مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1401 | دوره:9 | شماره:7 |تعداد مقالات:6

در فرآیند داخل تراشی با نسبت طول به قطر بیشتر از چهار به دلیل سفتی پایین ابزار، ارتعاش زیادی ایجاد می شود و کیفیت ماشینکاری سطح را پایین می آورد. به همین دلیل کنترل و کاهش ارتعاش ابزار داخل تراش همواره مورد توجه است. در این تحقیق ارتعاش جانبی یک ابزار داخل تراش با طول بلند مجهز به جاذب دینامیکی و تأثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاش جانبی سیستم استخراج و با استفاده از روش مودهای فرضی حل می شود. سپس تأثیر وجود جاذب و پارامترهای اصلی آن همانند موقعیت جاذب، سفتی جاذب و طول جاذب بر روی ارتعاش ابزار داخل تراش مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارائه می شوند. نتایج حاصل نشان می دهند که اضافه شدن جاذب باعث افزایش فرکانس طبیعی ابزار به مقدار 10 درصد می شود و هر چه جاذب به نوک ابزار نزدیک تر می شود عملکرد بهتری نشان می دهد. همچنین با افزایش سفتی فنر جاذب، بازه عملکرد پایدار داخل تراشی افزایش می یابد و ابزار در فرکانس های بالاتری شروع به ارتعاش می کند. علاوه بر آن با افزایش طول جاذب تا طول 175 میلی متر، فاصله بین دو فرکانس تشدید جاذب افزایش می یابد که نشان از افزایش ناحیه عملکرد پایدار و صلبیت دینامیکی بیشتر است و از طول های بیشتر از 175 میلی متر، این رفتار کاهشی می شود.

پیشتر به منظور حفاظت از افراد و تجهیزات، از صفحه ­های زرهی یکپارچه استفاده می ­گردید. امروزه بهره­ مندی از صفحه ­های زرهی با طراحی­ های منحصر به فرد (ترکیبی از صفحه ­های سوراخ­ دار و پایه) مورد توجه می­ باشد. این طراحی جدید، سازه ­ای است متشکل از حداقل دو صفحه که یکی سوراخ ­دار و دیگری یکپارچه (فاقد سوراخ) بوده و نحوه قرارگیری آنها بدین صورت است که صفحه سوراخ ­دار در جلوی صفحه یکپارچه (صفحه پایه) قرار گرفته و این ترکیب در مجموع مانع از نفوذ و آسیب­ رسانی پرتابه­ ها به هدف تحت حفاظت می گردد. مطالعات تجربی و عددی که بر روی این سازه ­ها صورت پذیرفت مشخص نمود این ترکیب از صفحه ­ها در مقایسه با صفحه ­های زرهی یکپارچه دارای قابلیت حفاظت بالستیک یکسان، تا 31% وزن کمتری دارند. در آزمایش ­های انجام پذیرفته مشخص گردید اثر لبه موجب ایجاد انحراف در مسیر پرتابه و ایجاد سایش در نوک تیز پرتابه می ­گردد که در مجموع مانع نفوذ پرتابه در صفحه پایه و عبور از آن می ­شود. فاصله بین دو صفحه سوراخ ­دار و پایه نیز مورد مطالعه قرار گرفت که در آن مشخص گردید به منظور اثرگذاری مناسب صفحه سوراخ ­دار می بایست حداقل فاصله ­ای به اندازه بیش از طول پرتابه بین دو صفحه لحاظ گردد. این فاصله موجب می گردد ضمن داشتن اثر لبه، صفحه سوراخ دار کمترین آسیب ممکن را در برخور پرتابه با آن بهمراه داشته باشد. با مقایسه نتایج بدست آمده از آزمایش­ های تجربی و شبیه سازی ­های عددی انجام شده به کمک نرم افزار LS-DYNA، همگرایی مناسبی بین نتایج مشاهده شده است.

کوئنچ-­بخش ­بندی یکی از روش ­های تولید فولادهای پیشرفته استحکام بالا است. اصول عملیات حرارتی مذکور مبتنی بر نفوذ کربن از مارتنزیت به آستنیت باقیمانده (γR) و پایدارسازی γR است. در این پژوهش آلیاژ با ترکیب شیمیایی wt%Al054/0– wt%Si 5/1 –wt%Mn 2/2 –wt%C 21/0–Fe حاوی 08/0% Ti به ­عنوان یک میکروآلیاژ در یک کوره ذوب القایی در خلاء بصورت شمش ریخته گری گردید. شمش مزبور به­ مدت 3 ساعت در دمای °C1200 تحت عملیات حرارتی همگن سازی قرار گرفت. شمش همگن سازی شده توسط فرآیند نورد گرم و سرد به ­صورت ورقی به ضخامت mm 5/1 نورد شد. ورق تهیه شده تحت عملیات حرارتی Q-P و کوئنچ مستقیم قرار گرفته و از لحاظ ریزساختار و خواص مکانیکی مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه تأثیر عملیات­ های مذکور بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز اشعه ایکس (XRD)، ریزسختی ­سنجی و متالوگرافی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه ­ای که تحت عملیات حرارتی کوئنچ-­بخش ­بندی قرار گرفته است، شکل ­پذیری بهتری نسبت به نمونه کوئنچ مستقیم دارد. استحکام و شکل­ پذیری نمونه حاصل از کوئنچ-­بخش ­بندی به ترتیب MPa 1062 و 52/24 درصد و استحکام و شکل­ پذیری نمونه حاصل از کوئنچ مستقیم نیز به ترتیب MPa 1484 و 21/15 درصد گزارش شد.

فرایند اصطکاک-اغتشاشی برای اصلاح ساختار وخواص آلیاژهای آلومینیوم، مس، منیزیم وفولادها بکار گرفته شده است ولی میزان تحقیقات مرتبط با فولاد در این مورد بسیار کمتر است. با توجه به این که فولادها علاوه بر آلیاژهای آلومینیم، مس و منیزیم دارای خواص مهندسی خوب و کاربردهای بسیار فراوان در صنعت هستند، نیاز به بررسی بیشتر انواع فولاد با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی احساس می شود. در این رابطه، تحقیق حاضر به بررسی تاثیر فرآیند اصطکاکی اغتشاشی بر اندازه دانه، سختی و مقاومت سایشی فولاد Ck45 در اثر تغییر تعداد پاس و طراحی ابزار می­ پردازد. در این تحقیق نشان داده شد که روش اصطکاکی اغتشاشی روش مؤثری برای افزایش سختی و مقاومت سایشی در این فولاد می­ تواند باشد به گونه­ ای که افزایش تعداد پاس باعث تولید حرارت بیشتر بر واحد طول شده و همچنین باعث تأثیر­گذاری بر اندازه دانه­ ها، سختی و احتمالاً نفوذ اتمی می­ گردد. بطور کلی در فرایند اصطکاکی-اغتشاشی با افزایش تعداد پاس، اندازه دانه ­ها در ناحیه اغتشاشی بزرگتر می­ شود در حالی که سختی نهایی و مقاومت سایشی تحت تأثیرات مشترک اندازه دانه و سختی تعیین می­ گردد. نتایج حاکی از آن است که سختی تا 42 درصد افزایش و میزان سایش تا 85 درصد نسبت به نمونه اولیه توسط فرآیند اصطکاکی اغتشاشی کاهش یافته است.

در این تحقیق، به مطالعه تاریخچة زمانی جابه جایی نقطه مرکزی نانو ورق های تک لایه گرافن تحت عبور جرم متحرک، پرداخته شده است. جهت تحلیل عبور نانوذره بر روی ورق گرافن، از تئوری غیرمحلی الاستیسیته استفاده شده و در نهایت معادلات حاکم، با روش بسط عملکرد ویژه، استخراج شده اند. همچنین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، تاریخچه زمانی جابه جایی نقطه مرکزی ورق های گرافن تک لایه تحت شرایط مرزی مختلف و عبور نانو ذره فلزی با هندسه های مختلف (همچون مکعب مربع، کره و تیغه) در راستای طول و از میانه ی این ورق ها که از جمله پارامترهایی هستند که در تغییر رفتار گرافن مؤثر می باشند، بررسی شده و نتایج حاصل از محاسبات تئوری با شبیه سازی های دینامیک مولکولی مربوطه مقایسه گردیده است. افزون بر این، نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای ورق یک لایه گرافن با نتایج حاصل از تئوری الاستیسیته غیرمحلی مربوط به آن، مقایسه شده و یک ضریب غیرمحلی برای مدل موردنظر پیشنهاد شده است. درنتیجه مقایسه ی نتایج حاصل از تئوری مربوطه و شبیه سازی اطمینان بیشتری را جهت اعتبار سنجی در مورد پاسخ ورق گرافن فراهم خواهد کرد.

ریز کردن اندازه دانه تا محدوده زیر میکرون با استفاده از روش های تغییر شکل پلاستیک شدید از مؤثرترین مکانیزم های استحکام دهی فلزات و آلیاژها محسوب می شود. با این حال فلزات با قابلیت شکل پذیری پایین مانند تیتانیم در جریان اعمال تغییر شکل دچار ترک خوردگی و شکست می شوند. لذا تلاش ها برای تحمیل کرنش پلاستیک سنگین به آنها که از ملزومات ریز شدن اندازه دانه است عموماً موفقیت آمیز نیست. در تحقیق حاضر تیتانیم خالص تجاری تحت فرآیند پرسکاری در کانال های زاویه دار با مقاطع همسان قرار گرفت. به منظور بهبود شکل پذیری، زاویه کانال قالب بازتر از مقدار رایج ◦90 یعنی ◦105 در نظر گرفته شد و اثردما (300، 250، 200 درجه سانتی گراد)، سرعت پرس (10، 1، 1/0 و 01/0 میلی متر بر ثانیه ) و ریز ساختار اولیه بر شکل پذیری تیتانیم بررسی شد. نتایج حاکی از آن است که با کاهش سرعت پرس، شکل پذیری تیتانیم بهبود می یابد. همچنین استفاده از زاویه کانال بزرگتر امکان کاهش دمای فراوری را به اندازه ◦C150 نسبت به تحقیقات انجام شده قبلی فراهم می آورد به گونه ای که میله های تیتانیم در این تحقیق در دمای ◦C250 تا 10 پاس بصورت سالم و بدون ترک خوردگی فراوری شدند. علاوه بر آن، دیده شد که ریز ساختار اولیه هم محور نسبت به ریز ساختار لایه ای شکل پذیری بسیار بهتری از خود نشان می دهد. مشاهدات با میکروسکوپ نوری از ریز ساختار میله های فراوری شده حاکی از آن است که ترکها از نواحی تمرکز کرنش جوانه زده و رشد پیدا می کنند.