شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1389 | دوره:3 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

در این مقاله پاسخ دینامیکی یک تیر ویسکو الاستیک تحت بار پیوسته متحرک مورد مطالعه قرار گرفته است. فرض شده که ماده سازنده تیر از مدل ویسکوالاستیک استاندارد خطی در برش پیروی کرده و در فشار (بالک) تراکم ناپذیر است. تنش ها به مولفه های برشی و اتساع تفکیک شده اند. سپس معادلات حاکم در حالت ویسکو الاستیک به روش مستقیم استخراج شده اند و با استفاده از روش بسط توابع ویژه حل شده اند. بر اساس ضرایب بی بعد معرفی شده یک مطالعه پارامتری انجام شده و اثر سرعت بار و خواص ویسکو الاستیک بر پاسخ بررسی شده است. مطالعات نشان می دهد که بیشترین میرایی در حالتی به دست می آید که زمان اولین تناوب تیر 2p برابر زمان رهایش برابر باشد.

در این مقاله، فرایند هیدروفرمینگ لوله خمیده در قالب T شکل به روش اجزای محدود شبیه سازی شده و در مسیر فشار نوسانی و غیرنوسانی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نمودارهای حد شکل دهی(FLD)  و نمودارهای توزیع ضخامت، تاثیر فشار نوسانی بر شکل دهی لوله بررسی شده و نتایج با نمونه های تجربی هیدروفرمینگ لوله های مستقیم مقایسه شده است. نشان داده شده برای لوله هایی با شعاع خم در حدود اندازه قطر لوله، بهبود شکل پذیری در مسیر فشار خطی، بالاتر از فشار نوسانی است و توزیع ضخامت یکنواخت در قسمت برآمده لوله را به همراه دارد. در عوض در شعاع خم بالاتر از قطر لوله، فشار نوسانی باعث بهبود پرشدگی گوشه های قالب می شود. از نتایج این تحقیق آن است که فشار نوسانی در همه حالات هیدروفرمینگ لوله های خمیده موثر نیست و فشار خطی می تواند به بهبود شکل دهی بالاتری منجر شود.

در مسائل تشخیص شکل که جزء مسائل معکوس هندسی دسته بندی می شوند فرض می شود که قسمت هایی از دامنه مساله در دسترس نبوده و نمی توان شکل و ابعاد هندسی چنین قسمت هایی را به طور مستقیم اندازه گیری نمود. هدف این است که با انجام اندازه گیری دما روی سطوح قابل دسترس، شکل هندسی قسمت های دور از دسترس را تخمین زد. از روش شبکه عصبی مصنوعی برای حل مساله انتقال حرارت معکوس و تشخیص شکل و مکان حفره به صورت غیر مخرب استفاده شده است به این صورت که با آموزش شبکه عصبی با استفاده از روش اجزا محدود، رفتار انتقال حرارت هدایت جسم بر اساس مکان و اندازه دو بعدی حفره مدل سازی شده سپس از این مدل برای تخمین مکان و اندازه حفره مخفی درون جسم در شرایط جدید استفاده شده است. با مقایسه نتایج شبکه عصبی با مقادیر واقعی نتیجه می شود که روش مورد مطالعه از دقت بالایی برخوردار است.

هدف این تحقیق، بررسی استحکام کششی و چقرمگی شکست قطعاتی از جنس پلی اتیلن چگالی بالا است که در دما، فشار و زمان های مختلف و با روش جوشکاری صفحه داغ به یکدیگر جوشکاری شده اند. نمونه های استاندارد طبق استاندارد به کمک دستگاه برش لیزر از نمونه های جوش داده شده جدا شده اند و نمودار تنش- کرنش توسط دستگاه کشش تهیه شده است. حداکثر استحکام کششی و چقرمگی شکست از نمودارهای حاصل استخراج شده اند. نتایج نشان می دهد که استحکام کششی قطعات جوشکاری شده کمتر و چقرمگی شکست آنها بیشتر از قطعات جوشکاری نشده است. همچنین با افزایش زمان و دمای نگهداری، استحکام کششی و چقرمگی شکست بیشتر شده است ولی افزایش فشار باعث خروج ماده ذوب شده پر کننده بین درز جوش دو قطعه و ریزش ماده نرم شده در لبه های قطعه شده است که موجب کاهش استحکام کششی و چقرمگی شکست درز جوش می شود.

هدف از این پژوهش بررسی تاثیر محلول نانوپودر در آب صابون برای خنک کاری قطعات تولیدی در ماشین فرز و مقایسه آن با سیالات خنک کاری متداول است. یکی از مهمترین عوامل در عملیات ماشینکاری که باعث کاهش عمر ابزار و تخریب کیفیت سطح می شود دما و انتقال حرارت است. برای رفع این مشکل از سیال خنک ساز و روانکار استفاده می شود. ضریب هدایت حرارتی سیالات معمولی در عملیات ماشینکاری زیاد نیست و برای افزایش ضریب هدایت حرارتی و همچنین بهبود خنک کاری از موادی با اندازه نانو در سیال خنک کننده استفاده شده است. این امر باعث افزایش سرعت و کاهش زمان ماشینکاری شد و کیفیت سطح قطعه را بهبود بخشید. در این تحقیق از نانوسیال آب صابون که از اضافه کردن نانو ذرات مس با خلوص 99 درصد با نام تجاری OHFC به دست آمده است، برای عملیات ماشینکاری استفاده شده است. در این آزمایش سه عامل سرعت دورانی، سرعت پیشروی و عمق براده برداری در سه حالت خشک، آب صابون معمولی و نانوسیال، به عنوان متغیرهای آزمایش در نظر گرفته شده است و در نهایت دمای کاری و کیفیت سطح مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه نتایج به دست آمده از آزمایشها در حالتهای مختلف نشانگر افزایش نرخ انتقال حرارت و بهبود کیفیت سطح در اثر استفاده از نانوسیال است. این پدیده ها عمر ابزار و بازده را افزایش می دهد.

در این تحقیق با استفاده از روش های تحلیلی و عددی موجود، فرایند نورد چهار غلتکی در تولید استوانه های جدار نازک و ضخیم مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور ابتدا با استفاده از روابط تحلیلی حاکم بر تغییر شکل ورق و با در نظر گرفتن دو حالت تغییر شکل الاستیک و الاستوپلاستیک ورق، گشتاور خمشی لازم برای انجام فرایند و شعاع خمش ورق پس از برگشت فنری محاسبه شده است. در ادامه با استفاده از روش اجزا محدود، نورد چهار غلتکی ورق آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که کرنش های به وجود آمده در ورق از حد بحرانی کمتر بوده و بنابراین ورق در حین فرایند دچار آسیب نخواهد شد. همچنین شعاع خمش ورق پس از برگشت فنری در طول ورق محاسبه و با مقدار تحلیلی آن مقایسه شد. در نهایت و به منظور صحه گذاری بر نتایج تحلیلی و عددی به دست آمده در این تحقیق، فرایند نورد چهار غلتکی بر روی نمونه هایی از ورق آلومینیومی انجام گرفت و خروجی حاصله با نتایج تحلیلی و شبیه سازی مقایسه شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهند که هر دو روش تحلیلی و عددی ابزاری مناسب برای پیش بینی رفتار ورق در حین فرایند نورد چهار غلتکی می باشند.

در این مقاله طراحی بهینه شکل قالب اکستروژن به منظور کنترل نرخ کرنش و نرخ مصرف انرژی مورد مطالعه قرار گرفته‫ است. ناحیه پلاستیک به روش اجزا محدود و در دستگاه اویلری و با فرمول بندی شارش تحلیل شده است و شکل منحنی قالب با استفاده از منحنی های بزییر با 6 نقطه کنترل تولید شده است. به منظور به دست آوردن شکل بهینه قالب از روش بهینه سازی غیر گرادیانی نلدر-‫ مد استفاده شده و برای به دست آوردن نرخ کرنش همگن، انحراف معیار نرخ کرنش کمینه شده است. از ترکیب روش عددی اجزا محدود و روش بهینه سازی نلدر- مد شکل بهینه قالب به دست آمده و کانتورهای کرنش موثر در قالب بهینه با کانتورهای مربوط به قالب غیر بهینه مخروطی مقایسه شده است. پروفیل های به دست آمده از حل با نرخ کرنش ثابت با نتایج حل تحلیلی مقایسه شده اند که هم خوانی خوبی مشاهده شده است. نتایج نشان دهنده همگن تر بودن نرخ کرنش و کاهش مقدار آن در قالب بهینه است. همچنین، تاثیر فاکتور اصطکاک بر نرخ مصرف انرژی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد شکل قالب حساسیت زیادی به فاکتور اصطکاک دارد.

در این مقاله، در طراحی فرایند فورجینگ با قالبهای بسته غیر دقیق برای قطعات متقارن محوری، سه پارامتر نسبت عرض به ضخامت پلیسه، نسبت ارتفاع به قطر قطعه کار (بیلت) و فاکتور اصطکاک، با روش اجزا محدود مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین دو عامل مهم در فرایند فورج شامل نیروی لازم برای فورج و مقدار پر شدن فضای داخلی قالب مورد بررسی گردید. با کنترل ابعاد پلیسه، امکان کاهش مقدار دور ریز مواد مصرفی و افزایش درصد پر شدن قالب ایجاد می شود. برای اعتبار سنجی نتایج این کار تحقیقاتی، مقدار نیروی به دست آمده از روش اجزا محدود با مقدار نیروی کار تجربی مقایسه شده است. برای هماهنگ کردن و ارتباط دادن بین پارامترهای مذکور و به دست آوردن تابع عملکرد، شبکه عصبی دولایه بکار گرفته شده است. با به کارگیری تابع به دست آمده از شبکه عصبی و استفاده از الگوریتم ژنتیک، فاکتور اصطکاک و ابعاد پلیسه و قطعه کار برای کاهش مقدار نیرو و افزایش درصد پر شدن قالب به دست آمد. سپس، این مقادیر با نتایج کار تجربی مرجع دیگر، مقایسه شده است. الگوریتم ژنتیک تخمین قابل قبولی برای پارامترهای موثر در فرایند فورج ارائه کرد، به طوری که تطابق و نزدیکی خوبی بین نتایج این الگوریتم و روش تجربی وجود دارد.