مکانیک مواد پیشرفته و هوشمند
سال:1401 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

کریستال های فونونیک مواد مرکبی هستند که از آرایش متناوب یک یا چند ماده آخال در یک ماده زمینه متفاوت ایجاد می شوند. از حذف یک ردیف از آخال ها، هدایت کننده کریستال فونونیک قابل دستیابی است. در این پژوهش اثرات نقص ساختاری بر یک هدایت کننده موج با ساختار نامتجانس کریستال فونونیک بررسی شده است. ساختار مورد نظر از تکرار آخالهای فولادی در زمینه اپوکسی به وجود می آید. این ساختار از ترکیب آرایش مربعی و مثلثی تشکیل می شود. برای تحلیل ساختار فوق از روش تفاضل محدود جابجایی-مبنا در حوزه زمان استفاده شده است. تحلیل نشان می دهد ریشه ای که عمود بر راستای هدایت کننده نامتجانس قرار دارد، باعث تنزل طیف عبور در فرکانس های 102 و 123 کیلو هرتز می شود. همچنین هدایت کننده در حالتی که یک حفره را در بر می گیرد، تنها فرکانس 104 کیلو هرتز را هدایت می کند. در نهایت، حفره ای که در مجاورت هدایت کننده قرار می گیرد، اثر ناچیزی بر کاهش عبور هدایت کننده دارد.

در مقاله ی حاضر به طراحی و ساخت دستگاه فتوکپی سه بعدی پرداخته شده است. این دستگاه دارای دو واحد اصلی می باشد که عبارتند از: واحد اسکنر سه بعدی و واحد چاپگر سه بعدی. امروزه نیاز به استفاده از اسکنرهای سه بعدی در کاربردهای مختلف نظیر کنترل کیفیت، مهندسی معکوس و طراحی و تولید به کمک کامپیوتر در حال گسترش است. این دستگاه قادر خواهد بود اسکن سه بعدی بگیرد و پس از پردازش تصویر اسکن شده، یک مدل سه بعدی جهت چاپ به واحد چاپگر سه بعدی ارسال کند و یک مدل کپی از آن قطعه بسازد. از مزایای برجسته ی این طرح استفاده از آن در مهندسی معکوس می باشد که می تواند یک مدل کپی با تناسب دلخواه از یک قطعه را بدون نیاز به فرایند اندازه گیری جهت تعیین ابعاد و به دنبال آن فرایند طراحی که بعضاً در بسیاری از موارد به دلیل پیچیدگی های ظاهری قطعه ، کاری طولانی، سخت و زمان بر است، در کمترین زمان بسازد. این امکان فراهم شده که بعد از گرفتن اسکن از قطعه در صورت نیاز به ترمیم یا تغییر، اصلاح صورت گیرد و بعد به واحد چاپگر سه بعدی ارسال شود. اسکن قطعه از روش فوتوگرامتری بهره گرفته است. چاپگرهای سه بعدی با مکانیزم ها و فناوری های مختلف کار می کنند. مکانیزم حرکتی چاپگر با الهام از مکانیزم ربات دلتا و فناوری چاپ اکسترود (ذوب) مواد اولیه انتخاب شده است. به بیان قواعد و اصول طراحی و ساخت یک چاپگر سه بعدی پرداخته می شود و بیان می شود که چگونه رعایت این اصول و قواعد در افزایش دقت و کیفیت قطعات تولیدی تاثیر گذار خواهند بود.

هیدروفرمینگ لوله به طور گسترده، در تولید قطعات ساختاری اتومبیل استفاده می شود. یکی از خصوصیات قطعات تولید شده با این فرایند، نسبت استحکام به وزن بالا می باشد. هیدروفرمینگ لولۀ فشار پایین، یکی از روش های پیشنهاد شده برای حل مشکلات هیدروفرمینگ لوله از قبیل نیاز به فشار بالای سیال و مشکلات آب بندی می باشد. روش انجام هیدروفرمینگ فشار پایین لوله، شبیه فشردن جسم جامد است و در آن برخلاف هیدروفرمینگ فشار بالا، قالب بالایی در طول فرایند ثابت نبوده و هم زمان با اعمال فشار داخلی به لوله، حرکت کرده و لوله را تحت فشار قرار می دهد. در این مقاله، فرایند هیدروفرمینگ فشار پایین لوله های آلومینیومی AA6063 انجام شده و مقطع گرد لوله به وسیلۀ فرایند هیدروفرمینگ به مقطع مستطیلی تغییر شکل داده است. همچنین توزیع ضخامت و مقادیر شعاع گوشۀ شکل داده شده، تحت سه مسیر بارگذاری متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش فشار داخلی می توان به شعاع گوشه کمتری دست پیدا کرد اما نازک شدگی افزایش پیدا می کند. همچنین بیشترین تختی سطح بالایی قطعه، زمانی حاصل می شود که جابجایی قالب بالایی بعد از رسیدن فشار داخلی به مقدار ماکزیمم خود انجام شود.

فرآیند کشش عمیق، روشی پرکاربرد برای تولید قطعات از ورق فلزی می باشد. هزینه اصلی قالب در این روش ساخت ماتریس می باشد. استفاده از ماتریس لاستیکی سبب صرفه جویی در زمان ساخت و هزینه تولید می شود. کنترل تغییر شکل لاستیک و ورق از مسائل مهم در این روش می باشد. از اینرو در این مقاله مقایسه ای بین قطعات تولید شده توسط قالب فلزی و لاستیکی انجام شده است. در ادامه با استفاده از روش المان محدود و مدل هایپر الاستیک، شبیه سازی های سه بعدی انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که قرار دادن یک ورق فلزی به عنوان واسطه بین لاستیک و ورق سبب بهبود چشمگیر در قطعات تولیدی و کنترل بهتر رفتار ورق و لاستیک حین تغییرشکل می شود. در ادامه برای صحت سنجی کار، یک قالب با اجزای لاستیکی و یک قالب با ماتریس فلزی ساخته و برای جنس فولاد، آزمایش هایی عملی انجام شد. قالب ها بر اساس تکنیک فاصله اولیه به جای سیستم فنر و ورق گیر ساخته شده اند. حداکثر درصد نازک شدگی، درصد کرنش معادل پلاستیک، چروکیدگی، پارگی و نیروی وارد بر سنبه فلزی، در دو حالت برای نمونه فولادی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند

نوزینگ، یکی از روش های شکل دهی لوله های فلزی است که طی این فرآیند یک پوسته یا لوله فلزی توسط دستگاه پرس به داخل قالبی که فرم قطعه نهایی را دارد هدایت می شود. از این روش جهت ساخت مخازن تحت فشار و کپسول های CNG استفاده می شود. در این تحقیق شبیه سازی فرآیند نوزینگ یک لوله ی فولادی انجام شده و سپس به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه سازی با آزمایشات تجربی مقایسه شده است. سپس به کمک روش سطح پاسخ یک سری آزمایش طراحی شده و به منظور بررسی اثر پارامتر های ضخامت، شیب دیواره لوله پیش فرم و ضریب اصطکاک بین لوله و قالب و همچنین اثرهای تعاملی آنها بر روی درصد نوزینگ از روش آنالیز واریانس استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، ضخامت، شیب دیواره لوله پیش فرم نسبت به ضریب اصطکاک بین لوله و قالب بیشترین تاثیر را بر روی درصد نوزینگ دارند. یک معادله رگرسیون جهت پیش بینی درصد نوزینگ بر اساس پارامترهای موثر بیان شده است و در نهایت درصد نوزینگ بهینه برای معادله رگرسیون به دست آمده توسط الگوریتم ژنتیک به دست آمده است.

یکی از جذاب ترین روش های ماشینکاری مدرن، ماشینکاری تخلیه الکتریکی است که در اواخر دهه 1960 معرفی شد. ماشینکاری تخلیه الکتریکی با سیم کاربردهای مختلفی دارد، از جمله ماشینکاری با دقت بالا در تمام مواد رسانا مانند فلزات، آلیاژهای فلزی، گرافیت و سرامیک و همچنین صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایع. به منظور افزایش سرعت و کاهش زبری سطح و عرض شکاف، پارامترهای برش بهینه نقش مهمی در انتخاب پارامترهای خروجی دارند. در این مطالعه، پارامترهای ورودی (دبی، مدت پالس، فرکانس پالس، سرعت سیم، کشش سیم و سرعت جریان دی الکتریک) با متغیرهای خروجی (نرخ برش، فیلتر سطح و عرض) مقایسه شد. نتایج بدست آمده از تحلیل حساسیت بیانگر این است که پارامترهای مدت زمان پالس، سرعت سیم و جریان تخلیه اثرگذارترین پارامترها بر نرخ براده برداری و پارامترهای مدت زمان پالس، نرخ دی الکتریک و جریان تخلیه اثرگذارترین پارامترها بر زبری سطح می باشند، همچنین مدت زمان پالس، سرعت سیم و جریان تخلیه اثرگذارترین پارامترها بر عرض شکاف می-باشند. مدت زمان پالس با 72 درصد، سرعت سیم با 14 درصد و جریان تخلیه با 10 درصد بیشترین تاثیر را بر نرخ براده برداری داشته اند.

در صنعت پالایشگاه و پتروشیمی ها به دلیل وجود تجهیزات تمام فلزی و محیط اسیدی خوردگیتنشی زیاد است با توجه به افزایش کاربرد فولادهای زنگ نزن در این صنایع در این پژوهش به بررسی اثر ضربات امواج اولتراسونیک بر رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن 316 (S.S 316) می پردازیم. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر روش تنش زدایی اولتراسونیک برافزایش مقاومت قطعات در محیط های خورنده است. لازم به ذکر است که، تنش پسمان در نمونه ها در اثر جوش کاری ایجادشده است. در این پژوهش ابتدا نمونه مدنظر با استفاده از ارتعاش اولتراسونیک تحت فرکانس 20 KHz تنش زدایی شده است، سپس نتایج به دست آمده با نتایج نمونه های بدون عملیات تنش زدایی و همچنین عملیات تنش زدایی حرارتی مقایسه شده است. شایان ذکر است که تنش پسماند با استفاده از روش ایکس آر دی اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که، درروش اولتراسونیک و عملیات حرارتی مقدار تنش پسماند به ترتیب % 7/58 و % 3/54 کاهش یافته است. همچنین مشاهده شده است که، استفاده از روش امواج اولتراسونیک سبب افزایش طول عمر نمونه در محیط خورنده شده است..