مهندسی مکانیک مدرس
سال:1401 | دوره:23 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

در تولید قطعات دوفلزی با استفاده از فرایند آهنگری، می توان قطعات با نسبت استحکام به وزن بالاتر را به دست آورد. هدف از این پژوهش آهنگری قطعه دوفلزی است بطوریکه برای بخش داخلی از آلیاژ آلومینیوم و بخش بیرونی از آلیاژ برنج استفاده شده است. دمای آهنگری برای آلیاژهای برنج و آلومینیوم در محدوده کار داغ به ترتیب برابر 700 و 450 درجه سانتیگراد در نظر گرفته شده است. ابتدا آهنگری قطعه تک فلزی بصورت عددی و تجربی بررسی می­شود. پس از صحت سنجی مدل المان محدود، به آهنگری قطعات دوفلزی در یک مرحله پرداخته می شود. تاثیر ضخامت پوسته برنجی و نیز اختلاف ارتفاع هسته آلومینیومی و پوسته برنجی بر موفقیت آمیز بودن فرایند آهنگری داغ تک مرحله­ای مطالعه می­گردد. نتایج نشان می دهد که ضخامت و ارتفاع پوسته برنجی تاثیر چشمگیری بر موفقیت آمیز بودن فرایند بر پوشش دهی کامل هسته توسط پوسته ندارد. در ادامه برای حل این مشکل، هندسه های غیرساده برای هسته و پوسته به عنوان پیش­فرم، طراحی و آهنگری مرحله دوم بصورت عددی بررسی می­شود. نتایج نشان می­دهد که جهت تولید قطعه دوفلزی با پوشش کامل هسته آلومینیومی توسط پوسته برنجی به دو مرحله آهنگری توسط یک پیش­فرم­ مناسب غیرساده نیاز است. در نهایت پیش­فرم تاییدشده توسط مدل المان محدود، بصورت تجربی تولید و آهنگری داغ بر روی آن انجام می­شود. نتایج تجربی تاییدکننده نتایج عددی می­باشند. با استفاده از تصاویر SEM نشان داده می­شود که اتصال متالورژیکی مناسبی نیز در مرز دو فلز ایجاد می­گردد.

زاویه بحرانی گشودگی نوک ترک به عنوان یک پارامتر مناسب برای ارزیابی چقرمگی خطوط لوله گاز انتقال طبیعی به منظور توقف ترک در نظر گرفته می شود. منحنی نیرو-جابجایی بازتابی جامع از هندسه، خواص مکانیکی و رفتار شکست یک نمونه بارگذاری شده است، بنابراین نتیجه گیری مستقیم زاویه بحرانی گشودگی نوک ترک از این منحنی بسیار سودمند خواهد بود. با ترسیم منحنی های نیرو-جابجایی مقدار حداکثر نیرو برای داده های آزمایشگاهی 209 کیلونیوتن و از طریق مدل سازی کامپیوتری 207 کیلونیوتن به دست آمد. در این مقاله به منظور ترکیب نیرو، جابجایی و تغییر شکل نمونه آزمایش ضربه سقوطی و سپس محاسبه زاویه بحرانی گشودگی نوک ترک، از روش تک نمونه ای ساده شده استفاده شده است. زاویه بحرانی گشودگی نوک ترک به شیب ناحیه رشد ترک پایدار و ضریب دوران پلاستیک وابسته است. در مرحله اول، بر اساس این واقعیت که با افزایش جابجایی در طول رشد ترک در حالت پایدار، نیرو به صورت خطی کاهش می یابد، شیب منحنی نیرو-جابجایی آزمایشگاهی فولاد API X65 در ناحیه رشد ترک پایدار 583/21 به دست آمد. در مرحله دوم، با مدل سازی آزمایش ضربه سقوطی در نرم افزار آباکوس و استفاده از دو روش تنش میزز و تار خنثی، ضریب دوران پلاستیک به ترتیب برابر 5688/0 و 5651/0 محاسبه شد. در نهایت با استفاده از این ضرایب مقدار زاویه بحرانی گشودگی نوک ترک 00/12 و 08/12 درجه تعیین گردید.

حرفه وینگ سوت جزو یکی از رسته های پرطرفدار پروازی در دهه های اخیر می باشد. کارایی و امنیت در الویت اول طراحان لباس های این حرفه هوانوردی قرار گرفته است. تغییرات موجی شکل در سطح بال یک مدل وینگ سوت در این مقاله بررسی شده است که عملکرد آیرودینامیکی را تحت شرایط جریان خاص بهبود می بخشد. یکی از مکانیسم های افزایش عملکرد، تولید گردابه است که تبادل حرکت در لایه مرزی را بهبود می بخشد. این مطالعه تجربی و عددی شکل گیری و تکامل این گردابه ها را در محدوده عدد رینولدز 106 بررسی می کند و بینشی را در مورد الگوهای جریان با هندسه روی سطح ارائه می دهد. ارزیابی های بدست آمده از مشاهدات تجربی و عددی امکان بررسی دقیق ساختار جریان را فراهم می کند. نتایج نشان می دهد که حضور قوی فشار در نزدیکی کوله پشتی باعث ایجاد مولد های قابل توجهی از گردابه در این ناحیه می شود. به محض ایجاد این گردابه ها، جریان تحت تاثیر آن روی سطح بال به صورت سه بعدی کشیده و منتشر می گردد. این فرآیندها منجر به جدایش زودهنگام تحت تاثیر زاویه حمله می گردد. بررسی ضرایب برآ و پسا نشان می دهد که، برای این رژیم جریان، مدل مورد مطالعه در زاویه حمله 10 درجه بهترین کارایی در پرواز را دارد.

در پژوهش حاضر با طراحی و ساخت مجموعه آزمایشگاهی، فرآیند جوشش استخری در یک هندسه خاص مطالعه شده است. بررسی فرآیند جوشش استخری، مقاومت الکتریکی، شار حرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت، رشد و جدایش حباب، فرکانس رشد حباب و چگالی نقاط مولد حباب با اعمال شارحرارتی تا شارحرارتی بحرانی روی سیم حلقوی در آب دیونیزه با دمای مختلف صورت پذیرفته است. براساس نتایج، با افزایش تعداد حلقه و افزایش دمای سیال، شارحرارتی بحرانی کاهشی است. در شرایط سیم حلقوی با تعداد حلقه ثابت، سیال با دمای ثابت و اعمال مقادیر شارحرارتی کمتر از شارحرارتی بحرانی، دمای سیم افزایش می یابد اما در شرایط افزایش تعداد حلقه، سیال با دمای ثابت و اعمال مقادیر شارحرارتی بحرانی، دمای سیم کاهشی است. همچنین در سیم حلقوی با تعداد حلقه ثابت، با افزایش دمای سیال در مقادیر شارحرارتی کمتر از شارحرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت ثابت بوده اما در مقادیر شارحرارتی بحرانی، ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. قطر حباب های تولیدی با افزایش شارحرارتی، بزرگ تر شده و با ترکیب شدن با یکدیگر از روی حلقه ها جدا می شوند. در ابتدای سرخ شدگی سیم حلقوی، شار حرارتی بحرانی رخ داده و با درنظر گرفتن110% از زمان لازم برای شارحرارتی بحرانی تصاویر وضعیت سیم حلقوی پس از شارحرارتی بحرانی ارائه شده است.

امروزه با توجه به گسترش جوامع، پیشرفت روزافزون صنایع و تکنولوژی و همچنین افزایش نیاز جوامع به انرژی، تولید برق از منابع انرژی­ تجدید­پذیر مانند انرژی خورشیدی، که به محیط زیست آسیب نمی­زند و آلودگی اندکی دارد، موردتوجه بسیاری از محققان و مهندسان قرار گرفته­است. در این مقاله، به ارائه طرح جدیدی برای ردیاب خورشیدی دومحوره قطبی، طراحی و ساخت آن در ابعاد آزمایشگاهی و ارزیابی تجربی عملکرد آن به روش کنترل حلقه باز پرداخته می­شود. به این منظور، پس از بررسی مزایا و معایب طرح­های پیشین، طرح مفهومی جدید و متفاوتی برای ردیاب پیشنهاد می­شود. از جمله ویژگی­های ردیاب پیشنهادی می­توان به قابلیت هم­بندی، نصب و بهره­برداری سریع و آسان، خاصیت خودقفل­شوندگی، قابلیت دوران 360 درجه حول هر دو محوراشاره نمود. این ردیاب، محدودیتی برای استفاده در نواحی جغرافیایی مختلف از جمله نواحی نزدیک به قطب شمال یا جنوب و در ساعات ابتدایی و انتهایی روز که راستای تشعشع خورشید به شدت مایل است، ندارد. در ادامه، به طراحی جزئی ردیاب پیشنهادی و ارائه روش کنترلی حلقه­باز پرداخته می­شود. در نهایت، با انجام آزمون­های تجربی، توان تولیدی ردیاب پیشنهادی در مقایسه با صفحه خورشیدی ثابت مورد ارزیابی قرار می­گیرد. بر اساس نتایج حاصل، انرژی الکتریکی تولیدی بدست آمده از ردیاب خورشیدی پیشنهادی 49 درصد بیش­تر از صفحه خورشیدی ثابت است.

در حین انجام درمان ریشه دندان (عصب کشی) ممکن است همه یا بخشی از تاج دندان از بین برود. پست وکور یکی از روش های ترمیم تاج آسیب دیده است که در آن، از یک پین جت آغشته به رزین آکریلیک جهت قالب گیری از کانال دندان و ساخت پست وکور ریختگی استفاده می شود. هدف اصلی در این مقاله تولید پین جتی ارزان قیمت با استحکام مورد نیاز و چسبندگی مناسب به رزین آکریلیک است. در این راستا، تعیین جنس مناسب برای پین جت اهمیت بالایی دارد که در نتیجه، آزمون های برشی لب روی هم و کشش بر روی هشت ماده پلیمری انجام شد تا به ترتیب، چسبندگی پین جت به رزین آکریلیک و استحکام تسلیم آن بررسی شود. برای ساخت پین جت، یک قالب تزریق پلاستیک ساخته شد و برای تعیین پارامتر های فرآیند تزریق، از نرم افزار مولدفلو اینسایت برای شبیه سازی استفاده گردید. نتایج نشان داد که ماده پلی استایرن مقاوم به ضربه (HIPS 7240) با کم ترین قیمت در بین مواد بررسی شده و چسبندگی کافی به رزین آکریلیک برای جنس پین جت مناسب است. هم چنین، این ماده با استحکام تسلیم 91/10 مگاپاسکال، از استحکام مناسب به منظور جلوگیری از تغییرشکل پلاستیک حین فرآیند قالب گیری پست وکور برخوردار بود. در حالی که زمان تزریق، دمای مذاب و دمای قالب در دو روش شبیه سازی و تجربی برابر و به ترتیب 1 ثانیه، 230 و 25 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شد، فشار تزریق در روش شبیه سازی و تجربی به ترتیب 19 و 18 مگاپاسکال و سرعت تزریق به ترتیب 3/0 و 27/0 سانتی متر بر ثانیه به دست آمد. تولید بدون عیب پین جت نشان از دقت شبیه سازی در پیشنهاد پارامترهای فرآیندی تزریق پلاستیک است.