مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1402 | دوره:10 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

در سال های اخیر کاربرد نوسانات حاصل از امواج آلتراسونیک در صنایع مختلف به شدت رو به افزایش می باشد. از این رو با توجه به نوع کاربرد این امواج در حوزه های مختلف صنعتی، تحقیقات گسترده ای آغاز گشته تا بتواند در راستای بهینه سازی پارامترهای موثر بر روش های مبتنی بر استفاده از این امواج، کمک کننده و راه گشا باشد. از جمله کاربردهای خاص امواج آلتراسونیک، استفاده از آن در ماشین کاری می باشد. ماشین کاری آلتراسونیک یک فرایند براده برداری مکانیکی می باشد که برای ایجاد سوراخ و حفره های مختلف بر روی مواد ترد و شکننده مورد استفاده قرار می گیرد. در این پژوهش با طراحی آزمایش، عملیات سوراخ کاری بر روی قطعه کار شیشه ای از نوع کریستالی فوق شفاف انجام شده است تا ضمن اطمینان از کارکرد عملی دستگاه، بتوان نتایج حاصل را بررسی نمود و پارامترهای بهینه ی ماشین کاری را بدست آورد. نتایج آزمایش در شرایط مختلف نشان می دهد که با افزایش فرکانس، بار استاتیکی و توان ماشین کاری، نرخ براده برداری افزایش یافته و با انتخاب فرکانس 40 کیلوهرتز به همراه باراستاتیکی 1080 گرم و توان 130 وات می توان به بیشترین نرخ براده برداری دست یافت در حالی که سوراخ های ایجاد شده از کیفیت مناسبی از لحاظ تلرانس گردی برخوردار می باشند.

بررسی رفتار سازه های کامپوزیتی الیاف-پلیمر و تاثیر عوامل گوناگون بر خواص مکانیکی آن ها، در تعریف فرایندهای طراحی، ساخت و عارضه یابی سازه کامپوزیتی موضوعی حائز اهمیت می باشد. در این مقاله به بررسی تغییرات رفتار مکانیکی ساختار کامپوزیتی الیاف شیشه کلاس E-پلی استر، تحت تاثیر اعمال پیش بارگذاری حرارتی بر پارچه الیاف شیشه پرداخته شده است. بدین منظور، در کنار آزمون های تعیین خواص مکانیکی، جهت بررسی چگونگی و ماهیت شکست الیاف شیشه و مطالعه سطح مقطع شکست الیاف از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شده است. همچنین تغییرات در وضعیت عامل اتصال دهنده روی سطح الیاف شیشه ی مورد استفاده در بافت پارچه، در شرایط اولیه پارچه ی خریداری شده از شرکت سازنده و نیز شرایط ثانویه آن پس از اعمال پیش بارگذاری حرارتی از طریق قرار دادن آن در کوره با حرارت 350 درجه سانتی گراد، از روش آنالیز دستگاهی طیف بینی مادون قرمز بازتاب کلی تضعیف شده (ATR) استفاده گردید. نتایج، حکایت از افت قابل توجه خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده، بر اثر اعمال پیش بارگذاری حرارتی بر پارچه با بافت ساده از جنس الیاف شیشه کلاس E، قبل از مرحله آغشته سازی آن با رزین پلی استر غیر اشباع دارد.

شکل دهی تدریجی ورق های فلزی یکی از روش های نوین شکل دهی است که اعمال تدریجی نیروهای شکل دهی و عدم حضور قالب مادگی در این روش، باعث افزایش حد شکل پذیری ورق و افزایش دامنه انعطاف پذیری فرایند در تولید هندسه های پیچیده می شود. در این پژوهش شکل دهی ورق های دولایه آلومینیوم-مس در فرایند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای تا رسیدن به حد شکل دهی ورق در چند هندسه مختلف مطالعه خواهد شد. با توجه به مکانیزم ناپایداری ورق در این فرایند، در پیش بینی عددی رشد و شروع آسیب ورق های دولایه، از معیار آسیب ژو-ویرزبیکی (Xue-Wierzbicki) در قالب زیربرنامه VUMAT نرم افزار آباکوس استفاده شد. آزمایش های تجربی نشان داد که نوع هندسه، به دلیل اعمال شرایط متفاوت تنش و کرنش در ورق، بر روی حد ارتفاع شکل دهی مؤثر است. پیش بینی مدل عددی از حد ارتفاع شکل دهی به طور میانگین برای هندسه های مختلف با اختلاف %8 نسبت به آزمایش های تجربی انجام شده، همراه است که نشان دهنده ی اعتبار مدل عددی می باشد. به این ترتیب، با استفاده از مدل عددی اثر تغییرات کرنش پلاستیک معادل و تنش سه محوری به عنوان متغیرهای کلیدی بر توزیع کرنش های صفحه ای و آسیب در این فرایند تحلیل شد. همچنین نحوه بارگذاری سیکلی و غیرخطی در این فرایند با ترسیم مسیر کرنش برای هندسه های مختلف نشان داده شد.

فرآیند فشار در کانال زاویه دار لوله ای یکی از روش های جدید جهت تولید لوله های با خواص مکانیکی و ریزساختاری بسیار خوب می باشد. مقطع کانال ذوزنقه ای شکل در این فرآیند، به دلیل همگنی در کرنش بالا و نیروی کم مورد نیاز، نسبت به مقطع کانال های دیگر ترجیح داده می شود. در این تحقیق، فرآیند فشار در کانال زاویه دار لوله ای با مقطع کانال ذوزنقه ای شکل با استفاده از زوایای کانال و انحنای مختلف در نرم افزار آباکوس مدل سازی شد و سپس یک پاس فرآیند بر روی نمونه های آلومینیوم 6061 آنیل شده اعمال گردید. پس از آن تاثیر این زوایا بر کرنش موثر و هم چنین نیروی فرآیند نشان داده شد. به منظور اعتبارسنجی نیز نتایج حاصل از روش اجزای محدود با نتایج مدل تحلیلی مقایسه و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از نمونه های تحت فرآیند قرار گرفته شده نشان داد که با کاهش زوایای کانال و انحنای قالب، کرنش موثر اعمالی افزایش یافته است. با افزایش زاویه ی انحنا، همگنی در کرنش بیش تر شده و در نتیجه همگنی در سختی و ریزساختار افزایش یافته است. نیروی فرآیند نیز با افزایش زوایای کانال و انحنا، کاهش یافته است. هم چنین میان نتایج حاصل از روش اجزای محدود با نتایج مدل تحلیلی توافق خوبی برقرار بوده است.

در هیدروفرمینگ لوله، با اعمال فشار داخلی توسط یک سیال مانند آب یا روغن، انبساط در لوله ایجاد شده و سطح خارجی لوله بر دیواره های داخلی قالب منطبق می شود. در این مقاله، استفاده از فرآیند هیدروفرمینگ در ساخت یک اتصال انشعاب دار با دو شاخه بر لوله هایی از جنس مس مورد بررسی قرار گرفته است. از این نوع اتصالات در خطوط انتقال سیالات مختلف استفاده می شود. اثر چهار پارامتر مهم فرآیندی بر کیفیت محصول شکل داده شده و شبیه سازی فرآیند شکل دهی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام شده است. با توجه به شکل پیچیده ی محصول مورد نظر، تأثیر چهار پارامتر تغذیه اولیه، تغذیه نهایی، فشار تسلیم و فشار ترکیدگی بررسی شده و اثر این پارامترها بر ارتفاع انشعاب های شکل داده شده و حداکثر نازک شدگی تعیین شده است. نتایج نشان داد که با انتخاب مناسب پارامترهای فرآیندی می توان در یک مرحله شکل دهی به یک محصول با دو انشعاب با کیفیت مناسب دست پیدا کرد. مهم ترین پارامتر اثرگذار بر ارتفاع انشعاب شکل داده شده ی تغذیه نهایی می باشد که با افزایش آن ارتفاع بیشتر شده است. از طرف دیگر مهم ترین پارامتر اثرگذار بر نازک شدگی فشار ترکیدگی بوده است. تغذیه اولیه کمترین اثر را بر روی نازک شدگی و ارتفاع انشعاب شکل داده شده داشته است.

در این مقاله به بررسی رفتار مکانیکی پروفیل ها و لوله های با مقاطع مربعی و دایره ای به صورت توخالی و پرشده از فوم، تحت خمش سه نقطه با استفاده از روش اجزای محدود پرداخته شده است. تیرهای مرکب پر شده از فوم نیز در دو حالت توپر و توخالی (استفاده از دو لوله) بررسی شده است. آلومینیوم AA6063-T6 و فوم AlSi7، به ترتیب به عنوان جنس پروفیل و فوم در نظر گرفته شده است. میزان تغییرشکل، مقاومت خمشی، جذب انرژی پروفیل ها با شرایط مختلف، بررسی و با یکدیگر مقایسه شد و در نهایت، مقاطعی با بالاترین مقاومت خمشی و ظرفیت جذب انرژی تعیین شد. نتایج نشان داد قرار دادن فوم در لوله ها باعث افزایش مقاومت در برابر خمش می شود؛ همچنین مقاومت خمشی در حین بارگذاری بعد از اولین آسیب حفظ شد، حتی روندی افزایشی داشت. تیرهای دوتایی پرشده از فوم (تیر مرکب پر شده از فوم توخالی) با وجود وزن کمتر نسبت به تیرهای تکی پرشده از فوم (تیر مرکب توپر)، مقاومت خمشی بالاتری از خود نشان دادند، همچنین جذب انرژی در آن ها نسبت به تیرهای تکی پرشده از فوم بیشتر بوده است. بالاترین میزان مقاومت خمشی در تیرهای پرشده از فوم با مقطع مربعی مشاهده شد.