، به منظور کاهش زمان طولانی محاسبات خمش خطی ورق های فلزی با استفاده از پرتو لیزر که معمولا با تحلیل سه-بعدی و غیر خطی اجزا محدود همراه است، یک مدل ساده تحلیل مکانیکی برای پیش بینی زاویه خمش ارایه شده و در این مقاله تاثیر پارامترهای موثر بر زاویه خم ورق های فلزی در فرآیند شکل دهی لیزری به صورت تحلیلی مطالعه شده است. پیش بینی زاویه خم با استفاده از محدوده ای است که تغییرات ریز ساختاری در مقطع ورق ایجاد شده و این محدوده از آزمایش های تجربی صورت گرفته، محاسبه شده و در پیش بینی زاویه خمش استفاده شده است. مقایسه داده های مدل تحلیلی مکانیکی و تجربی تطابق نسبتا خوبی را نشان می دهد.

در جوشکاری انفجاری، فشار بسیار زیاد در نقطه برخورد سبب کاهش لایه های ناخالصی سطحی شده و در نتیجه شرایط تماس فلز به فلز در فصل مشترک و اتصال متالورژیکی بین دوفلز غیرهم جنس ایجاد می شود. در این مقاله، ضمن معرفی اتصال اسکارف، جوشکاری انفجاری فلزات آلومینیوم و مس بر مبنای این نوع اتصال، در حالات مختلف بارگذاری انجام شده و استحکام برشی اتصالات اسکارف به وسیله روشی جدید ارزیابی می شود. رابطه بین استحکام برشی و بارگذاری انفجاری در نمونه های مختلف به وسیله مدل های غیرخطی و لگاریتمی به کمک روش رگرسیون و استفاده از جدول ANOVA ارایه می شود. کفایت مدل های مربوطه در آزمایش های روکش انفجاری ارزیابی شد. نتیجه آنکه، با انجام اتصال اسکارف در فلزات غیر هم جنس (با استفاده از روش محاسباتی که در این مقاله ارایه شده) می توان انواع بارگذاری انفجاری را در یک مرحله ارزیابی نمود و با ایجاد مدل مناسب، استحکام برشی قطعات روکش کاری شده انفجاری را تخمین زد.

می توان بسیاری از فلزات و سازه های همجنس را به وسیله روش های متداول به یکدیگر متصل نمود. این درحالی است که اتصال فلزات غیرهمجنس، برای دستیابی به ترکیبات بسیار کاربردی، موضوع تحقیق بسیاری از دانشمندان بوده است. در این مقاله، ضمن معرفی اتصال گوه ای، جوشکاری انفجاری فلزات آلومینیوم و مس صورت می گیرد و فصل مشترک اتصال از دیدگاه ماکروسکوپی و بررسی خواص مکانیکی به وسیله انجام آزمایش های کشش، برش خالص و میکروسختی سنجی، ارزیابی می شود. در اجرای آزمایش های برش، با بررسی بارگذاری انفجاری در نمونه ها، مدل هایی به روش رگرسیونی و تحلیل واریانس برای بیان استحکام برشی برحسب بارگذاری انفجاری ارایه می شود. مدل های مربوطه در آزمایش های روکش انفجاری تایید می شود. در نتیجه، با ایجاد اتصال گوه ای در صفحات غیرهمجنس می توان شرایط فصل مشترک اتصال را در فلزاتی با ضخامتهای مختلف صفحات پران و ماده منفجره در فرآیند روکش کاری انفجاری در یک مرحله ارزیابی کرد و مدل مناسبی برای ارزیابی استحکام برشی-نسبت بارگذاری اتصال ارایه نمود.

فرایند قالبگیری انتقالی رزین که زیر مجموعه دسته وسیع تر قالبگیری مایعی است، از جمله فرایندهای مهم تولید کامپوزیت های پلیمری محسوب می شود. به منظور بهبود این فرایند و افزایش کیفیت تولید، تاکنون روش های اصلاحی متنوعی ارایه شده که یکی از مهمترین آنها فرایند قالبگیری انتقالی رزین به کمک خلا با پوسته قالب منعطف می باشد. به دلیل انعطاف پذیری پوسته قالب، جریان رزین داخل قالب سبب فشردگی الیاف پیش شکل داده شده و تغییر ضخامت آن می شود. این پدیده بر تمامی پارامترهای فرایند تاثیر می گذارد. به منظور دستیابی به نتایج واقعی تر و مدل سازی دقیق فرایند در مرحله پر شدن، در این مقاله معادلات حاکم بر مرحله پرشدن قالب های طویل، با احتساب اثرات انعطاف پذیری پوسته قالب و الیاف پیش شکل داده شده و همچنین افت اصطکاکی و گرانشی لوله تزریق بصورت تحلیلی حل شده است. سپس، نتایج عددی حاصل از تحلیل حاضر با مدل های قبلی و آزمایشات موجود در این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته و برخی از نتایج سودمند ارایه شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده بهبود مدل سازی فرایند نسبت به مدل های قبلی و همخوانی بهتر با نتایج تجربی می باشد. همچنین، نشان داده شده که صرف نظر کردن از لوله تزریق در مدل سازی فرایند قالبگیری انتقالی رزین با پوسته قالب منعطف، در مقایسه با فرایند قالبگیری انتقالی رزین با قالب های ستنی از خطای بیشتری برخوردار خواهد بود.

در سال های اخیر، روش های مختلف هیدروفرمینگ ورق های فلزی از سوی محققان ارایه شده است. این روش ها، علی رغم داشتن مزایای بسیار، محدودیت هایی نیز دارند. از سوی نگارندگان این مقاله نیز قبلا یک روش جدید هیدروفرمینگ ارایه شده است. در روش ارایه شده در این مقاله از یک صفحه پلی یورتانی به منظور کنترل نیروی ورقگیر و کاهش چروکیدگی در ناحیه فلنج استفاده می شود. پارامترهای موثر، نظیر پیش بشکه ای کردن و فشار شکل دهی، به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده که شکل دهی در قالب جدید هیدروفرمینگ در مقایسه با روش های دیگر هیدروفرمینگ به فشار سیال بسیار پایین تری نیاز دارد. به همین دلیل، پیش بشکه ای کردن تاثیر چندانی بر توزیع ضخامت محصول ندارد. همچنین، نشان داده شده که با افزایش فشار شکل دهی، ضخامت بحرانی از ناحیه سر سنبه به ناحیه دیواره قطعه انتقال پیدا می کند. همچنین، تاثیر اصطکاک بین سنبه و ورق به صورت شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که افزایش اصطکاک سبب بهبود توزیع ضخامت در فرایند کشش عمیق می شود.

شکل دهی قطعات مخروطی در صنعت یکی از زمینه های پیچیده و دشوار فرایند های شکل دهی فلزات محسوب می شود. به علت تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل دهی، تنش زیادی به ورق اعمال شده که موجب پارگی آن می شود. به علاوه، از آنجا که بخش عمده ای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورق گیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد می شود. به همین دلیل، این قطعات را در صنعت عموما با روش اسپینینگ، شکل دهی انفجاری و یا با کشش عمیق چند مرحله ای شکل می دهند. در زمینه شکل دهی قطعات مخروطی، تحقیقات محدودی صورت گرفته است. در این مقاله، شکل دهی قطعات مخروطی در فرآیند هیدروفرمینگ با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و مراحل آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. با بررسی مسیرهای فشار متفاوت، تاثیر مسیر فشار بر پارگی و توزیع ضخامت قطعه مورد بررسی قرار گرفت. با اعمال مسیر فشار مطلوب، قطعات مخروطی با عمق زیاد و با کیفیت مناسب شکل داده شده است.

در این مقاله، به کمک معادلات ارتعاشی ابزار در دو جهت x وy ، پدیده چتر در فرآیند فرزکاری مدل سازی شده است. برای حل این معادلات، ویژگی های ساختاری ابزار برشی، نظیر فرکانس طبیعی اصلی، ضریب میرایی و سختی آن در جهت های x و y باید معلوم باشد. برای تعیین این ویژگی ها، "آزمایش مودال" انجام شده و نتایج آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مدل تحلیلی ارایه شده برای پدیده چتر، در عمق های برش محوری مختلف مورد بررسی تجربی قرار گرفته و درستی آن تایید شده است. میزان عمق برش بحرانی در فرآیند شیارتراشی آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V با ابزار کاربایدی بصورت های تجربی و تحلیلی در حدود 5 میلیمتر بدست آمده است. پس از اطمینان از صحت مدل ارایه شده برای پیش بینی وقوع یا عدم وقوع پدیده چتر، تاثیر پارامترهای سرعت برشی، سختی ابزار فرز انگشتی و عمق برش شعاعی بر پایداری سیستم برشی شبیه سازی شده است. با افزایش سرعت برشی، سیستم بین حالت های پایدار و ناپایدار چند بار سوییچ می کند. دلیل این رفتار شکل خاص نمودار دالان های پایداری (SLD) است. افزایش سختی ابزار برشی و کاهش میزان درگیری شعاعی ابزار با قطعه کار فرآیند را پایدارتر می سازد.