مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1396 | دوره:4 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

مواد پیزوالکتریک موادی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی (صوت) تبدیل می کنند و برعکس با فشار مکانیکی بر آن ها، انرژی الکتریکی تولید می شود. در این تحقیق هدف بررسی خاصیت پیزوالکتریک باریم تیتانات بود. . باریم تیتانات ماده زیست فعالی است و برای استقاده در مهندسی بافت استخوان مناسب است. در سرامیک باریم تیتانات غیر قطبیده، مناطق فروالکتریک به صورت تصادفی جهت گیری کرده اند و در نتیجه خواص پیزوالکتریکی حداقل است. بنابراین نیاز به قطبی سازی برای افزایش خاصیت پیزوالکتریک وجود دارد. بدین منظور این بررسی با قطبیده کردن با ولتاژ و زمان های مختلف بر روی دو گروه کاشتنی ها و داربست های متخلخل انجام شد. کاشتنی ها با ابعاد مختلفی ساخته، سپس با ولتاژ و زمان های متفاوت در روغن قطبیده شده و در انتها خواص پیزوالکتریک آن ها توسط پیزوتست بررسی شد. همچنین داربست های سه بعدی با تخلخل80% به روش ریختگری فومی ساخته شد. سپس داربست ها درون روغن با ولتاژ و زمان متفاوت قطبیده شده و در انتها خواص پیزوالکتریک آن ها توسط پیزوتست بررسی شد. و سپس تست زیستی بر روی آن ها انجام شد. در انتها نتیجه گرفته شد که هم کاشتنی ها و هم داربست های متخلخل با قطبیده کردن می توانند خواص مناسبی برای استفاده در مهندسی بافت استخوان پیدا کنند. در ادامه نیز نتیجه گرفته شد که هر چه کاشتنی ها دارای ارتفاع کمتر و قطر بیشتری باشند ضریب پیزوالکتریک در آن ها بیشتر است. همچنین نتایج تست سلولی نیز موثر بودن خاصیت پیزوالکتریک بر رشد استخوان را تایید کرد.

فرایند تراش کاری به دلیل دینامیک پیچیده ای که دارد همواره مورد توجه محققان علم ماشین کاری بوده و تلاش های زیادی برای تعیین نیروها در آن انجام گرفته است. روش های مختلف تجربی و نیمه تجربی برای محاسبه مقادیر نیروهای استاتیکی و دینامیکی برش استفاده شده که معمولاً مبتنی بر ابعاد براده هستند اما هنوز این موضوع ابعاد ناشناخته ی زیادی دارد که هدف این مقاله تعیین میزان تفاوت فرمول آلتینتاس، مقدار دینامومتر و مقداری است که از طریق ارائه ی یک روش جدید مبتنی بر معادله حاکم بر ارتعاش ابزار، است. برای بررسی صحت نتایج، آزمون های عملی انجام می شوند. آزمون ها برای حالت داخل تراشی و با پارامترهای مختلف انجام می شوند و در آن ها به طور همزمان سیگنال نیرو با ستفاده از دینامومتر و شتاب توسط شتاب سنج اندازه گیری می شود. از نتایج این دو سیگنال، پارامترهای مورد نیاز برای محاسبه مولفه های نیرو در روش آلتینتاس و روش جدید استخراج می شوند. در نهایت برای دو آزمون، مولفه های شعاعی نیروی دینامومتر و این دو روش مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که نیروی نوک ابزار، بیشترین دامنه و پس از آن نیرو در انتهای ابزار و در نهایت نیروی برش کمترین مقدار دامنه را دارد. بنابراین به دلیل وجود این تفاوت مهم نباید از این نیروها به جای یکدیگر استفاده کرد.

امروزه یکی از مهم ترین روشهای درمان جایگزینی دندان از دست رفته استفاده از ایمپلنت است. با افزایش پژوهش ها در جهت شناخت خواص زیست پزشکی و مکانیکی دهان و دندان، بهبود زیادی از نظر ابعاد و طراحی بدنه، جنس، روش های تولید و سطح ایمپلنت ها حاصل شده است. کاربرد ایمپلنتها در دندان به مرور زمان تحت تاثیر شرایط دهان و پدیده هایی نظیر خوردگی و خستگی قرار می گیرد. در این تحقیق به بررسی پدیده خوردگی به صورت تجربی با شرایط مشابه دهان در انواع ایمپلنت ها با تمرکز بر روش ساخت، جنس و شرایط سطح پردخته شده است. ترکیب روشهای ساخت متنوع نظیر ماشینکاری و چاپ سه بعدی ذوب انتخابی با پرتو لیزر برای نمونه های فولادی و تیتانیومی با شرایط سطح متنوع شامل نمونه های با رزوه متفاوت و نمونه با پوشش زیست سازگار در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که به طور کلی با افزایش پیچیدگی سطح نمونه که شامل انتخاب روش ساخت چاپ، ایجاد ناهمواری بالاتر در سطح شامل افزودن رزوه دوم و رزوه با عمق متغیر، و یا اعمال پوشش هیدروکسی آپاتیت می شود باعث بهبود مقاومت به خوردگی ایمپلنت می گردد. همچنین آلیاژهای تیتانیوم مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به فولادهای ضد زنگ دارند. بعلاوه استفاده از روشهای نوین ساخت در تولید ایمپلنت ها که شامل روشهای چاپ سه بعدی اعم از ذوب انتخابی با پرتو لیزر(مورد استفاده در مقاله حاضر) می شود، نسبت به روش سنتی ماشین کاری باعث بهبود عملکرد ایمپلنت از جنبه های مکانیکی بخصوص مقاومت به خوردگی می گردد.

امروزه بهبود ریزساختار پره های نو ریخته ی توربین با اعمال فشار یکنواخت در درجه حرارت های بالا، به عنوان یکی از مراحل تولید آن ها، مرسوم است. اجرای این عملیات در مورد پره های مستعمل نیز می تواند به واسطه ی بستن و جوش دادن حفرات خزشی و ریزترک ها، در تمدید عمر پره ها موثر باشد. با توجه به کمبود اطلاعات موجود، در این تحقیق تلاش شده است با ایجاد شرایط مشابه، به مطالعه تجربی فرآیند پرداخته شود. برای این منظور، ابتدا یک فیکسچر اندازه گیری مخصوص طراحی و ساخته شد. سپس دیسکی حاوی 75 پره ی ردیف اول توربین قدرت رستون روی آن تحت اندازه گیری طولی قرار گرفتند و از بین آن ها، شش پره با بیشترین میزان خزش طولی انتخاب شدند. در مرحله ی بعد، مخزن تحت فشار و دمای بالا و نیز کوره مورد نیاز برای آزمون ها تهیه و تنظیم شدند. سپس نمونه ها به مدت هشت ساعت، در معرض فشار 150 بار و دمای 380 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. بررسی های متالوگرافی نشان داد پس از اجرای این عملیات، درصد فازγ ^'' در نواحی مختلف ایرفویل حدوداً 25% افزایش یافته و سختی در این نواحی حداکثر 7% درصد بیشتر شده است که با توجه به شرایط اجرا، موید فعال بودن مکانیزم های بهبود ریزساختار می باشد. همچنین با استفاده از داده های تجربی و روابط مانکمن-گرانت و پارامتر لارسون-میلر پیش بینی می شود عمر خزشی این نوع پره ها حدوداً هشت هزار ساعت افزایش می یابد.

هدف از انجام این تحقیق یافتن بهترین شرایط ماشینکاری و ایجاد سوراخ در پنل های ساندویچی کامپوزیتی با استفاده از تعریف فاکتورهای تورق و الیاف برش نخورده می باشد. برای این کار دو قطعه ساندویچ پانل از جنس اپوکسی کولار با هسته های چوب بالسا و فوم پی وی سی را با مته هایی با قطرهای مختلف و سرعتهای چرخشی و نرخ تغذیه متفاوت در سه سطح سوراخ کاری می نماییم. با استفاده از تکنیک عکسبرداری دیجیتال که راهکاری قابل اعتماد جهت اندازه گیری و تعیین سطوح آسیب دیده به شمار می رود، تصاویر به محیط نرم افزار ترسیمات مهندسی منتقل گردیده و با محاسبه دقیق مساحت ها، می توان نتیجه گرفت که به ترتیب نرخ تغذیه، سرعت چرخشی و قطر مته بیشترین تاثیر را بر میزان عیوب ذکر شده دارد. نتایج نشان می دهند که کیفیت سوراخ کاری در هسته چوب بالسا به مراتب بهتر از فوم پی وی سی می باشد. نتایج این تحقیق می تواند برای بسیاری از صنایع خاصه در حوزه هوا فضا و نظامی کاربردی باشد.

در این مقاله رفتار مکانیکی – حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر ضخامت دیواره بر بزرگی و توزیع تنش پسماند جوشی در اتصال فلزات همجنس مورد بررسی قرارگرفته است. برای تایید مدل از داده های تجربی اتصالات همجنس که با روش کرنش سنجی سوراخ توسط دنگ بدست آمدند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و داده های تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیش بینی تنش پسماند در اتصالات-همجنس است. اثر ضخامت دیواره لوله روی تنش های پسماند جوشکاری در لوله های جوش داده شده بصورت لب به لب با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش ضخامت دیواره لوله، تنش های پسماند محوری کششی در سطح داخلی و محوری فشاری در سطح خارجی لوله فولاد زنگ نزن تقریبا تا 35 و 25 درصد کاهش یافته، ولی تنش های محوری فشاری در سطح داخلی و تنش های محوری کششی در سطح خارجی تغییر چندانی نکرده است. هم چنین در لوله فولاد زنگ نزن با افزایش ضخامت دیواره تنش پسماند محیطی فشاری در سطح داخلی کمی افزایش اما تنش های محیطی کششی تغییر قابل توجهی نمی کنند. بطور کلی ضخامت دیواره بر اندازه و توزیع تنش پسماند محیطی لوله فولاد زنگ نزن تاثیر مهمی ندارد. هم چنین در ضخامت های دیواره بالا تنش های پسماند محوری توزیع وسیع تری خواهند داشت.