مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1400 | دوره:8 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

به منظور ارزیابی امکان اتصال همجنس و غیرهمجنس آلیاژهای آلومینیم 5019 و 7039، ورق هایی به ضخامت 3 میلیمتر از این آلیاژها به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی خودواکنشی جوشکاری شدند. ابزار دوکی شکل شناور مورد استفاده برای جوشکاری از جنس فولاد گرم کار عملیات حرارتی شده، طراحی و ساخته شد. اثر متغیرهای مختلف فرآیند نظیر فاصله بین شانه ها، سرعت پیشروی و سرعت چرخش ابزار به منظور ایجاد اتصالی عاری از عیب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بازرسی چشمی و رادیوگرافی نشان داد که اتصال سالم در سرعت پیشروی mm/min 22 و سرعت چرخش ابزار rpm 1120 بدست می آید. نتایج آزمون کشش نشان داد که راندمان اتصال بدست آمده برای اتصال های 5019-5019، 7039-7039 و 7039-5019 به ترتیب 72، 76 و 5/91% است که از راندمان اتصال با روش های ذوبی بیشتر و قابل مقایسه یا بیشتر از راندمان اتصال با روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی معمولی است. ارزیابی میکروسکپی سطح شکست نمونه های جوشکاری شده نشان داد که برای اتصال های همجنس، مکانیزم شکست غالب، شکست نرم می باشد اما برای اتصال غیرهمجنس، مکانیزم غالب شکست ترد می باشد. ارزیابی سختی سطح مقطع عرضی قطعات جوشکاری شده در نزدیکی شانه بالایی و پایینی نشان داد که میزان سختی در نزدیکی شانه پایینی ابزار همواره بیشتر است. بیشتر بودن سختی در مجاورت شانه پایینی را می توان به دمای پایین تر قطعه در این ناحیه نسبت داد.

در این تحقیق سختکاری استحاله ای سطحی فولاد ابزار سرد کار AISI O1 توسط لیزر دیودی توان بالا با بیشینه توان 1600 وات با پارامترهای توان و سرعت اسکن متفاوت موردبررسی قرار گرفت و مشخصه یابی ریزساختاری، فازی، ریز سختی سنجی و سایش برای بررسی اثر سختکاری توسط لیزر، انجام گردید. فرآیند سختکاری منجر به ایجاد منطقه ی سختکاری شده با عمق حدود 2 میلی متر و عرض بالای 10 میلی متر شد. ریزساختار ناحیه ی سختکاری شده شامل فازهای مارتنزیت و آستنیت باقی مانده بود و سختی برای پارامترهای مختلف در محدوده ی 760 تا 650 ویکرز حاصل شد. افزایش گرمای ورودی باعث افزایش درصد آستنیت باقی مانده شد و منجر به ایجاد ساختار درشت مارتنزیت گردید و سختی برای نمونه با بالاترین گرمای ورودی دارای کمترین مقدار بود. مقایسه ی خواص سایشی نمونه های سختکاری شده با نمونه ی سخت شده در روغن و بازپخت و همچنین نمونه ی آنیل شده، مشخص کرد که فرآیند سختکاری منجر به بهبود خواص سایشی نمونه های سختکاری شده گردیده است و مقاومت به سایش نمونه ی سختکاری شده توسط لیزر در حدود 10 برابر نمونه ی آنیل شده بود.

با توجه به نیاز صنایع مختلف به تولید محصول با دقت ابعادی و خواص سطحی مطلوب و تأثیر بالای کیفیت سطح نهایی بر کارآیی محصولات، انتخاب فرآیندهای مؤثر و مناسب پرداخت جهت تولید محصولات با کیفیت، حائز اهمیت است. در میان روش های مختلف پرداخت، استفاده از فرآیند برنیشینگ به دلیل هزینه پایین، امکان نصب روی ماشین های مختلف و پرداخت سطوح بدون براده برداری بیش از سایرین مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین در این پژوهش، با توجه به کاربرد گسترده چدن نشکن در صنایع مختلف، پس از تهیه نمونه های ساخته شده از چدن نشکن، ساخت ابزار برنیشینگ غلتکی و سوار نمودن آن روی ماشین تراش، آزمایش ها مطابق با جدول طراحی آزمایش، انجام شد و تأثیر متغیرهای نیروی برنیشینگ، نرخ پیشروی و سرعت دوران، بر میکروسختی و زبری سطح نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه به منظور تجزیه و تحلیل آماری نتایج، از نرم افزار مینی تب و روش سطح پاسخ استفاده شد و طی تحلیل آماری انجام شده با سطح اطمینان 95%، مؤثرترین پارامترها و مقادیر مطلوب آنها جهت افزایش میکروسختی و کیفیت سطح نمونه ها معرفی گردید. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که نیروی برنیشینگ بیشترین تأثیر را بر میکروسختی و زبری سطح نمونه ها داشته و طی بهینه سازی انجام شده به روش سطح پاسخ، مقدار بهینه برای زبری سطح و میکروسختی نمونه ها، به ترتیب، 0. 562 میکرومتر و 203. 20 ویکرز بدست آمد که در مقایسه با مقادیر بدست آمده برای نمونه شاهد، زبری سطح نمونه ها در حدود 58% کاهش و میکروسختی نمونه ها در حدود 12% افزایش یافته است.

ربات های خودکار زیر دریایی، در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. زیرا می توانند جایگزین انسان برای انجام کار های خطرناک زیر آبی شوند. موقعیت یابی ربات، کلیدی برای تضمین موثر بودن ربات های زیر آب است که می توانند وظیفه خود را انجام دهند. هدف از این مقاله کنترل سرعت خطی و زاویه ای ربات، تبدیل مدل ربات به مدل عمومی ربات های متحرک است، که در صورت انجام پیاده سازی الگوریتم موقعیت یابی روی ربات ماهی امکان پذیر می شود. مدل دینامیکی مناسب برای این ربات به صورت مدل دو بعدی ربات ماهی ساده سازی شده است. از میان انواع مختلف، ربات ماهی با تحریک دم (BCF) در نظر گرفته شده است. هم چنین از مدل میانگین ربات برای پیاده سازی کنترلر استفاده شده و ضرایب مربوط به مدل میانگین اصلاح شده اند. پارامتر های دم زدن ربات شامل بایاس، دامنه دم زدن و فرکانس است. فرکانس دم زدن ربات همواره مقدار ثابت در نظر گرفته شده است ولی بایاس و دامنه متغیر و قابل کنترل هستند. پس از شبیه سازی مدل دینامیکی ربات، ارتباط پارامتر های دم زدن با سرعت خطی و سرعت زاویه ای ربات ماهی بررسی شده است. در نتیجه این بررسی ها سرعت رو به جلو خطی و سرعت زاویه ای به طور همزمان و مستقل از هم قابل کنترل هستند. این کنترل حرکت، برای رفتار چرخش ملایم با سرعت خطی ثابت کاربرد دارد، ولی برای رفتار های دیگر ربات هم می توان آن را تعمیم داد. سرانجام با کنترل دامنه و بایاس دم زدن به ترتیب سرعت روبه جلو با کنترلر PI و با خظای 1. 67% و سرعت زاویه ای با کنترلر PID و با خطای 2. 5% کنترل می شود.

در این تحقیق مزایای ایمپلنت متخلخل نسبت به ایمپلنت رایج به منظور اعمال یک نوع تخلخل خاص مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از حداقل سطوح با تناوب سه گانه در طراحی ایمپلنت متخلخل به دلیل منحنی شکل بودن آن پتانسیل بالایی در طراحی سازه های متغیر هم از لحاظ مورفولوژی و هم از لحاظ تراکم نسبی با توجه به معادلات ساختاری ضمنی آن ایجاد می کند. معادلات حداقل سطوح تناوب سه گانه با استفاده پلاگین گرس هاپر حل می شود و در نهایت سطح یک سلول واحد برای طراحی ساختار متخلخل بدست می آید. یک ایمپلنت رایج دندان و دو ایمپلنت متخلخل دندان با تخلخل54% و 65% درصد بر اساس استاندارد ITI از کاتالوگ شرکت استرومن الگوبرداری شده است. در بارگذاری استاتیکی و دینامیکی نیروها در سه جهت مختلف بر اساس مبانی بیومکانیک به ایمپلنت وارد شد. نتایج نشان داد که پس از کاشت ایمپلنت های دندانی مقدار بیشینه تنش در ایمپلنت های متخلخل نسبت به ایمپلنت رایج افزایش می یابد به طوری که از82/31 به 93/98 مگاپاسکال در ثانیه پنجم افزایش پیدا کرد. در ایمپلنت های متخلخل میزان توزیع تنش در استخوان اسفنجی نسبت به ایمپلنت رایج افزایش پیدا می کند. با متخلخل کردن ایمپلنت های دندانی می توان با پدیده سپر تنشی مقابله کرد. در این پدیده، ایمپلنت به علت داشتن استحکامی به مراتب بیشتر از استخوان، مانع از انتقال تنش به استخوان می شود که نتیجه آن ضعیف شدن استخوان در ناحیه کاشت ایمپلنت است. با اعمال تخلخل و با بکارگیری حداقل سطوح تناوب سه گانه در طراحی ایمپلنت، باعث توزیع تنش بیشتر در استخوان اسفنجی می گردد.

موقعیت دهی صحیح ورق در قالب های شکل دهی از اهمیت زیادی برخوردار است. وجود خطا در موقعیت دهی اولیه می تواند منجر به تولید قطعه ناسالم شود. تعداد و محل اجزای موقعیت دهنده در موقعیت دهی صحیح قطعه بسیار مؤثر است. در طراحی دستی و سنتی قالب های شکل دهی قطعات ورقی بزرگ برای موقعیت دهی ورق معمولاً در هر لبه از آن دو موقعیت دهنده استفاده می شود یعنی در چهار جهت ورق از هشت عدد گیج استفاده می شود که به نظر می آید تعدادی از آن ها ضروری نباشد. در تحقیق حاضر با برقراری ارتباط بین نرم افزار مدل سازی کتیا و نرم افزار تحلیلی آباکوس و به کمک روش های بهینه سازی، سیستم نرم افزاری یک پارچه ای ایجاد شده که قادر است به صورت خودکار تحلیل های المان محدود را انجام داده و با توجه به خروجی هر تحلیل، تغییراتی در فایل ورودی ایجاد کرده و تحلیل بعدی را انجام دهد. در هر مرحله برای یک چیدمان خاص از گیج ها میزان انحراف ورق حین قرارگیری و شکل دهی مورد بررسی قرار می گیرد که نباید از حد مجاز بیشتر باشد. اعمال تغییرات در پارامترهای ورودی طبق الگوریتم بهینه سازی و انجام تحلیل های بعدی تا همگرا شدن مسئله به جوابی که بهترین چیدمان سطوح موقعیت دهنده را پیشنهاد می دهد به صورت کاملا خودکار ادامه می یابد. برای مقایسه نتایج حاصل از این سیستم با طراحی سنتی دو مثال ارائه شده است که نتایج به دست آمده نشان می دهد با تعداد گیج کمتر از روش سنتی می توان قطعه ورقی را روی قالب به درستی و با دقت کافی موقعیت دهی نمود.