مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1398 | دوره:6 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

بازیافت محصولات کامپوزیت چوب پلاستیک به صورت مکانیکی گامی در راستای حفظ منابع محیط زیست و کاهش آلایندگی می باشد. یکی ازمشکلات بازیافت های مکرر تغییر در خواص فیزیکی و مکانیکی از جمله تغییر در ساختار مولکولی محصولات می باشد. در این تحقیق به منظور تحلیل تغییر ساختار مولکولی در اثر بازیافت، گرانول کامپوزیت چوب پلاستیک با نسبت وزنی 70 درصد پلی اتیلن با چگالی بالا به روش اکسترود تهیه و در 5 سیکل، آسیاب و تزریق شده است. آزمون های تجربی در فشار تزریق 60 بار و فشار نگهدارنده 70 بار و زمان فشار دوم 2 ثانیه انجام شد. جهت بررسی ساختار مولکولی نمونه های بازیافت شده آزمایش های نرخ جریان مذاب و درصد کریستالی انجام گرفت. پلی اتیلن با چگالی بالا با داشتن زنجیرهای بلند، با قرار گرفتن در سیکل بازیافت و شکسته شدن زنجیره ها، افزایش وزن مولکولی، افزایش ویسکوزیته را به همراه داشته که باعث کاهش نرخ جریان مذاب در نمونه های بازیافتی، شده است. بی نظمی ایجاد شده در اثر ادامه شکسته شدن زنجیره ها و از بین رفتن نیروی بین زنجیره ها عامل افزایش نرخ جریان مذاب تا 2. 8 gr/10min و تبدیل ساختار مولکولی نیمه کریستالی به آمورف و کاهش درصد کریستالی به میزان 30 درصد شده است. افزایش سیکل بازیافت باعث کاهش زمان تخریب تا9 دقیقه در نمونه های بازیافتی شده است.

هدف از این تحقیق بهینه سازی در روش ساخت مواد درجه بندی شده تابعی (FGMs) با نوآوری در ساخت دستگاهی به منظور ریزش برنامه ریزی شده تر، پیوسته و هدفمند مواد برای ساخت نمونه های مورد نیاز است. بررسی، بازبینی میکروسکوپی و مطالعه درجه بندی تابعی پیش بینی شده در نمونه های گوناگون و همچنین مطالعه اثر تغییر درصد حجمی مواد سازنده بر رفتار ریزساختاری، چگالی نسبی و ریزسختی نمونه ها از دیگر کارهای این پژوهش می باشد. نمونه های ساخته شده از ذرات آلومینیوم به عنوان زمینه و ذرات سرامیکی آلومینا به عنوان تقویت کننده، تشکیل شده اند. درجه بندی تابعی توزیع ذرات آلومینا در زمینه آلومینیوم در راستای طولی یک نمونه استوانه ای با بهره گیری از یک دستگاه مواد ریز با توانایی ریزش پیوسته و هدفمند، اعمال گردید. پس از ریزش نمونه هایی با درصد تقویت کننده 10، 15و 20 درصد حجمی درون قالب، فشارهای متفاوتی از MPa 200، MPa400و MPa500 به نمونه ها اعمال گردید و فرآیند تف جوشی در دمای 700 درجه سانتیگراد انجام پذیرفت. نتایج نشان از دقت قابل قبول دستگاه مواد ریز پس از مشاهده توزیع نهایی ذرات تقویت کننده داشت. همچنین، مشخص شد افزایش درصدحجمی آلومینا موجب کاهش چگالی نسبی و افزایش سختی ویکرز نمونه ها گردید. به طوری که، بیشترین سختی در نمونه تقویت شده با20 درصد آلومینا به میزان 8/95 (HV) مشاهده گردید. افزایش فشار تراکم نیز منجر به افزایش چگالی نسبی تا %96 گردید و همچنین، موجب سخت تر شدن نمونه ها شد. درنمونه %15 افزایش فشار تراکم از 200 به MPa500 موجب افزایش سختی تا بیش از 2 برابر شده است.

گیر قطعه کار به صورت سلب ناگهانی و ناخواسته درجه آزادی آن در حین بارگذاری و باربرداری در فیکسچر تعریف می شود. مطالعه پدیده گیر قطعه کار در قید و بند و پیش بینی وقوع آن در مرحله طراحی، منجر به بازبینی طرح فیکسچر و به تبع آن کاهش هزینه های ساخت و عواقب احتمالی ناشی از گیر قطعه کار در قید و بند می شود. هدف از اجرای پژوهش حاضر، بررسی عددی وقوع گیر قطعه کار در قید و بند با استفاده از مطالعه موردی بلوک و دست و مقایسه نتایج آن با پیش بینی های تئوری است. برای این منظور، آنالیز عددی مساله بلوک و دست با استفاده از نرم افزار تحلیل دینامیکی اَدَمز اجرا شده است. نتیجه بدست آمده از اجرای آنالیز عددی بیانگر این است که بلوک با حرکت به اندازه 0. 754 دچار گیر می شود. نتایج آنالیز عددی با پیش بینی های ارائه شده توسط تئوری های پیشین که عمدتاً از دو روش محاسبات دینامیکی سرعت و شتاب در نقاط تماس و اصل کمینه اندازه نیروها بهره می گیرند، مقایسه گردید. نتیجه بر آن شد که طول وقوع گیر در آنالیز عددی، تطابق کاملی با پیش بینی تئوری ارائه شده بر اساس محاسبات دینامیکی سرعت و شتاب دارد. همچنین، اثرات پارامترهای موثر در مساله شامل ضریب اصطکاک بین قطعه کار و سطح زمین، سرعت دوران اهرم دست و جرم بلوک بر روی طول ورود به گیر مورد ارزیابی قرار گرفت.

در فرآیندهای ماشینکاری به منظور کاهش اصطکاک تماس ابزار و قطعه کار، کاهش حرارت ماشینکاری و بهبود کیفیت سطح قطعه کار معمولاً از سیالات خنک کننده/روانکار استفاده می شود. با این وجود در سال های اخیر به منظور محافظت از سلامت انسان و محیط زیست، قوانین متعددی وضع شده و مصرف کنندگان را ملزم به کاهش مصرف سیالات برش و گسترش استفاده از سیالات کم خطر و تجدیدپذیر نموده است. به همین منظور اخیراً تکنیک جدید روانکاری کمینه برای فرآیندهای ماشینکاری توسعه پیدا کرده است. روغن های گیاهی از جمله روغن های پایه زیستی محسوب می شوند و به دلیل بی خطر بودن شیمیایی و تجدیدپذیری، از ظرفیت قابل ملاحظه ای در زمینه استفاده در روانکاری کمینه برخوردار هستند. فولادهای زنگ نزن جزء دسته مواد سخت ماشینکاری شونده محسوب می شوند و از این رو بهبود قابلیت ماشینکاری آن ها همواره در تحقیقات مطرح بوده است. در این پژوهش اثر روانکاری کمینه و نوع روانکار در فرآیند فرزکاری فولاد زنگ نزن مارتنزیتی 1. 4903 EN بررسی شده است. برای این منظور از یک نوع روغن گیاهی دانه کنجد در دو حالت بدون افزودنی (خالص) و با افزودنی آنتی اکسیدان و یک نوع روغن معدنی برش استفاده شده است و نیروهای فرزکاری، زبری سطح و بافت سطح ماشینکاری شده نمونه ها مورد ارزیابی قرار گرفته اند. همچنین به منظور مقایسه، آزمایش ها در دو شرایط ماشینکاری خشک و تر نیز انجام شده است. نتایج نشان می دهد که روش روانکاری کمینه در مقایسه با روش های متداول، با کاهش نیروها و بهبود کیفیت سطح، قابلیت ماشینکاری فولاد زنگ نزن را ارتقاء می بخشد. همچنین نوع روغن مصرفی تأثیر قابل ملاحظه ای بر خروجی های فرآیند دارد.

پژوهشگرانی که به دنبال توسعه توانایی های رباتها بوده اند، همواره نگاهی به سیستم های زیستی داشته و از آنها الهام گرفته اند. مارمولک یکی از مخلوقات چابک است که بطور قابل توجهی قدرت مانور بر روی سطوح تخت و عمودی مانند دیوار دارد. مطالعه سیستم چسبندگی پا های مارمولک منجر به طراحی چسبنده های مصنوعی بنام چسبنده های خشک یا مارمولکی در سالهای اخیر شده است. این چسبنده ها با مصرف کم انرژی در ربات های دیوار نورد و گریپر های رباتیک عملکرد موفقی داشته اند. گریپر-های موجود عمدتا از مکانیزم تاندونی برای انتقال نیرو استفاده کرده و از سیستم های تحریکی مانند موتور های الکتریکی برای اعمال نیروی برشی استفاده می کنند. در این مقاله بر طراحی و ساخت یک نوع گریپر بر اساس چسبندگی مارمولکی تمرکز شده است که از سیستم تحریک سولونوئیدی برای اعمال نیروی برشی و مکانیزم اسکات-راسل بجای تاندون برای انتقال نیرو استفاده می کند. این گریپر نسبت به گریپر های قبلی ارزانتر بوده و از مکانیزم بادوام تری برای انتقال نیروی برشی استفاده می کند. جهت ارزیابی عملکرد این گریپر پیشنهادی، آزمایشاتی بر روی مواد مختلف انجام شد که نتایج آن نشان دهنده عملکرد موفق گریپر بوده اند. نتایج آزمایشات نشان دهنده 6/4، 1/4 و 5/4 کیلوپاسکال فشار میانگین چسبندگی بر روی سطح اکریلیک، شیشه و فولاد بوده اند. همچنین حداکثر فشار چسبندگی اندازه گیری شده 20 درصد نسبت به گریپر مشابه تاندونی قبلی افزایش داشته است. این نتایج نشان دادند که گریپر با سیستم تحریک سولونوئیدی و مکانیزم اسکات-راسل این پتانسیل را دارد که در گریپر های با چسبنده مارمولکی استفاده شود.

در این مقاله یک مدل تحلیلی بر اساس روش. قاچی، به منظور مطالعه فرآیند نورد نامتقارن ورق های چند لایه غیر متصل با در نظر گرفتن هر دو مدل اصطکاکی شامل مدل اصطکاکی برشی ثابت و مدل اصطکاکی کولمب ارائه شده است. در این مدل پیشنهادی سطوح قائم قاچ دارای توزیع تنش های نرمال غیر یکنواخت. و تنش های برشی می باشند. معادلات تعادل و تسلیم برای هر قطاع. از ورق های فوقانی و زیرین در نواحی چهارگانه منطقه تغییر شکل با در نظر گرفتن فرضیاتی همچون زاویه گیرش بزرگ و بکارگیری میدان تنشی جدید، که سعی گردیده. تا حد امکان نزدیک به شرایط واقعی باشد، استخراج شده است و در ادامه موقعیت نقطه ی اتصال ورق ها به یکدیگر و همچنین موقعیت نقاط خنثی فوقانی و زیرین تعیین و سپس روند تغییرات مهمترین کمیت های فرآیند همچون. فشار، نیرو و گشتاور فرآیند تحت تاثیر مولفه هایی از جمله درصد کاهش ضخامت ورق ها، نسبت سرعت و نسبت شعاع غلتک ها مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با شبیه سازی المان محدود فرآیند در نرم افزار آباکوس به بررسی مدل ارائه گردیده پرداخته شده است. در خاتمه نیز نتایج حاصل از مدل پیشنهادی، با نتایج دیگر مدل های تحلیلی و نتایج تجربی گزارش شده توسط سایر محققین مورد مطالعه قرار گرفته است.