مکانیک هوا فضا
سال:1396 | دوره:13 | شماره:3 (پیاپی 49) |تعداد مقالات:10

شکل دهی الکترومغناطیس یکی از روش های شکل دهی پرسرعت است که از نیروی الکترومغناطیسی لورنتس جهت شکل دهی، اتصال و مونتاژ قطعات با هدایت الکتریکی بالا استفاده می شود. در این مقاله، اثر پارامترهای مهم فرایند، مانند ولتاژ تخلیه، ضریب اصطکاک، لقی بین قالب و لوله، طول و ضخامت دیواره لوله، بر روی جابجایی شعاعی و نازک شدگی قطعه کار بررسی شده است. خروجی معادلات حاکم الکترومغناطیسی به شکل فشار در نرم افزار المان محدود، بر روی قطعه کار اعمال شده است. در این تحلیل، آنالیز دینامیکی با به کار بردن یک مدل دوبعدی تقارن محوری به انجام رسید و مدل کرنش سختی جانسون-کوک برای توصیف حساسیت نرخ کرنش و نشان دادن رفتار پلاستیک ماده به کار رفت. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی موجود در مراجع معتبر دیگر مقایسه شد و تطابق خوبی حاصل شد.

در این مقاله، تاثیر عمق اولیه محفظه ماشین کاری با تنظیم پارامترهای ورودی (شدت جریان و زمان روشنی پالس) در فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی (EDM) برروی مولفه های سلامتی سطح (ضخامت لایه سفید، چگالی میکرو ترک ها، عمق منطقه متاثر از حرارت و میکرو سختی) برای فولاد ابزار سردکار (DIN 1.2379) مورد مطالعه قرار گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده، افزایش عمق اولیه محفظه، موجب کاهش ضخامت لایه سفید و لایه متاثر از گرما (HAZ) گردیده و چگالی میکروترک ها را در سطح ماشین کاری شده، کاهش می دهد. همچنین نتایج حاصل از میکروسختی سنجی نشان می دهد، با افزایش عمق اولیه محفظه ماشین کاری، میزان سختی در لایه های نزدیک سطح با پیشروی در امتداد عمق قطعه کار، افزایش یافته و بعد از گذر از یک عمق مشخص از سطح ماشین کاری شده، این روند افزایشی متوقف شده و میزان سختی بتدریج کاهش می یابد.

این پژوهش روشی برای بهینه سازی شرح می دهد که در آن از مدل سطح پاسخ همراه الگوریتم ژنتیک چندهدفه بر پایه جبهه پارتو، استفاده شده است. در پژوهش های قبلی، مساله چندهدفه به یک مساله تک هدفه تبدیل شده و بهینه سازی شده است. در این پژوهش هدف کمینه کردن توابع ناسازگار گسیختگی و چروکیدگی بوده است. متغیرهای طراحی نیروی ورقگیر و هندسه بیدهای کششی درنظر گرفته شده اند. برای پیداکردن رابطه بین متغیرها و توابع هدف از مدل سطح پاسخ استفاده شده است . روش ارائه شده روی یک قطعه نیمه مخزن سوخت بررسی شده و این روش موثرتر و دقیق تر از روش سنتی آزمون و خطا مشاهده شده است.

زینترینگ یا تف جوشی لیزری پودر به منظور تولید سریع قطعات فلزی یکی از روش های متداول برای تولید سریع قطعات می باشد. برای رسیدن به قطعه با بالاترین کیفیت لازم است تا پارامترهای تولید به دقت بررسی شود و تاثیر آن مورد ارزیابی قرار گیرد. بهینه سازی پارامترهای فرآیند به منظور نزدیک کردن خواص قطعه تولیدی به مواد خام اصلی، یکی از اهداف اصلی محققان در تف جوشی لیزری پودرهای فلزی است. پارامترهایی از قبیل: چگالی، سختی سنجی در ابعاد ماکرو، سختی سنجی در ابعاد میکرو، استحکام، صافی سطح، ظاهر، تنش پسماند و غیره در موارد مختلف مورد برر سی قرار گرفته اند. در این مقاله، تاثیر پارامترهای ورودی مانند توان لیزر، سرعت اسکن، جنس پودر و غیره بر روی پارامترهای خروجی از قبیل عمق نفوذ، استحکام، اثر گوی شدگی و غیره بررسی شده است. به منظور تولید قطعات چندلایه کاملا چگال توسط فرایندهای لیزری پالسی، در ابتدا لازم است تا عملکرد لیزر و مواد و همچنین بهینه سازی پارامترها، برای تک لایه بررسی شود. آزمایش ها بر روی بستر پودر آزاد به عمق 5 میلی متر انجام شده است. هر قطعه به صورت تک لایه و تنها با یک بار اسکن لیزر بر روی بستر پودر تولید شده است. حرکت پرتو لیزر بر روی سطح مربع هایی به ابعاد 10´10 میلی متر تولید می کند. در طراحی آزمایشات ابتدا تابعی برای چگالی انرژی اعمالی به سطح تعریف شد. سپس بر مبنای این تابع، تاثیر توان، سرعت اسکن، فرکانس و فاصله اسکن بر نمونه های تولیدشده بررسی و با تابع تعریف شده ارزیابی شد.

در این مقاله سعی شده است با استفاده از خنک کاری فوق سرد با نیتروژن مایع آسیب هایی از جمله زبری سطح، میکروترک ها، اکسیداسیون و سوختگی سطحی، همچنین نیروهای سنگ زنی در سنگ زنی آلیاژ تیتانیوم کنترل و به حداقل میزان خود برسند. علاوه بر این جدیدترین روش های آماری متناسب با طبیعت فرآیند، تاثیرات هر یک از پارامترهای سنگزنی (سرعت برشی، سرعت پیشروی و عمق برش) و همچنین، تعامل اثر آنها را بر روی خروجی های زبری سطح، نیروی عمودی و نیروی مماسی مورد بررسی قرار داده و بهینه ترین سطوح را برای آنها مشخص کرده است. این مقاله نشان می دهد استفاده از نیتروژن مایع به عنوان خنک کننده تاثیر مثبتی بر روی کاهش زبری سطح و نیروهای سنگ زنی دارد، همچنین باعث کاهش آسیب های سطحی قطعه کار شده و از اکسیداسیون سطح آلیاژ تیتانیوم هنگام سنگ زنی جلوگیری می کند. علاوه بر این هر یک از پارامترهای سرعت برشی، سرعت پیشروی و عمق برش بر روی خروجی های مورد مطالعه، موثر می باشد و به طور مثال افزایش سرعت برشی، باعث افزایش زبری سطح و کاهش نیروهای سنگ زنی می شود، همچنین افزایش عمق برش، افزایش زبری سطح و نیروها را در پی دارد.

در تحقیق حاضر، آلیاژ آلومینیم ریختگی A356 به عنوان زمینه و ذرات آلومینا به عنوان تقویت کننده کامپوزیت استفاده شدند. 5 درصد وزنی پودر آلومینا با پودر آلومینیم با نسبت 1 به 1 جهت افزایش ترشوندگی، آسیاب و به مذاب افزوده شدند. سه دبی گاز آرگون 2.5، 5 و 10 لیتر بر دقیقه جهت تزریق ذرات به مذاب آلومینیم انتخاب و اثرات دبی گاز بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت حاصل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دبی گاز از 2.5 به 5 لیتر بر دقیقه خواص مکانیکی نظیر سختی و استحکام فشاری به ترتیب از 62.3 برینل و 230.2 مگاپاسکال به 78.7 برینل و 539.1 مگاپاسکال افزایش پیدا کرده است. این در حالی است که آزمون سایش بیانگر کاهش تقریبی 26 درصدی در ضریب اصطکاک است. با افزایش بیشتر دبی گاز تزریقی تا 10 لیتر بر دقیقه به دلیل افزایش تخلخل و تجمع ذرات آلومینا، سختی و استحکام فشاری نسبت به کامپوزیت تولیدی با دبی گاز 5 لیتر بر دقیقه به ترتیب 21 و 37 درصد کاهش یافت. در این حالت، ضریب اصطکاک میانگین از 0.42 در کامپوزیت با دبی گاز 5 لیتر بر دقیقه به 0.56 در کامپوزیت با دبی گاز 10 لیتر بر دقیقه افزایش یافت.

آهنگری نیمه جامد از فرآیندهای نوین شکل دهی فلزات است که برای تولید قطعات در حالت نیمه جامد بکار می رود که در سالهای اخیر توسعه گسترده ای پیدا کرده است. این فرآیند شامل آهنگری شمش با ساختار غیردندریتی در محدوده دمایی دو فازی مذاب و جامد است. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر ریزساختار اولیه، سرعت رام پرس هیدرولیکی و عملیات حرارتی بر خواص متالورژیکی و مکانیکی آلیاژ آلومینیم شکل داده شده با فرآیند آهنگری نیمه جامد است. مطالعه ریزساختاری به کمک میکروسکوب نوری، الکترونی روبشی و نرم افزار آنالیز تصاویر صورت گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با افزایش سرعت رام پرس از 1 به 5 میلی متر بر ثانیه منجر به کاهش اندازه دانه از مقدار 85 به 73 میکرومتر شده است که در این حالت استحکام فشاری نهایی معادل 433 مگاپاسکال اندازه گیری شد. همچنین مشخص شد که با انجام عملیات حرارتی T6 به عنوان مرحله پایانی سبب کروی شدن سیلیسیم یوتکتیک و پدیدار شدن ذرات سخت Mg2Si در فاز زمینه شد که این امر موجب افزایش استحکام فشاری نهایی از 433 به 522 مگاپاسکال و عدد سختی از 79 به 88 ویکرز شده است.

ورق آلومینیم 6061 به دلیل نسبت استحکام به وزن بالایی که دارد کاربردهای زیادی در صنایع مختلف از جمله صنعت خودروسازی و هواپیماسازی دارد و از این طریق به کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی هوا کمک می کند. نمودار حد شکل دهی یک روش مفید برای شناسایی شکل پذیری ورق های فلزی می باشد. از آنجائی که انجام آزمایش های تجربی برای محاسبه منحنی حد شکل دهی مستلزم صرف زمان و هزینه است، در این تحقیق دو معیار عددی برای پیش بینی منحنی حد شکل دهی (FLD) ورق آلومینیم 6061 ارائه می شود. برای انجام شبیه سازی عددی از نرم افزار آباکوس استفاده می شود و معیارهای عددی پیش بینی منحنی حد شکل دهی پس از محاسبه پارامترهای آن وارد نرم افزار آباکوس می شود تا از این طریق بتوان منحنی حد شکل دهی آلومینیم 6061 را پیش بینی کرد. معیارهای عددی استفاده شده در این تخقیق، معیار شکست نرم و معیار منحنی حد شکل دهی می باشد که نتایج پیش بینی آنها با نتایج تجربی مقایسه شد. روش براگارد برای خواندن کرنش های حد شکل دهی تجربی استفاده شد. این روش نسبت به سایر روش ها که کرنش های حد شکل دهی را از منطقه نزدیک پارگی می خوانند، دقیق تر است. نتایج مقایسه نشان می دهد که معیار عددی شکست نرم از دقت بهتری برای پیش بینی منحنی حد شکل دهی ورق آلومینیم 6061 برخوردار است. علاوه براین، نتایج عددی در زمینه پیش بینی نمودار نیرو- جابجایی سنبه با نتایج تجربی مقایسه شد که نتایج عددی از نزدیکی خوبی با تجربی برخوردارند.