مهندسی صنایع و مدیریت (شریف ویژه علوم مهندسی)
سال:1386 | دوره:23 | شماره:39 (ویژه مهندسی و علم مواد) |تعداد مقالات:18

در این تحقیق برای اتصال فولاد زنگ نزن 304 از روش فاز مایع گذرا، با لایه واسط پایه نیکل به ضخامت 50mm و دمای؛ 1100oC استفاده شده است. اتصال در اتمسفرهای مختلف کوره، گاز آرگون، و خلا، در مدت زمان های مختلف (از 30 تا 180 دقیقه) انجام شد. اتصالات ایجاد شده به مدت 120 دقیقه در دمای؛ 1150oC همگن سازی شدند. ریزساختار محل اتصال با میکروسکوپ نوری بررسی و استحکام برشی اتصالات اندازه گیری شدند. نتایج بررسی های ریزساختاری حاکی از وجود حفره ها و تخلخل ها در محل اتصال اتصالات ایجاد شده در اتمسفر کوره و گاز آرگون است. این تخلخل ها و حفره ها در اثر اکسید شدن لایه واسط و فصل مشترک اتصال - فلز پایه به هنگام عملیات اتصال تشکیل می شوند در اتصالات ایجاد شده در خلا این حفره ها و تخلخل ها مشاهده نشد. نتایج آزمایشات مکانیکی نشان می دهد که اتصال ایجاد شده در خلا و به مدت 180 دقیقه بهترین استحکام برشی را ارایه می کند که خیلی نزدیک به استحکام برشی فلز پایه است.

در این پژوهش رفتار خوردگی چند آهن ربایی دایم تجاری Nd-Fe-B تف جوشی شده و همچنین آهن ربایی با ترکیب شیمیایی نزدیک به ترکیب استوکیومتری Nd2Fe14B، به نام آهن ربای Nd12.8Fe79.8B7.4 مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بررسی ریزساختار و ترکیب شیمیایی آلیاژها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف نگار پراکنش انرژی اشعه ایکس نشان داد که می توان از نسبت درصد اتمی فلزات واسطه به عناصر نادر خاکی به عنوان شاخصی برای شناسایی فاز اصلی آهن ربا استفاده کرد. در مرحله بعد با استفاده از رسم منحنی های قطبیدگی در محلول های 0.001 و 0.01 مولار اسید سولفوریک، مقاومت خوردگی آهن ربای تجاری با مقاومت خوردگی آهن ربای Nd12.8Fe79.8B7.4 مقایسه، و مشخص شد که در میان عناصر آلیاژی موجود در آهن رباهای تجاری، تنها حضور عنصر کبالت در فاز اصلی می تواند تاثیر چشم گیری بر بهبود رفتار خوردگی آلیاژهای Nd-Fe-B داشته باشد. بررسی ریزساختار آلیاژها پس از آزمایش های خوردگی، نشان دهنده خوردگی ترجیحی مرزدانه ها است که این امر ناشی از تشکیل یک زوج گالوانیک میان فاز غنی از نئودیمیم و فاز زمینه آهن ربا است.

پدیده گوشه دار شدن حین کشش عمیق ورق های فلزی، روند تولید را مختل و از کیفیت محصول نهایی می کاهد. در نتیجه ان ایزوتروپی صفحه ای ورق رخ می دهد. پارامترهای ترمومکانیکی اعمال شده حین تولید ورق از عوامل مهم و تاثیرگذار بر ان ایزوتروپی ورق و ایجاد پدیده گوشه دار شدن هستند. این پارامترها با تغییر ریزساختار و بافت ورق بر میزان گوشه دار شدن اثر می گذارند. با انتخاب شرایط مناسب در نورد داغ، نورد سرد و تابکاری (تبلور مجدد) می توان به تعادل مناسب در بافت تابکاری و نورد به همراه ساختار ریزدانه و یکنواخت دست بافت و در نتیجه کم ترین میزان ان ایزوتروپی صفحه ای را برای ورق نهایی فراهم کرد. در این پژوهش نقش این پارامترها بر بافت و ریزساختار ورق برنجی 10-90، و در نهایت ارتباط آنها با ان ایزوتروپی و گوشه دار شدن ورق مورد بررسی واقع شده است. دمای پایانی نورد داغ، کرنش نورد سرد و دمای تابکاری در دو مرحله تاباندن اولیه و نهایی از جمله پارامترهای مورد تحقیق و بررسی بوده است. در نمونه هایی که از ریزساختاری با دانه های همگن و عاری از دوقلوهای تابکاری برخوردار بود، ان ایزوتروپی صفحه ای کم تری مشاهده شد. به همین ترتیب ورق هایی که بین مولفه های تابکاری و نورد آن ها توازن بیشتری برقرار بود، ان ایزوتروپی صفحه ای کم تری داشتند.

در این پژوهش، نوسان های الکتروشیمیایی جریان و پتانسیل نمونه های آلیاژی فولاد زنگ نزن 304 حساس شده در محلول اسیدی %25 کلراید منیزیم و همچنین برنج 30-70 در محلول ماتسون، طی پدیده ترک خوردگی ناشی از خوردگی و تنش (SCC) مورد بررسی قرار گرفته است. در مورد هر دو آلیاژ، پدیده شروع و رشد ترک بر اثر تغییرات آنی و همزمان در جریان و پتانسیل قابل مشاهده است. اما این تغییرات در نوسان های جریان مشخص تر است. مشخصه ایجاد ترک اولیه در نمونه فولاد زنگ نزن 304 با تغییرات آنی در پتانسیل و جریان همراه است که به آرامی بازیابی می شود و رشد نهایی ترک بر اثر تغییرات شدید در جریان و پتانسیل مشاهده می شود. در نمونه برنجی نیز رشد ترک با تغییرات آنی جریان و پتانسیل همراه است که به طور کامل بازیابی نمی شود. داده های به دست آمده از جریان و پتانسیل در محدوده زمانی، به وسیله تابع تبدیل فوریه سریع به محدوده فرکانسی تبدیل شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. در نهایت، مشخص شد که تغییرات جریان و پتانسیل، با شروع رشد ترک و در نهایت شکست قطعه ارتباط دارد، و این ارتباط می تواند مبنای پیش بینی پدیده SCC در این آلیاژها باشد.

رعایت شیب مجاز در مسیر راه آهن، استفاده از تونل در مناطق کوهستانی را اجتناب ناپذیر می سازد. تونل کیلومتر 47+400 مسیر قزوین – رشت - انزلی در ناحیه البرز غربی در دامنه ارتفاعات مشرف به رودخانه سفیدرود در مجموعه سنگ های آندزیت و تراکی به سن ائوسن در دست مطالعه است. مسیر تونل و ترانشه (گودال) ورودی آن در توده سنگی هایی درزه دار با لایه بندی ضخیم که توسط گسلی ناحیه ای قطع شده قرار گرفته است. ترانشه خروجی آن نیز در سری رسوبات آبرفتی دوران چهارم واقع شده است. در این پژوهش لغزش های موضعی در سطح دامنه، احتمال وجود لغزش و ایجاد نگرانی در مورد امنیت تونل، موضوع پایداری توده سنگ های درزه دار در ترانشه ورودی و بخش میانی تونل مدنظر است.طول این تونل 490 متر، و بیشینه ارتفاع روباره آن حدود 150 متر با روند تقریبی شرقی و غربی است. نتایج برداشت های زمین شناسی مهندسی و درزه نگاری آماری استریوگرام ها حاکی از وجود حداقل سه سیستم ناپیوستگی در توده سنگی است.به منظور تحلیل پایداری گوه های سنگی داخل تونل و ترانشه ورودی، در طول مسیر تونل چندین مقطع در نظر گرفته شد پس از تهیه اطلاعات ژئومکانیکی و مشخصات هندسی درزه ها، بخش داخلی تونل با استفاده از نرم افزار Unwedge و ترانشه ورودی با استفاده از روش ساختاری تحلیل شده است. علاوه بر آن، بحرانی ترین مقطع با بیشترین روباره با استفاده از نرم افزار Phase مدل سازی شد. نتایج نشان می دهد که در محل های یاد شده در داخل تونل احتمال وقوع گسیختگی های گوه ای، گسیختگی های صفحه ای و نیز واژگونی در دیواره ترانشه های ورودی وجود دارد. شیب پایدار برای دیواره سمت راست ترانشه 72 درجه و برای سمت چپ ترانشه 56 درجه است.از آنجا که تونل به منظور احداث خط آهن ساخته خواهد شد، بررسی نشست کف آن بسیار با اهمیت است. بنابراین مولفین بر اساس داده های محققین پیشین، یک رابطه ریاضی برای تعیین حداکثر ظرفیت باربری مجاز پی سنگی برمبنای RMR ارایه کرده و نشست کف تونل را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان می دهد که با ضریب اطمینان بالا می توان نسبت به پایداری کف تونل مطمئن بود.

در این پژوهش مخلوط پودری مورد استفاده در ساخت برقگیرهای اکسید روی توسط آسیاب گلوله ای با انرژی بالا در ابعاد نانومتری تهیه، و سپس نسبت به تهیه قرص های برقگیر با استفاده از این پودرها اقدام شد. در ابتدا توزیع اندازه ذرات نانوپودرهای تهیه شده توسط دستگاه تحلیل گر اندازه ذرات، و مورفولوژی نانو پودرها توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن، مخلوط پودری حاصل توسط پرس به صورت قرص شکل دهی شد و قرص های حاصل در دماهای مختلف کلوخه شدند. نمونه های کلوخه شده چگالی سنجی شدند تا نمونه های مناسب برای بررسی های ریزساختاری و اندازه گیری خواص الکتریکی تهیه شوند. بررسی های ریزساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی انجام شد و در نهایت منحنی ولتاژ - شدت جریان نمونه ها توسط دستگاه مولتی متر اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که استفاده از پودرهای نانومتری در نمونه ها باعث بهبود خواص الکتریکی برقگیر (مانند ولتاژ شکست و ضریب غیرخطی) شده است. نتایج عملی حاصل مشخص کرد که ضریب غیرخطی 60(a) و ولتاژ شکست 5500V/cm است که این مقادیر در مقایسه با برقگیر ساخته شده از پودرمیکرونی به روش مشابه، افزایش چشم گیری نشان می دهد. ریزساختار حاصل نیز بسیار یکنواخت تر شده بود که بخشی از بهبود خواص ناشی از همین مساله است.

در این تحقیق فرایند نورد تخت سیم با استفاده از روش ترکیبی اجزا محدود و تختال مورد آنالیز قرار گرفت. میدان کرنش سیم مسی تخت شده در کاهش ضخامت ها و ضرایب اصطکاک مختلف محاسبه و نتایج حاصل با انجام آزمون میکروسختی روی سطح مقطع سیم های تخت شده، تایید شد. نتایج آنالیز و آزمون میکروسختی نشان داد که بیشینه و کمینه کرنش به ترتیب در مرکز و لبه انحنا دار سیم ایجاد می شود. همچنین پخش جانبی و عرضی تماس بین سیم و غلتک برای کاهش ضخامت ها و ضرایب اصطکاک مختلف با استفاه از روش مذکور پیش بینی شد. انطباق قابل قبولی بین نتایج حاصل از آنالیز عددی و نتایج تجربی به دست آمد.

در سال های اخیر، ریخته گری و شکل دهی آلیاژها در حالت نیمه جامد، توجه بسیاری از محققان و صنعت گران را به خود جلب کرده است. ریزساختار مناسب برای فرایندهای نیمه جامد، شامل ذرات کروی در زمینه ای با نقطه ذوب پایین تر است. روش های مختلفی برای تولید چنین ریزساختاری وجود دارد، که «سطح شیب دار» یکی از این روش ها است. در این نوشتار، به عنوان یک پژوهش جدید، اثر همزمان زاویه سطح شیب دار و ارتعاش قالب بر ریزساختار حالت نیمه جامد آلیاژ Al7075 بررسی شد. نتایج حاصل نشان می دهد که ارتعاش قالب به میزان قابل توجهی اندازه متوسط گلبول های این آلیاژ را کاهش می دهد. همچنین، با افزایش اندازه کریستال های اولیه ورودی از سطح شیبدار به قالب، اثر ارتعاش قالب افزایش می یابد. همچنین، ارتعاش قالب به بهبود فاکتور شکل گلبول های آلیاژ Al7075 پس از حرارت دهی مجدد منجر می شود.

در این پژوهش اثر چرخه های عملیات حرارتی بر روی یک فولاد کم آلیاژ تولیدی به روش تف جوشی لیزری مطلعه شده است، و چرخه های یکنواخت کردن، بازپخت آستنیتی، سخت کاری - بازگشت و عملیات ترکیبی مورد تحقیق قرار گرفته اند. همچنین آزمایش های سختی سنجی، استحکام پارگی عرضی و تجزیه و تحلیل ریزساختاری توسط میکروسکوپ نوری انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که برای همگن سازی ریزساختار می بایست دمای آستنیته بیش از 1000oC باشد. با این وجود، دمای آستنیته 850-900oC و زمان 30 دقیقه برای حصول سختی و استحکام مناسب کافی است. با عملیات حرارتی بازپخت آستنیتی (آستمپرینگ) در دمای پایین و سخت کاری - بازگشت در شرایط مناسب می توان استحکام فولاد تف جوشی شده را حدود %50 افزایش داد به طوری که کاهش سختی نسبتا کم و حداکثر %20 باشد. نتایج به دست آمده از عملیات حرارتی ترکیبی حاکی از افزایش بیش از 100 درصدی استحکام پارگی عرضی و عدم تغییر میزان سختی نمونه ها نسبت به نمونه های عملیات حرارتی نشده بود. عملیات ترکیبی شامل یک مرحله نرماله با دمای آستنیته در محدوده انحلال کاربیدها و سپس چرخه های بازپخت آستنیتی و سخت کاری - بازگشت بوده است.

به منظور افزایش «مقاومت به خوردگی» در حین فرایند سخت کردن سطح فولاد، تحقیقات زیادی در زمینه فرایند نیتروکربوراسیون پلاسمایی الکترولیتی صورت گرفته است، اگر چه هیچ کدام از آنها در پی بهینه کردن عوامل موثر بر این فرایند نبوده اند. در این نوشتار با استفاده از طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی، سعی شده است مقادیر بهینه عوامل موثر بر فرایند نیتروکربوراسیون پلاسمایی الکترولیتی فولاد زنگ نزن آستنیتی 316L مشخص شوند. آزمایش ها شامل چهار عامل (غلظت کربامید، هدایت الکتریکی الکترولیت، ولتاژ اعمالی و زمان فرایند)، و سه سطح در هر عامل هستند. برای تعیین مقاومت به خوردگی نمونه ها از آزمایش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، و برای بررسی دقیق تر از آنالیز علایم به نوسانات استفاده شده است. مشخص شده است که پوشش بهینه برای دست یابی به بالاترین مقاومت به خوردگی به ازای غلظت کربامید 1150 گرم بر لیتر، هدایت الکتریکی الکترولیت 360 میلی زیمنس بر سانتی متر، ولتاژ اعمالی 260 ولت و زمان عملیات 6 دقیقه به دست می آید. میزان تاثیر هر کدام از عامل های موثر به طریق آنالیز واریانس محاسبه شده است. همچنین نتایج نشان دهنده آن است که ولتاژ اعمالی بیشترین تاثیر را بر مقاومت به خوردگی نمونه های سخت شده دارد.

فناوری نمونه سازی سریع یکی از جذاب ترین روش هایی است که برای تسریع مراحل طراحی و ساخت قطعات صنعتی به کار می رود. گسترش کاربرد این فناوری در ابزارسازی سریع به حدی است که امروزه از آن به عنوان یکی از عناصر اصلی ساخت و تولید نام می برند. با این وجود، تعدد بسیار زیاد روش ها با قابلیت های متفاوت، و تنوع محصولات تولیدی به گونه ای است که انتخاب روش بهینه با توجه به نیازهای صنعت کاری دشوار و توام با ریسک سرمایه گذاری است. در این پژوهش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای مقایسه و تحلیل قابلیت های فرایندهای مختلف ابزارسازی سریع به روش غیرمستقیم با توجه به شرایط کشور مورد استفاده قرار گرفته است. به عنوان مطالعه موردی این عملیات در واحد نمونه سازی سریع شرکت ساپکو اجرا شد که نتایج حاصل در این نوشتار ارایه می شود.

با توجه به فراگیرشدن مصرف فولادهای میکروآلیاژی و جایگزینی فولادهای ساده کربنی توسط این گروه از فولادها، مقایسه شکل پذیری این نوع فولادها اجتناب ناپذیر می نماید. یکی از روش های مقایسه شکل پذیری ورق های فلزی بررسی نحوه توزیع کرنش در ورق پس از عملیات شکل دهی است. برای تهیه نمونه از 5 نوع ورق استفاده شده است (یک نوع ورق از خانواده فولادهای میکروآلیاژی تولید داخل، دو نمونه ورق فولادی میکروآلیاژی خارجی و دو نمونه ورق فولادی ساده کربنی). همچنین در این تحقیق اثر حضور روان ساز در بهبود شکل پذیری مورد بررسی قرار گرفته است از ویژگی های این تحقیق ضخامت نسبتا زیاد ورق های مورد مطالعه است که این عامل تاکنون کم تر مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

تزریق دوغاب سیمان یکی از روش های معمول در به سازی شرایط بستر سدها است که به منظور بهبود پارامترهای ژئومکانیکی و قابلیت باربری توده سنگ بستر با کاهش تراوایی آن انجام می شود. همچنین در محیط های سنگی تزریق دوغاب به پشت پوشش بتنی تونل ها به منظور اتصال بهتر بین پوشش و زمین به کار گرفته می شود. تزریق در محیط های سنگی به دلیل نوع و مشخصات ناپیوستگی ها، و ارتباط آنها با یکدیگر، با تزریق در خاک متفاوت است. در این روش، دوغاب تحت فشار معینی تزریق می شود و این مخلوط در سرتاسر بازشدگی ها و درزه و شکاف های موجود حرکت کرده و باعث کاهش اثر ناپیوستگی ها خواهد شد.نوع مسیرهای هیدرولیکی در سنگ، متناظر با شرایط زمین شناسی و زمین ساختی منطقه است. همچنین مشخصه های هندسی این مسیرها، به دلیل آن که مسیرهای انتقال دوغاب تزریقی را نیز تشکیل می دهند، بر روند تزریق موثر خواهند بود. عمق نفوذ دوغاب به درون درزه ها، علاوه بر خواص ناپیوستگی ها و ویژگی های دوغاب، به فشار تزریق نیز بستگی دارد. در این نوشتار سعی بر آن است که پس از انتخاب مدل رفتاری مناسب برای دوغاب سیمان، تاثیر فشار تزریق و پارامترهای موثر بر رفتار و قابلیت نفوذ دوغاب (نظیر فاصله دار ناپیوستگی ها، جهت داری و تداوم ناپیوستگی ها، و...) مورد مطالعه قرار گیرند.در این تحقیق، روش عددی به عنوان ابزاری مناسب برای تشریح فرایند تزریق به کار گرفته شده است. ابتدا نظریه مساله مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد، و در مرحله دوم رفتار دوغاب (با در نظر گرفتن پارامترهای ژئومکانیکی حاکم) در محیط های سنگی ناپیوسته با استفاده از روش های عدد شبیه سازی شده است. به منظور تحلیل عددی فرایند تزریق از برنامه UDEC استفاده شده است. این نرم افزار دوبعدی است و لذا با توجه به ماهیت سه بعدی مساله نتیجه تحقیق از محدودیت های ناشی از تحلیل های دوبعدی برخوردار است.

در این تحقیق، جبر فازی به عنوان ابزاری برای حل عددی معادلات و روابط مهندسی دارای پارامترهای نامطمئن و نادقیق معرفی می شود. همچنین انواع مختلف اعداد فازی و روش های به کارگیری و پردازش آنها مورد بحث قرار خواهند گرفت؛ مثلا جرم رسوب سولفات استرانسیم در میدان های نفتی، هم به وسیله اعداد معمولی و هم توسط اعداد فازی، محاسبه می شود. ثابت حلالیت سولفات استرانسیم، غلظت سولفات آزاد و جرم رسوب به صورت اعداد فازی محاسبه و با نتایج معمولی مقایسه می شوند. به نظر می رسد، به دلیل اینکه اعداد فازی کل مقادیر ممکن را برای پارامتر نادقیق مدل در نظر می گیرند، نتایج به دست آمده از محاسبات فازی، در مقایسه با نتایج معمولی، به واقعیت نزدیک ترند.

در تحقیق حاضر عیوب میکروسکوپی و ماکروسکوپی ایجاد شده طی فرایند اسکتروژن گرم پودر، که برای ساخت مواد مرکب زمینه آلومینیومی به کار می رود، و نیز دلایل به وجود آمدن آنها بررسی شده است. نمونه های مورد نظر پس از ساخت، تحت مطالعات میکروساختاری و ماکروساختاری قرار گرفتند. بررسی های انجام شده نشان داد که ترک های ریزساختاری زمینه، ترک های سوزنی و صنوبری ایجاد شده در سطح، و نیز به وجود آمدن حفره های قیفی، ساقه های توخالی و ترکیدگی های درونی در میله های اسکترود شده از مهم ترین عیوب مشاهده شده در فرایند اکستروژن گرم پودر هستند. با طراحی صحیح قالب و استفاده از قوطی های آلومینیومی، دمای مناسب پیش گرم شمشال، مواد روغن کار با کارایی قابل قبول و سرعت اکستروژن بهینه می توان این عیوب را حذف کرد، یا به کم ترین میزان رساند.