مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1398 | دوره:6 | شماره:7 |تعداد مقالات:6

جبران خطا بصورت نرم افزاری در ماشین ابزارهای CNC یک راه حل موثر و کم هزینه برای افزایش دقت ماشینکاری می باشد. در مقاله پیش رو، هدف اصلی توسعه یک روش اندازه گیری، مدلسازی و جبران خطاهای هندسی برای میز دورانی ماشین ابزار CNCچهار محور برپایه روش ماتریس انتقال همگن (HTM) است. پس از طراحی مدل پارامتریک خطا، داده های عملی از آزمایشات بدست آمده و برای تخمین پارامترهای مجهول مدل استفاده می شوند. بدین ترتیب آزمایشات داده برداری با استفاده از مکانیزم اندازه گیری BallBar با توجه به استاندارد ISO 230-7 در نقاط مختلف فضای کاری ماشین ابزار چهار محور انجام می شود. مکانیزم BallBar انحرافات حرکتی ابزار در یک مسیر دایره ای شعاع ثابت در جهات مختلف اندازه گیری می کند. جایگذاری داده های آزمایش در مدل خطای پیشنهادی و استفاده از روابط ماتریسی و محاسباتی منجر به تکمیل فرآیند مدلسازی خطا می شود. در نهایت خطاهای هندسی در زوایای مختلف میز دورانی از مدل خطا استخراج و در نمودارهای مشخصی رسم می شوند. از جمله دستاوردهای نوآورانه این پژوهش، ارائه یک مدل خطای جدید و روش صحت سنجی مدل خطا جهت بررسی میزان تطابق نتایج خطاهای اندازه گیری عملی و تئوری می باشد. جبران سازی مسیرحرکت ابزار بر پایه روش صحت سنجی انجام گرفته و دقت حرکت تا حد زیادی بهبود می یابد. بعلاوه روش جبران خطای نصب تجهیزات و نحوه حرکت مکانیزم BallBar روی ماشین ابزار چهار محور ارائه شده در این پژوهش، باعث افزایش صحت و دقت نتایج اندازه گیری می شود.

در دودهه اخیر، توسعه کامپوزیت های لایه ای و همچنین روش های تولید آن ها به یک موضوع جذاب برای محققین تبدیل شده است. فرآیند پیوند نوردی، یک جوش حالت جامد برای ایجاد پیوند بین گستره وسیعی از فلزات با استفاده از یک نورد ساده است. در این تحقیق، کامپوزیت چندلایه آلومینیوم 5052-منیزیم AZ31B با استفاده از فرآیند پیوند نوردی تولید و شکل پذیری آن مورد بررسی قرار گرفت. عملیات نورد با اعمال کاهش ضخامت 70% در دمای اتاق انجام شد. شکل پذیری کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم با استفاده از آزمایش اتساع با سنبه نیم کروی در بارگذاری های متفاوت انجام و نمودار حدشکل پذیری ترسیم شد. نمودارهای حدشکل پذیری کاربردی ترین روش برای به دست آوردن شکل پذیری ورق است که کرنش های حدی قبل از شکست و گلویی را مشخص می کند. علاوه بر شکل پذیری، خواص مکانیکی و سطح مقاطع شکست نیز با استفاده از آزمون کشش، میکروسختی، میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به شکل پذیری کم منیزیم و تولید کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم در دمای اتاق، سطح منحنی حد شکل پذیری مطلوب و مناسب بوده که علت آن عدم جدایش بین فصل مشترک های آلومینیوم و منیزیم و جبران تردی منیزیم با شکل پذیری بالای آلومینیوم است. همچنین نتایج خواص مکانیکی نشان داد که به دلیل کارسرد و افزایش چگالی نابه جایی، استحکام و میکروسختی کامپوزیت چندلایه آلومینیوم/منیزیم نسبت به آلومینیوم اولیه به ترتیب 149. 5% و 80% بهبود یافت. تصاویر سطح مقطع شکست نشان داد که آلومینیوم قبل و بعد از نورد، دارای شکست نرم با اندازه و تعداد میکروحفرات متفاوت است که بعد از نورد اندازه و عمق میکروحفرات کاهش یافته است.

دما نگاری ارتعاشی یک روش جدید آزمون غیرمخرب است که با استفاده از امواج فراصوتی به عنوان عامل تحریک، عیوب سطحی و یا زیرسطحی را به ارتعاش درآورده و موجب گرم شدن ناحیه عیب می شود. بدین ترتیب ناحیه عیب که گرمتر از سایر قسمت های قطعه است به راحتی با روش دمانگاری شناسایی می شود. سایش لبه های عیب بر روی یکدیگر، رفتار ویسکوالاستیک ناحیه عیب و ارتعاشات غیرخطی در ناحیه عیب از عوامل مهم ایجاد گرادیان دمایی در محل عیب محسوب می شوند. گرادیان دمای ایجاد شده، توسط یک دوربین فروسرخ قابل شناسایی است. در این مقاله در بخش اول، از یک مدل اجزای محدود جهت شبیهسازی پدیده دمانگاری ارتعاشی استفاده می شود. مدل مورد نظر بر روی یک ورق آلومینیومی با عیبی به شکل یک سوراخ کف تخت طراحی می شود. فرکانس تشدید عیب به کمک روابط تئوری ارتعاشات و حل اجزای محدود به همراه الگوریتم مبتنی بر تحلیل فرکانسی مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج بدست آمده از این دو روش با نتیجه حاصل از روش تحلیل فرکانس اصلی مقایسه می شود. علاوه بر این در قسمت دوم مقاله، یک موج سینوسی با دامنه مدوله شده شامل فرکانس تشدید عیب (فرکانس سیگنال حامل) و فرکانس مرتبط با طول نفوذ حرارتی (فرکانس سیگنال پیام)، در مدت زمان معین به قطعه اعمال می شود. تصاویر دامنه و فاز حرارتی با استفاده از امواج حرارتی متاثر از گرادیان دمایی ایجاد شده در قطعه به کمک الگوریتم چهار نقطه، به منظور شناسایی و اندازه گیری مکان، اندازه و هندسه عیب تشکیل می شود.

با توجه به کاربرد روز افزون قطعات لوله ای در صنایع مختلف از جمله خودرو سازی و صنایع نظامی، فرآیند هیدروفرمینگ لوله به علت مزایایی که نسبت به روش های سنتی دارد، بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. قطعه Y-شکل، یک سه راهی نامتقارن است که نیاز به تجهیزات گران قیمت برای کنترل تغذیه محوری نامتقارن دارد. در این مقاله با طراحی قطعه بصورت جفت متقارن و اعمال نیروی محوری یکسان در دو سمت لوله، فرآیند هیدروفرمینگ قطعه Y-شکل اصلاح شده است. سپس فرآیند با استفاده از نرم افزار آباکوس به روش اجزاء محدود به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و شرایط بهبود شکل دهی قطعه مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اطمینان از صحت مدل سازی، مدل تجربی و مدل شبیه سازی با هم مقایسه شدند که تطابق خوبی را نشان می دهد. در ادامه با استفاده از روش طراحی آزمایش، به بررسی تاثیرات پارامترهای طول لوله، فاصله بین دو حفره برآمدگی قالب، میزان فشار داخلی و جابجایی محوری بر روی میزان ارتفاع برآمدگی و درصد نازک شدگی قطعه Y-شکل جفت پرداخته شده است.

روش تولید ریزساختار آمورف/فوق ریزدانه به وسیله فرآوری اصطکاکی اغتشاشی زیر آب یک روش نوین می باشد که با استفاده از یک ابزار در حال چرخش، فلز زمینه غوطه ور در آب را به حالت خمیری در می آورد تا ساختار کریستالی در حین تبلور مجدد دینامیکی از حالت منظم خارج و بی شکل شود و یا پس از تبلور مجدد مانع از رشد دانه ها گردد. بدین منظور برای انجام فرآوری اصطکاکی اغتشاشی بر روی مس خالص تجاری و آلیاژ برنج در زیر آب از ابزاری از جنس کاربید تنگستن استفاده شد. بررسی های ریزساختار به کمک میکروسکپ نوری بر روی نمونه های مس خالص تجاری کاهش چشمگیر اندازه دانه را نشان داد. به همین ترتیب سختی سنجی مقطع عرضی و عمود بر راستای فرآیند، افزایش سختی نمونه ها تا 45% بیشتر از فلز پایه را نشان داد. الگوی پراش اشعه ایکس ناحیه فرآوری شده تحت اعمال فرآوری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب در مقایسه با الگوی فلز پایه قله های کوتاه تر و پهن تری را نشان می دهد که در عین حال میزان زمینه الگو افزایش یافته است. مجموع این عوامل بیانگر تشکیل ساختاری آمورف/فوق ریزدانه است. همچنین رفتار سایشی نمونه ها با روش پین روی دیسک مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاصل، کاهش ضریب اصطکاک حداقل تا حدود 48% نسبت به فلز پایه را نشان می دهد. نتایج حاصله از آزمایش های سایش و سختی نشان می دهد که فرآوری اصطکاکی اغتشاشی می تواند مقاومت سایشی و سختی مس خالص تجاری و آلیاژ برنج را به نحو چشمگیری افزایش دهد.

استفاده از روش های سنتی برای تفکیک و جداسازی محصولات سالم از معیوب وقت گیر و هزینه بر بوده و نیاز به آزمون تشخیصی غیرمخرب در کمترین زمان و هزینه با دقت بالا می باشد. تحقیق حاضر در همین راستا و باهدف تشخیص کیفیت درونی محصول کشاورزی غده ای (سیب زمینی واریته بانبا) با آزمون غیرمخرب صوتی در طی دوره انبارمانی با رطوبت 78% به مدت 44روز صورت گرفت. به منظور تشخیص کیفیت درونی محصول در طی دوره انبارمانی از دو آزمون صوتی و آزمون فشار تک محوری (به عنوان آزمون شاهد) استفاده گردید. اثر دو متغیر مستقل زمان نگهداری و جرم نمونه بر نیروی حد تسلیم (به دست آمده از آزمون فشاری) و شاخص سفتی به دست آمده از آزمون صوتی مورد مقایسه قرار گرفت. . نتایج نشان می دهد زمان نگهداری و جرم نمونه های مورد آزمایش بر پارامتر های کیفی در سطح احتمال 1% معنی دار بوده و همچنین میزان همبستگی بین پارامتر شاخص سفتی و نیروی حد تسلیم برابر با 66% و همبستگی بین شاخص سفتی و مدول الاستیسیته برابر با 63% می باشد. نتایج کلی پژوهش بیانگر این است که آزمون صوتی قدرت تشخیص کیفیت درونی سیب زمینی در طی دوره نگهداری 44 روز را دارا می باشد.