مهندسی مکانیک مدرس
سال:1402 | دوره:23 | شماره:7 |تعداد مقالات:6

در این پژوهش، ارزیابی نیروی کشش در فرآیند کشش سرد لوله فولاد زنگ­نزن 410 انجام گرفت. با استفاده از شبیه­ سازی FEM، روش­های حل کران بالا، آنالیز تختال و فرآیند تجربی نیروی کشش و زاویه بهینه قالب بدست آمد. کشش عملی با دستگاه کشش صنعتی به روش توپی ثابت انجام شد. از نرم افزار آباکوس برای شبیه ­سازی فرآیند استفاده شد. تعیین محدوده نیروی کشش مورد نیاز و پیش بینی آن با استفاده از روش­های آنالیز تختال و کران بالا محاسبه شد. با توجه به نتایج، کمترین مقدار ضریب اصطکاک 0. 15 مشخص و در زاویه قالب 32 درجه کم­ترین نیروی کشش بدست آمد. با شبیه سازی فرآیند در آباکوس نیرو محاسبه شده و صحت سنجی نتایج برای پیش­بینی نیروی مورد نیاز با نتایج قبلی صورت گرفت. پس از انجام آزمون­های عملی، اختلاف نیروی پیش بینی شده تجربی و شبیه­سازی کمتر از 7% تعیین گردید.

امروزه به علت نیاز روزافزون صنایع مختلف نظامی، هوافضا، خودروسازی و. . . به مواد با نسبت استحکام به وزن بالا، استفاده از مواد کامپوزیت پایه فلزی، به خصوص کامپوزیت های پایه آلومینیومی به صورت چشمگیری افزایش یافته است. ماشین کاری جهت نیل به دقت ابعادی بالا جزء جدایی ناپذیر فرآیند تولید محصولات ساخته شده با کامپوزیت های پایه آلومینیومی می باشد. به دلیل وجود ماده تقویت کننده همچون کاربید سیلیسیوم و سایر ذرات ساینده با سختی بالا، ماشین کاری این دسته از مواد همواره با چالش های فراوانی روبه رو می گردد. لذا مطالعه پارامترهای مؤثر بر ماشین کاری کامپوزیت های پایه آلومینیومی امری ضروری است. در این مطالعه به اثر سرعت دوران اسپیندل، سرعت پیشروی، عمق برش و درصد ذرات تقویت کننده با استفاده از روش های آزمایش تجربی و آماری پرداخته شده است و پاسخ های زبری سطح و نرخ براده برداری مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. در این مقاله با بهره گیری از یک مطالعه روشمند شامل مدلسازی آماری به روش سطح پاسخ و استخراج معادلات رگرسیون، روش تحلیل حساسیت آماری سوبل و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم درینگر، رفتار متغبرهای ورودی بر روی باسخ های خروجی به صورت کمی و کیفی مورد مطالعه قرار گرفته است. مطابق با نتایج به دست آمده سرعت دوران اسپیندل بیشترین تأثیر را بر روی زبری سطح را دارد. همچنین پیشروی 33%، سرعت دوران اسپیندل 28%، عمق برش 26% و درصد ذرات تقویت کننده 13% بر روی نرخ براده برداری تأثیرگذار هستند.

در این پژوهش، تغییرات توزیع تنش های پسماند در سه فرایند ایجاد سوراخ شامل؛ سوراخ کاری معمولی، چندمرحله ای و فرزکاری مارپیچ مورد مطالعه قرار گرفت. تنش های پسماند توسط روش نانوایندنتیشن برای 12 نمونه سوراخ کاری شده از جنس فولاد 4340AISI و با سختی 45 راکول سی اندازه گیری شدند. نتایج حاکی از ایجاد بیشترین تنش پسماند فشاری نزدیک به سطح، در فرایند سوراخ کاری چندمرحله ای (تا 5/373 مگاپاسکال) بود. همچنین در فرایند سوراخ کاری معمولی، به واسطه تغییر فاز سطحی، اثر کار پلاستیک از بین رفته و تنش های پسماند کششی تا بیشینه مقدار 7/114 مگاپاسکال اندازه گیری شد. از سوی دیگر، کاهش سرعت برشی و افزایش نرخ پیشروی موجب افزایش تنش های فشاری سطحی گردید. استثنا این روند، تشکیل لایه سفید در فرایند سوراخ کاری معمولی بود. مقایسه تنش های اندازه گیری شده روی نمونه مبنا نیز، بیانگر اختلافی در حدود 6/28% میان دو روش XRD و نانوایندنتیشن بود که تکرارپذیری مناسب اندازه گیری توسط روش نانوایندنتیشن را نشان می دهد.

در پژوهش حاضر، رفتار کششی گرم و مورفولوژی شکست فولاد 410 در محدوده دمایی C° 1100-950 و نرخ های کرنش s-1 05/0 و s-1 5/0 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تنش سیلان فولاد مورد مطالعه با افزایش دما کاهش یافتن که تایید کننده کاهش استحکام فولاد در برابر تغییر شکل بود. در نرخ کرنش s-1 05/0 با افزایش دما کرنش بیشینه به طور محسوس کاهش یافت در حالی که در نرخ کرنش s-1 5/0 به دلیل رقابت پدیده های متالوژیکی مانند کارسختی و کارنرمی (بازیابی دینامیکی و تبلور مجدد دینامیکی) رخ داده در طول فرایند بعد از یک کاهش اولیه یک روند افزایشی در کرنش پیک با افزایش دما مشاهده شد. نتایج سطح شکست نشان داد که در دمای C° 950 مکانیزم شکست ترد سهم بالایی در هر دو نرخ کرنش را داشت و مورفولوژی سطح شکست نرم (افزایش دیمپل ها و کاهش صفحات کلیواژ) با افزایش دما غالب بود. در نرخ کرنش s-1 05/0 ابعاد حفره­ها و ترک­های تشکیل شده به مراتب بزرگ­تر از ترک­های ایجاد شده در نرخ کرنش s-1 5/0 بودند که نشان دهنده از هم گسیختگی بالا و کاهش تغییرات طول تا شکست نمونه های تغییرشکل یافته در نرخ کرنش پایین بود که با نتایج نمودارهای تنش-کرنش مطابقت داشت.

در این مقاله، کنترل تحمل پذیر عیب زمان محدود برمبنای الگوریتم مد لغزشی به عنوان یک روش کنترلی مقاوم برای کنترل پایدارساز زاویه­­ای سیستم کوادروتور در حضور عیب عملگر و عدم­ قطعیت ارائه شده است. کنترل­کننده بر مبنای مدل غیرخطی کوادروتور طراحی شده و تحلیل پایداری آن برمبنای تئوری لیاپانوف انجام گرفته است. همچنین با توجه به برخی نقاط ضعف سنسورهای ممز مانند نویزپذیری نسبتاً بالا و خطای بایوس، به منظور ترکیب داده های سنسورها و کاهش اثرات نویز و خطا روی داده­های خروجی، فیلتر کالمن توسعه­یافته طراحی و پیاده­سازی شد. به منظور اعتبارسنجی عملکرد کنترل کننده، آزمایش های عملی بر روی یک نمونه آزمایشگاهی مقیاس کامل کوادروتور به صورت بلادرنگ پیاده­سازی شد. ارزیابی عملکرد استراتژی طراحی شده در سناریوهای مختلفی از قبیل تست در حالت بدون عیب عملگر، با وجود عیب جزئی در عملگر و عدم قطعیت در پارامترهای کوادروتور انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی حاکی از برتری استراتژی تحمل­پذیر مد لغزشی نسبت به خطی­سازی پسخورد در حضور عیب­های مختلف و اثرات عدم قطعیت می­باشند.

در بخش اول این مطالعه به بررسی خواص مکانیکی سلول آگزیتک (با نسبت پواسون منفی) با ساختار یکنواخت با هدف طراحی کاشتنی استخوان فمور انسان پرداخته شده است. از سلول های آگزیتک به منظور افزایش سطح تماس کاشتنی و استخوان تحت بارهای کششی استفاده شده است. مدول الاستیک ساختار یکنواخت آگزیتک با روش های عددی، تحلیلی و تجربی در جهت y به دست آمد. در روش تجربی نمونه ها به روش ساخت افزایشی پرینت شدند و خواص الاستیک نمونه های پرینت شده با استفاده از آزمون فشار به دست آمدند. مقایسه مدول الاستیک شبیه سازی تحلیلی و عددی با آزمون های تجربی در جهت y نشان داد که انطباق خوبی بین نتایج وجود دارد. در بخش دوم از ساختار گرادیانی به منظور کاهش سپر تنش (Stress Shielding) در سطح تماس کاشتنی و استخوان و افزایش کارایی کاشت کاشتنی استفاده شده است. در ساختار گرادیانی مدول الاستیک در سطوح تماس با استخوان نزدیک مدول الاستیک استخوان در نظر گرفته شده است و به تدریج در لایه های بعدی افزایش می یابد. مدول الاستیک ساختار گرادیانی به دو روش عددی و تحلیلی محاسبه شد. در روش عددی مدول الاستیک از نرم افزار آباکوس و کدنویسی در متلب به دست آمد. میزان اختلاف مدول الاستیک در این دو روش 4/8 درصد به دست آمد، که نشان می دهد انطباق قابل قبولی بین نتایج وجود دارد.