مهندسی مکانیک مدرس
سال:1402 | دوره:23 | شماره:6 |تعداد مقالات:6

شکل دهی تدریجی تک نقطه ای، فرآیندی مقرون به صرفه با انعطاف پذیری بالا می باشد و در نتیجه انتخابی مناسب جهت تولید حجم پایین در مقایسه با روش های سنتی شکل دهی است. در تحقیق تجربی حاضر، شکل دهی تدریجی تک نقطه ای گرم با ابزار سرگرد بر روی ورق های ترکیبی آلومینیم که توسط فرایند جوش آرگون به یکدیگر متصل شده اند مورد بررسی قرار می گیرد. ورق های مورد استفاده از جنس الومینیوم گریدهای 6061 و 5083 با ضخامت یکسان 5/1 میلیمتر می باشند که این ورق ها به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده اند. در این تحقیق تاثیر چهار پارامتر دما، روانکار، مقدار نشست ابزار و سرعت تغذیه میز به عنوان متغیرهای فرآیند شکل دهی تدریجی بر روی میزان شکل پذیری و وضعیت ظاهری نمونه های ورق ترکیبی آلومینیم مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده دمایی مورد بررسی بین دمای محیط تا 290 درجه سانتی گراد می باشد و سه نوع روانکار نیز برای انجام آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفته است. برای طراحی آزمایش نیز از روش تاگوچی استفاده شد و نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد افزایش دما بعنوان تاثیرگذارترین پارامتر سبب افزایش میزان شکل دهی ورق به میزان 79 درصد شده است همچنین روانکار و نشست ابزار و سرعت تغذیه میز در رده های بعدی در شکل پذیری ورق ترکیبی آلومینیم موثر می باشند.

در تولید قطعات صنعتی، ماشین کاری از مهم ترین عملیاتی است که در حوزه ساخت قطعات مطرح است. تولید یک قطعه صنعتی در سه مرحله طراحی، طرح ریزی فرآیند و ساخت صورت می گیرد و در کلیه این مراحل، از کامپیوتر به عنوان یک ابزار قدرتمند، استفاده فراوانی شده است. در طرح ریزی فرآیند به کمک کامپیوتر، مرحله شناسایی فیچرهای ماشین کاری پیش نیاز و مقدمه مراحل بعدی می باشد. استخراج اطلاعات و شناسایی فیچرها از اطلاعات طراحی به کمک کامپیوتر با توجه به افزایش پیچیدگی قطعات، به صورت دائم بهبود یافته است لیکن تحقیق برای یافتن یک راه حل بهینه پایان ناپذیر است. طی چند دهه گذشته، برای استخراج و شناسایی فیچرهای ماشین کاری از اطلاعات فایل طراحی، روش های متعددی توسط محققین معرفی و به کارگیری شده است. در کلیه روش هایی که تاکنون توسط محققین معرفی و ارایه گردیده است، تعداد و نوع ویژگی ها به عنوان متغیرهای مستقل در الگوی شناسایی فیچرهای ماشین کاری، توسط طراح الگو و از داده های فایل طراحی قطعه استخراج می گردد. در این تحقیق ویژگی های مورد نیاز برای شناسایی فیچرهای ماشین کاری از مقادیر پیکسل های تصویر شکل فیچرها و توسط سامانه هوش مصنوعی و بصورت خودکار استخراج می گردد. سامانه هوش مصنوعی تولید شده برای شناسایی فیچرهای ماشین کاری در این تحقیق قادر است با مشاهده تصویر یک قطعه، کلیه اطلاعات مورد نیاز برای ماشین کاری از جمله نام، مختصات محل قرارگیری فیچر نسبت به قطعه و ابعاد مورد نیاز برای ماشین کاری قطعه را شناسایی نماید و اطلاعات فیچرهای موجود در تصویر ورودی به سامانه را در یک جدول ارایه دهد.

ذخایر سوخت فسیلی رو به اتمام است و استفاده از آن برای تولید انرژی بر محیط زیست نیز تأثیر می­گذارد. بنابراین، منابع انرژی پایدار و پاک باید تولید شوند تا نیازها را برآورده کنند. در این تحقیق، سوخت­های ترکیبی از متیل استرهای روغن کلزا، روغن سویا و پالم با سوخت دیزل تولید شد. برای دستیابی به مزایای بیودیزل روغن پالم (ارزش حرارتی بالا) و بیودیزل روغن سویا و کلزا (ویسکوزیته سینماتیکی کم)، مخلوط بیودیزل­های مختلف (BS10، BS20، BR10، BR20، BP10، BP20، BRSP10 و BRSP20) برای ارزیابی تأثیر آنها بر عملکرد موتور و انتشار گازهای گلخانه­ای در سرعت­های 1800 تا 2700 دور بر دقیقه با گام 300 دور بر دقیقه تحت شرایط بار کامل آزمایش شده است. خواص فیزیکی و شیمیایی همه مخلوط سوخت­ها با رعایت استاندارد ASTM D6751 اندازه گیری شد. برای تست موتور از موتور دیزل تک سیلندر هوا خنک، 4 زمانه و تنفس طبیعی استفاده شد. نتایج تجربی نشان داد که در همه سوخت های ترکیبی مقادیر توان و مصرف سوخت ویژه با افزایش سرعت موتور افزایش در حالیکه گشتاور کاهش می­یابد. همچنین مقادیر آلاینده نیز با افزایش سرعت موتور افزایش می­یابد. بر اساس نتایج، سوخت ترکیبی BP20 می تواند به عنوان سوخت جایگزین در موتورهای دیزلی بدون هیچ گونه تغییر موتور استفاده شود.

کیفیت سطح و صافی سطح نهایی قطعات اپتیک مثل انواع لنزها در عملکرد آن ها بسیار اثرگذار است. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی مگنتواستاتیک، طرحی جدید از ابزار مگنتورئولوژیک سر کروی با قابلیت نصب بر ماشین فرز CNC سه محوره ارائه شده است. در طرح جدید از سیستم خنک کاری سیم پیچ مغناطیسی دوگانه در سطوح داخلی و خارجی سیم پیچ الکترومغناطیسی استفاده شده و توزیع چگالی شار مغناطیسی بهینه سازی شده است. قابلیت ایجاد چگالی شار مغناطیسی ابزار توسط شبیه سازی در نرم افزار ماکسول محک زده شده است. با انتخاب بهینه پارامترهای فرآیندی شدت جریان الکتریکی و فاصله کاری، قابلیت انجام پرداخت ابزار جدید برای پرداخت قطعات غیرفرومغناطیسی از جنس شیشه BK7 بررسی شده است. در تست تجربی اندازه گیری چگالی شار مغناطیسی توسط گوس متر مشاهده شد که ابزار جدید قابلیت ایجاد چگالی شار مغناطیسی کافی برای پرداخت شیشه را دارد. همچنین قابلیت اعمال نیروی عمود بر سطح این ابزار با تست پرداخت ابزار بررسی شد که نتایج نشان دادند این ابزار قابلیت اعمال نیروی فروروی کافی بر سطح قطعه کار و پرداخت قطعه در جهت کاهش زبری سطح را دارد.

با توجه به گسترش روزافزون استفاده از پرس های پرسرعت مثل سروو پرس های سرعت بالا در صنعت خودروسازی، بررسی شکل پذیری ورق های فلزی در این محدوده سرعت شکل دهی ضروری به نظر می رسد. بنابراین، این تحقیق با هدف بررسی اثر شکل دهی در نرخ کرنش متوسط بر شکل پذیری ورق فولادی St14 انجام شده است. آزمایش کشش در نرخ های کرنش مختلف انجام شد و آزمایش های شکل پذیری برای ایجاد منحنی های حد شکل دهی، در شکل دهی شبه استاتیک و شکل دهی ضربه ای صورت گرفت. جهت استخراج منحنی حد شکل دهی عددی، از شبیه سازی اجزای محدود استفاده شد. مدل مادی با در نظر گرفتن اثر نرخ کرنش توسط زیربرنامه ویوهارد وارد شبیه سازی شد. نتایج آزمایش کشش نشان داد که با افزایش نرخ کرنش، چند شاخص مهم کرنش سختی کاهش می یابد. هم چنین، رفتار کششی در نرخ های کرنش مختلف توسط مدل مادی با دقت خوبی پیش بینی شد. در شکل دهی ضربه ای، به دلیل تغییر شرایط اصطکاکی، شکست و تمرکز کرنش به مرکز گنبد منتقل شد و ارتفاع گنبد در حالت کشش دومحوره 17/1% نسبت به شکل دهی شبه استاتیکی کاهش یافت. منحنی حد شکل دهی در شکل دهی ضربه ای در مقایسه با شکل دهی شبه استاتیک به طرف پایین و سمت راست نمودار حد شکل دهی جابجا شد. در شکل دهی ضربه ای، حد شکل دهی در حالت کرنش صفحه ای در مقایسه با شکل دهی شبه استاتیکی، 8/1% کاهش یافت. هم چنین، نتایج شبیه­ سازی شامل موقعیت شکست، منحنی حد شکل دهی و ارتفاع گنبد در هر دو روش شکل دهی انطباق خوبی با نتایج تجربی داشت.

از موارد حائز اهمیت در رفتار مکانیکی ساندویچ پنل­ها نوع و جنس قطعه هسته می­باشد. در مطالعه حاضر رفتار مکانیکی ساندویچ پنل با دو نوع هسته فوم آلیاژ آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی و مقایسه میزان تاثیر روش به کار رفته جهت تثبیت فوم­های آلومینیومی درخواص خمشی و فشاری هسته ساندویچ ­پنل­ها، فوم آلومینیوم آلیاژی LM13 با تثبیت کننده کلسیم و پودر کاربید سیلیسیم به صورت جداگانه تولید شد. نتایج آزمایش پراش پرتو اشعه ایکس نشان دهنده حضور ترکیبات بین­فلزی Al4Ca در فوم­های آلومینیومی حاوی فلز کلسیم، و ذرات کاربید سیلیسیم برای فوم­های آلومینیومی حاوی پودر سیلیکون­کارباید در دیواره سلولی بود. میزان استحکام تسلیم در ساندویچ پنل هایی با هسته فوم آلومینیوم و تثبیت­کننده فلز­کلسیم از هسته هایی با تثبیت کننده ذرات کاربید سیلیسیم بالاتر بود. همچنین ساندویچ­هایی با هسته فوم آلومینیوم حاوی پودر کاربید سیلیسیم قابلیت جذب انرژی بیشتری از خود نشان دادند. در مقابل فوم هایی با تثبیت کننده پودر کاربید سیلیسیم انرژی بیشتری را تحت آزمایش فشار تک محوری جذب نمودند. همچنین نتایج بررسی ماکروساختار از نحوه تغییر شکل ساندویچ پنل در آزمایش خمش سه نقطه گویای کاهش نیرو در اثر ضعف در اتصال بین پوسته ساندویچ پنل و هسته فوم آلومینیومی بود.