مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1397 | دوره:5 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

در این مقاله، یک نمونه بهبود یافته از یک نوع انکودر خازنی خطی با القای الکترواستاتیک و لغزنده نامقید با قدرت تشخیص بالاتر و خطای کمتر نسبت به نمونه موجود ارائه شده است. انکودر ارائه شده از دو بخش اصلی استاتور و لغزنده تشکیل شده است. هر دو بخش از فیبر مدار چاپی سخت ساخته شده اند. استاتور دارای الکترودهای چهار فاز گیرنده است و لغزنده شامل الکترودهای دو فاز فرستنده می باشد. در این انکودر تغذیه الکتریکی لغزنده از طریق القای الکترواستاتیکی تامین می شود. از این رو، نیازی به اتصال سیم به لغزنده وجود ندارد و لذا این انکودر مناسب برای استفاده در سیستم های کنترلی با فضای محدود است. با بهبود قدرت تشخیص و کاهش خطای این انکودر میتوان به حرکت نرم و دقیق موتورها در سیستم های کنترل حلقه بسته دست یافت. به همین منظور انکودر بهبود یافته به الکترود زمین، بین الکترودهای گیرنده و الکترودهای القایی مجهز شده است تا سبب کاهش تداخل الکترواستاتیک میان این الکترودها و در نتیجه کاهش خطای خروجی شود. به علاوه گام الکترودهای گیرنده و فرستنده ی انکودر کم شده تا قدرت تشخیص بالا رود. یک نمونه ی آزمایشگاهی از انکودر بهبود یافته ساخته شده و عملکرد آن ارزیابی شده است. تایج آزمایشات نشان دهنده بیشینه خطای 15 میکرومتر و قدرت تشخیص 1 میکرومتر می باشد که حاکی از کاهش خطا و بهبود قدرت تشخیص نسبت به نمونه مشابه است.

جوشکاری قوس فلزی الکترود پوشش دار بر روی فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا در خطوط لوله انتقال گاز طبیعی ایران اهمیت ویژه ای دارد. در این مقاله خواص مکانیکی و متالورژیکی موقعیت های مختلف لوله (با قطر خارجی 36 اینچ و در ساعت های 1: 30-12، 3-1: 30، 4: 30-3 و 4: 30-6) برای تعیین منطقه بحرانی جوش سر به سر چند پاسه، ناحیه متاثر از حرارت و فلز پایه به وسیله آزمایشهای کوانتومتری، متالوگرافی، کشش، ضربه و سختیسنجی بررسی شد. نتایج آزمون کشش، کمترین میزان استحکام نهایی را (در راستای عمود بر جوش و در موقعیت 3-4: 30) برابر 463 مگاپاسکال و کمترین انرژی شکست را (در راستای عمود بر جوش و در موقعیت 1: 30-3) برابر 96 ژول ارزیابی میکند که 61 درصد کاهش نسبت به فلز پایه را نشان می دهد. میزان تغییرات سختی در نواحی و موقعیت های گوناگون ناچیز (کمتر از 5 درصد) است. تصاویر حاصل از آزمون متالوگرافی با میکروسکوپ های نوری و الکترونی نشان می دهد که مقدار پرلیت ناحیه پاس سطح جوش و منطقه تحت تاثیر حرارت نزدیک فلز پایه نسبت به فلز اصلی به ترتیب 12. 5 و 25 درصد کاهش داشته است. مقدار کاهش نیوبیوم در موقعیت 4: 30-6 نسبت به فلز 0. 025 می باشد.

ساخت افزودنی به کمک لیزر بر پایه پودر، یکی از روش های کارآمد ساخت لایه ای است که با استفاده از توان بالای لیزر در ساخت قطعات پلیمری مورد استفاده قرار می گیرد. تنش های حرارتی ناشی از لیزر موجب بروز اعوجاج و انقباض در قطعه می شود. تنش های حرارتی لیزر از گرادیان های حرارتی که توسط لیزر و سایر پارامترهای دستگاه بوجود می آیند، ناشی می شود. کاهش گرادیان های حرارتی موجب کاهش تغییر شکل ها در قطعه و افزایش دقت ساخت می شود. هدف از این مقاله تعیین پارامترهای دمایی شامل دمای پیش گرم یا دمای بستر پودر، دمای محیط، توان اسکن و قطر لکه است به نحوی که گرادیان دمایی کمینه گردد. مدلسازی المان محدود فرآیند تفتجوشی لیزر انتخابی برای پودر پلی آمید-12 انجام شده است. گرادیان حرارتی با تغییر پارامترهای دمایی بر مبنای مدل دمایی اجزاء محدود فرآیند و روش طراحی آزمایش تاگوچی بهینه سازی می شود. به منظور رسیدن به این هدف، ابتدا شبیه سازی المان محدود فرآیند تفتجوشی انتخابی به کمک لیزر برای پودر پلی آمید-12 انجام می شود. جهت صحه گذاری شبیه سازیها، تست تجربی توسط دستگاه تفتجوشی انتخابی به کمک لیزر انجام شده و نتایج حاصل با مدل المان محدود مقایسه می گردد. سپس با استفاده از روش تاگوچی، آزمایشات در سطوح مختلف طراحی می شود و پارامترهای دمایی بهینه فرآیند بدست می آید. مطابق با نتایج حاصل، پارامترهای بهینه برای کمینه کردن گرادیان حرارتی در دمای پیش گرم 451K، دمای محیط 359K، توان لیزر 10W و قطر لکه 0. 5mm بدست آمده است.

کامپوزیت های گرمانرم تقویت شده با الیاف به دلیل داشتن چقرمگی بالا نسبت به گرماسخت ها با اقبال مواجه شده اند. در این میان پلی کربنات به دلیل داشتن چگالی پایین، مقاومت گرمایی و ضربه ای بالا مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. در این مقاله، اثر پارامترهای ساخت مانند دما و فشار و همچنین زمان بر خصوصیات مکانیکی چندلایه پلی کربنات/شیشه با استفاده از روش تاگوچی بررسی می شود. برای بررسی اثر پارامترهای مختلف، طراحی آزمایشی با آرایه ی متعامد L9 و سه سطح از زمان و فشار و دما به کمک نرم افزار مینی تب انجام شد. برای این منظور، تیر های کامپوزیتی با آرایش [0] 8 با روش انباشت لایه ها و در دستگاه پرس گرم تولید شدند. آزمایش های خمش سه نقطه ای بر اساس استاندارد مربوطه برای ارزیابی مدول الاستیک و استحکام خمشی انجام شد. مقایسه مدول خمشی و استحکام خمشی برای نمونه های مختلف بررسی و تحلیل شد. نتایج نشان داد دمای 215 درجه سانتیگراد، به دلیل جلوگیری از تخریب زمینه و همچنین کفایت ویسکوزیته، نسبت به دماهای دیگر باعث خصوصیات مکانیکی بالاتری می شود. علاوه بر این بر اساس نتایج، دمای قالب اثر مهم تری نسبت به فشار و زمان بر کیفیت ساخت قطعات دارد. مقادیر بهینه فاکتورها شامل دما، فشار و زمان برای بدست آوردن بیشترین مدول خمشی و استحکام خمشی بر اساس تحلیل نسبت سیگنال به نویز تعیین شد.

در این مقاله به کمک سیم های حافظه دار، یک کنترل کننده ی مدل مبنا برای ردیابی نیروی نوک انگشتان دست مصنوعی توسعه یافته است. جنبه های مختلف مدل سازی ازجمله بررسی استاتیکی، تحلیل انتقال حرارتی و بررسی مکانیزم سیم های حافظه دار که به عنوان عملگر استفاده شده اند مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مدل سازی سیم های حافظه دار از مدل برینسون اصلاح شده استفاده شده است. مدل اصلی برینسون قادر به پیش بینی صحیح رفتار آلیاژ حافظه دار نبود بنابراین، برخی اصلاحات بر روی آن صورت گرفته است. برای کنترل اختلاف پتانسیل اعمالی به سیم های آلیاژ حافظه دار و بالتبع آن کنترل جریان ورودی به این سیم ها، یک کنترل کننده براساس مدل آلیاژهای حافظه دار طراحی شده است. هدف اصلی کنترل کننده ی ارائه شده کنترل نیروی انگشت دو درجه آزادی برای گرفتن اجسام مختلف می باشد. مدل شامل مدل سازی آلیاژهای حافظه دار می باشد و برای جبران کردن عدم اطمینان های سیستم از یک جبران ساز پی-آی-دی در یک سیستم مدار بسته استفاده شده است. اثر جبران ساز فقط بر روی حالت هایی از جنس مشتق اعمال می شود که تفاوت مقاله حاضر با کار های مشابه می باشد. نتایج برای یک سیگنال مرجع دلخواه گزارش شد که پاسخ مدل ارائه شده به خوبی آزمایش تجربی را دنبال می نماید. مقادیر نسبی خطای آزمایش های عملی انجام شده برای سیگنال دلخواه بررسی شده برای بیشینه ی فراجهش نرمالیزه %18 می باشد و برای دنبال کردن سیگنال توسط شبیه سازی انجام شده در حدود%5 می باشد.

پدیده چتر در فرایندهای تراش کاری همواره مورد توجه محققان علم ماشین کاری بوده و تلاش های زیادی برای کنترل آن انجام گرفته است. روش های فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا هستند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف میرا کنند. هدف این مقاله توسعه یک روش فعال، جدید و ارزان برای تشخیص و کنترل پدیده چتر قبل از وقوع چتر در فرایند داخل تراشی است که با انجام آزمایش عمل کرد آن بررسی می شود. به این منظور ابتدا روش های مختلف پردازش سیگنال به طور مختصر مرور و مقایسه می شوند تا از بین آن ها دو روش که زمان کمتر و دقت بیشتری برای پیش بینی وقوع چتر دارند، انتخاب و زمان لازم برای تبدیل از حالت پایدار به ناپایدار از روی سیگنال ها تعیین شود. سپس آزمون های زیادی با و بدون سیستم کنترلی انجام می شود و در آنها از سیگنال شتاب خروجی از حسگر شتاب که هر 1/0 ثانیه انداره گیری می شود و دو روش پردازش سیگنال (تبدیل فوریه و چگالی طیفی) به عنوان شاخص وقوع چتر در لحظه اولیه استفاده می شود. آنگاه با استفاده از یک سیستم کنترل فعال دستور لازم برای کاهش سرعت اسپیندل ماشین تراش تولید می شود تا سیستم به حالت پایدار خود برگردد. آزمون های زیادی با روش استخراج شده برای حالت داخل تراشی و با پارامترهای مختلف انجام شد که در همه ی آزمون ها، اگر فرایند پایدار بود سیستم کنترلی وارد مدار نشد و اگر فرایند به مرحله ناپایداری می رسید، در مرحله پیش چتر قبل از شروع چتر و معیوب شدن سطح، پدیده چتر تشخیص و مهار شد.