مکانیک هوا فضا
سال:1397 | دوره:14 | شماره:2 (پیاپی 52) |تعداد مقالات:9

ماشین های سینماتیکی موازی، ساختارهای حلقه بسته ای هستند که دارای دقت، سفتی و توانایی تحمل بارهای زیاد می باشند. سینماتیک این مکانیزم ها به خاطر ساختار حلقه بسته، پایه های موازی، قیود مفصلی و قیود حرکتی که دارند، پیچیده تر می باشد. مکانیزم های موازی دارای محدودیت هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری، وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. این مقاله مکانیزم موازی جدیدی را پیشنهاد می دهد که دارای چهار درجه آزادی شامل سه حرکت خطی در راستای محورهای مختصات و یک حرکت دورانی حول محور x می باشد. در تحلیل سینماتیکی روابط موقعیت، سرعت و شتاب اجزاء مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته و توسط برنامه نوشته شده در محیط نرم افزار متلب در مکانیزم طراحی شده به کار گرفته شده اند و توسط نرم افزار سالیدورکس مورد تایید قرار گرفته اند. همچنین در این تحقیق، فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم افزار متلب به دست آمده است. سپس برای بررسی صحت نتایج به دست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم افزار سالیدورکس شبیه سازی شده و فضای کاری به دست آمده در این تحقیق صحه گذاری شده است. در نهایت از روش تحلیلی نیوتن-اویلر جهت تحلیل دینامیک معکوس سکوی مکانیزم موازی جدید پیشنهادی استفاده گردیده است. با تعریف یک مسیر مشخص با پروفیل مشخص، سرعت و شتاب برای سکوی متحرک و همچنین کدنویسی روابط در محیط نرم افزار متلب نمودارهای نیرو برحسب زمان محرکه ها و پایه ها به دست آمده و تحلیل شده اند.

تراگذار فراصوتی به دلیل نقش بسیار مهمی که در کیفیت، دقت و قابلیت اطمینان نتایج به دست آمده از آزمون غیرمخرب فراصوتی ایفا می کند از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. تراگذار فراصوتی از سه جزء اصلی بلوره پیزوالکتریک، ماده پشتی و لایه تطابق امپدانس تشکیل شده است که چگونگی انتخاب و طراحی هر یک از این اجزاء، تاثیر به سزایی در عملکرد تراگذار دارد. ماده پشتی دارای خاصیت مستهلک کنندگی امواج فراصوتی بوده و وظیفه کاهش زمان لرزش بلوره پیزوالکتریک را برعهده دارد. در این مقاله، از ترکیب ذرات فلزی (تنگستن) و رزین اپوکسی به دلیل داشتن دو ویژگی مستهلک کنندگی امواج فراصوتی و چسبندگی مناسب به عنوان ماده پشتی تراگذار استفاده شده و تاثیر اجزای داخلی ماده پشتی بر عملکرد تراگذار به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که می توان با درنظرگرفتن اجزای مناسب برای ماده پشتی، عملکرد تراگذار را کاملاً تغییر داده و آن را برای پیداکردن عیوب نزدیک به یک دیگر که نیاز به قدرت تفکیک بالا دارند و یا برای عیب یابی در قطعات با استهلاک صوتی بالا که نیاز به انرژی زیادی در تراگذار است بهینه کرد.

لوله شوک یکی از تجهیزاتی است که با ایجاد اختلاف فشار بین دو ناحیه آن (درایور و دریون) و حذف دیافراگم، قابلیت تولید موج شوک با زمان خیز بسیار کوتاه را دارد. از مهم ترین کاربردهای لوله شوک می توان به کالیبراسیون حسگرهای فشار دینامیکی، بررسی پارامترهای موج شوک، بررسی رفتار انواع سازه ها و هم چنین بافت های حیاتی تحت بارگذاری دینامیکی اشاره کرد. در این تحقیق، طراحی و ساخت یک لوله شوک با قابلیت ایجاد فشار ماکزیمم bar 100 (در ناحیه درایور) که معادل انفجار kg 21 TNT در فاصله m 3/3 از محل قرارگیری دیافراگم است، در دستور کار قرار گرفت. از دیگر شاخص های مهم که به عنوان توانایی های این مجموعه در طراحی و ساخت مدنظر قرار گرفت، ایجاد موج شوک با حداکثر سرعت 5/2 ماخ و هم چنین امکان ایجاد موج انعکاسی با پیک فشار MPa 6/2 با سرعت 2 ماخ است که البته با تغییر نوع گاز و ایجاد اختلاف دما بین درایور و دریون، این مقادیر به شدت قابل افزایش است. طراحی لوله شوک محرک گازی براساس سه ناحیه اصلی است که نهایتاً مجموعه ساخته شده دارای طولی برابر m 5/4 و قطری برابر 3 اینچ می باشد. برای اطمینان از صحت عملکرد و بررسی نشتی لوله شوک، آزمایش های استاتیکی و دینامیکی متعدد با انهدام دیافراگم های مختلف انجام گرفت.

امروزه استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در ساختار وسایل نقلیه برای سبک کردن قطعات تولیدی و کاهش مصرف سوخت افزایش یافته است. به منظور افزایش شکل پذیری آلیاژهای آلومینیوم و با توجه به مشکلات شکل پذیری این آلیاژها در دمای اتاق، استفاده از شکل دهی گرم ضروری است. یکی از فرآیند های شکل دهی در دمای بالا فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی در حالت گرم می باشد. در این مقاله، پس از بررسی اثر پارامترهای هندسی و دما (هم دما و غیر هم دما) روی توزیع ضخامت و نیروی سنبه، اثر پارامتر های مختلف (دما، فشار سیال و سرعت سنبه) روی نسبت کشش حدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در حالت غیر هم دما با افزایش دما، نازک شدگی بیشینه ثابت ولی نیروی سنبه بیشینه کاهش یافت. همچنین نسبت کشش حدی با افزایش دما در حالت غیرهم دما، فشار سیال تا مقدار خاص و سرعت سنبه و نیز کاهش دما در حالت هم دما، افزایش یافته است. در این پژوهش بیشترین نسبت کشش 52/2 می باشد که مربوط به دمای 250 درجه سانتیگراد و شرایط دمایی غیرهم دما بوده است.

اتصال قطعات با استفاده از فرایند شکل دهی الکترومغناطیس یک روش نوین برای مونتاژ قطعات با هدایت الکتریکی بالا می باشد. در این تحقیق، اثر پارامتر های هندسی و فیزیکی مهم، از قبیل ولتاژ تخلیه، شعاع و عرض شیارهای مستطیلی در اتصالات اجسام تغییر شکل یافته توسط روش اجزاء محدود و طراحی آزمایش، بررسی شده است. پس از معرفی معادلات حاکم بر الکترومغناطیسی، خروجی این معادلات به شکل فشار توسط نرم افزار المان محدود بر روی قطعه کار اعمال شده است. در این تحلیل، قطعه کار به صورت تقارن محوری مدل شده و به دلیل نرخ کرنش بالا از مدل کرنش سختی جانسون-کوک برای توصیف رفتار پلاستیک ماده استفاده شده است. سرانجام، نتایج به دست آمده با نتایج موجود در مراجع معتبر دیگر مقایسه گردید. این نتایج، نشان می دهند که با افزایش ولتاژ تخلیه، پرشدگی شیار و سطح تماس بین لوله و ماندرل افزایش یافته و همچنین ایجاد برش جزئی لوله در لبه شیار موجب ایجاد مکانیزم قفلی و افزایش استحکام می گردد.

اگر چه استفاده از ماشین های کنترل عددی فوق سریع به صورت روزافزون در حال زیادشدن است، ولی به کارگیری سامانه های تولید مسیر ابزار سنتی برای این نوع ماشین ها براساس تولید بلاک های اولیه خطی یا دایره ای و با به کارگیری استراتژی های استانداردی چون موازی، تراز ثابت و یا پارامتر ثابت، محدودیت ذاتی را برای کاربرد این ماشین ها خواهند داشت. این مقاله روش جدیدی را برای تولید مسیر ابزار مبتنی بر نربز مخصوص ماشین های فوق سریع ارائه می دهد. به منظور پیوسته کردن هرچه بیشتر ماشین کاری شیوه پیچشی تولید مسیر ابزار در این مقاله، مبتنی بر نربز ارائه می شود که تعداد بلاک ها نسبت به روش های سنتی تا پنج برابر کاهش می یابد. این الگوریتم با آفست کردن لبه بیرونی سطح ابزار در یک ارتفاع ثابت، صفحه راهنمای افقی دو بعدی مدل را تهیه می کند و سپس با آفست کردن کانتور حاصله به سمت داخل براساس مقدار فاصله آفست محاسبه شده، کانتورهای آفست تهیه و برروی سطح ابزار تصویر می شوند. در مرحله آخر، مسیرهای حاصله با الگوریتم نربز تخمین زده می شوند. الگوریتم تخمین طوری ارائه شده است که حداقل تعداد نقاط کنترلی حاصل شود. مثالی از این الگوریتم در مقایسه با شیوه سنتی به همراه صحت سنجی آن ارائه می گردد.

در این مقاله، با استفاده از طراحی و ساخت یک سامانه جهت ایجاد سیگنال مورد نیاز برای تحریک امواج هدایت شده و با استفاده از یک کریستال پیزوالکتریک، امواج هدایت شده در یک لوله ایجاد و انتشار یافته اند. امواج، پس از انتشار، توسط یک پراب اولتراسونیک دریافت شده و توسط اسیلوسکوپ دیجیتال ذخیره شده اند. سیگنال های دریافتی پس از پردازش و اعمال فیلتر جهت حذف نویز، با یکدیگر مقایسه شده اند. جهت مقایسه نتایج و بررسی پارامترهای موثر بر توانایی بازرسی این امواج، پراب دریافت کننده در امتداد لوله حرکت داده شده و با تغییر تعداد پالس های سینوسی ورودی و اعمال تغییر در فرکانس سیگنال، داده ها در فرکانسی که بیش ترین دامنه دریافت می شود، ضبط شده اند. با تنظیم فرکانس در محدوده 30 تا 40 کیلوهرتز، می توان در هر یک از نقاط آزمایش سیگنال مناسبی دریافت کرد.

قطعات لوله ای شکل، از مهم ترین محصولات آلیاژهای تیتانیوم است؛ که به صورت گسترده ای در صنایع هوایی، دریایی و شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. بیشتر محصولات لوله ای شکل تیتانیوم از تیتانیوم خالص تجاری یا آلیاژهای کم استحکام آن ساخته می شود. یکی از مهم ترین محدودیت های تولید قطعات تیتانیومی، شکل پذیری ضعیف تیتانیوم در دمای پایین است. فرآیند شکل دهی داغ لوله با گاز یکی از روش هایی است که امروزه برای تولید قطعات لوله ای شکل مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش به بررسی تجربی و المان محدود فرآیند شکل دهی داغ لوله با گاز برای تولید قطعه با سطح مقطع مربعی شکل از لوله تیتانیوم خالص تجاری درجه 2 در دمای ˚ C840 پرداخته شد. بدین ترتیب اثر نرخ افزایش فشار گاز بر نحوه شکل گیری لوله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات مختلف نشان داد که کاهش نرخ افزایش فشار گاز درون لوله، ضمن فراهم آوردن فرصت لازم برای یکنواختی دما و در نتیجه شکل گیری یکنواخت قطعه، باعث کاهش نرخ کرنش در جداره لوله شده و بدین ترتیب احتمال پاره شدن لوله کاهش می یابد. بررسی تصاویر ریزساختار قطعه تولیدشده، نشان دهنده انجام پدیده تبلور مجدد حین فرآیند شکل دهی و ایجاد دانه های هم محور در قطعه نهایی می باشد.