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

در این مقاله، فرآیند فرورفتگی موضعی لوله های آسیب دیده خطوط انتقال آب آشامیدنی، که توسط رزین پلی استر تعمیر شده اند و در دو حالت مختلف، تحت فشار داخلی ثابت و فشار داخلی متغیر قرار دارند، به روش آزمایشگاهی بررسی می شود. بدین منظور، یک عیب مکانیکی در جداره لوله، ماشین کاری و سپس، بخش آسیب دیده لوله، توسط رزین پلی استر تعمیر می شود. در ادامه، جهت تزریق آب درون لوله و ایجاد فشارهای مختلف در هر تست، لوله دو سر مسدود به یک مدار هیدرولیک، متصل می شود. سپس، نمونه تحت فشار داخلی مشخص، بصورت جانبی، درون دستگاه تست یونیورسال بین یک صفحه صلب تخت و یک پانچ استوانه ای قرار می گیرد. با اعمال نیروی جانبی بر جداره نمونه ها، تست فرورفتگی موضعی شبه استاتیکی انجام می شود که تا زمان بروز اولین آثار نشتی از محل تعمیر شده، ادامه می یابد. در یک نوع تست، فشار داخلی درون لوله، در حین آزمایش، ثابت نگهداشته می شود و در نوع دیگر، فشار داخلی، در اثر فرورفتگی تدریجی جداره لوله، به تدریج افزایش می یابد. در هر تست، فشار داخلی اولیه، الگوی تغییرشکل نمونه، جابجایی نهایی پانچ، نیروی نهایی و میزان جذب انرژی اندازه گیری می شود. در آزمایش های فشار متغیر، فشار نهایی نیز ثبت می شود. آزمایش های فشار متغیر نشان می دهند، با افزایش فشار داخلی اولیه، مقادیر جابجایی پانچ، نیروی نهایی اعمالی و جذب انرژی کاهش می یابد، ولی در آزمایش های فشار ثابت، با افزایش فشار داخلی ثابت، مقادیر جابجایی نهایی، نیروی نهایی و جذب انرژی به ازای فشارهای کمتر از 14 بار، روند افزایشی و به ازای فشارهای بزرگتر از 14 بار، روند کاهشی را دنبال می کنند.

لرزه ارتعاشات خودتحریک مخربی است که در حین فرآیند ماشین کاری به وجود آمده و باعث کاهش کیفیت سطح قطعه کار، سایش ابزار و حتی آسیب به ماشین ابزار می شود. این پدیده از اثر برهم کنش ابزار و قطعه کار در حین براده برداری به وجود آمده و یکی از عوامل محدودکننده برای دستیابی به نرخ براده برداری بالا است. در این مقاله، به کمک یک مدل چهار درجه آزادی از ابزار و قطعه کار، تاثیر گیره بندی ابزار و قطعه کار بر نواحی پایداری فرآیند فرزکاری بررسی شده است. به این منظور، ابتدا دینامیک فرآیند براده-برداری با در نظر گرفتن لرزه احیاشونده و کاهش سطح تماس با مجموعه ای از معادلات دیفرانسیلی تاخیری مدل سازی و سپس پارامترهای ساختاری مدل به کمک تست مودال در گشتاورهای گیره بندی مختلف اندازه گیری شده است. در ادامه، به کمک روش گسسته سازی کامل نمودار دالان های پایداری رسم گردیده است. به منظور اعتبار سنجی، فرزکاری مخالف با درگیری 180 درجه ای (نصف درگیری) ابزار با قطعه کار انجام گرفته و عمق برش بحرانی در سرعت های مشخص اسپیندل و در حالت های متفاوت از گشتاور گیره بندی به روش تجربی بدست آمده و با نتایج تئوری مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مرز پایداری بدست آمده از روش گسسته سازی کامل، دقت مناسبی برای پیش بینی نواحی پایداری دارد. گیره بندی ابزار و قطعه کار بر مرز نواحی پایداری تاثیر گذار است؛ به گونه ای که افزایش گشتاور گیره بندی باعث افزایش کمینه عمق برش بحرانی در فرآیند فرزکاری می شود. همچنین افزایش گشتاور گیره بندی باعث کاهش دامنه نوسانات سیستم در حالت پایدار و ناپایدار در یک بازه ی زمانی مشخص می شود.

ورق های جوش دوخت شده از اتصال لب به لب ورق های پایه به روش های مختلف جوشکاری تولید می شوند. این ورق ها تحت عنوان ورق های ترکیبی یا جوش دوخت شده وجود داشته و به دلیل مزایای متعدد، کاربرد های فراوانی در بخش های مختلف صنعت پیدا کرده اند. در این پژوهش، شکل پذیری و تاثیر راستای خط جوش ورق های جوش دوخت شده توسط لیزر از جنس های St12 و St14 به ضخامت های 1 mm و1. 5 mm در فرآیند شکل دهی تدریجی تک نقطه ای قطعاتی به فرم هرم ناقص، مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا بیشترین عمق قابل شکل دهی در شکل دهی تدریجی تک نقطه ای یک هرم ناقص از هر کدام از ورق های پایه به ازای مقادیر مختلف زاویه دیواره به دست آمد و زاویه دیواره بحرانی برای هر کدام از آن ها تعیین شد. سپس، شکل دهی تدریجی هرم ناقص با استفاده از ورق های جوش دوخت شده در محدوده زاویه دیواره بحرانی ورق های پایه انجام گردید. در این راستا، ورق های ترکیبی با چیدمان و ترکیب های مختلف از ورق های پایه در نظر گرفته شد. جهت بررسی تاثیر راستای خط جوش در عمق شکل دهی، هر ترکیب با دو راستای خط جوش 0 و 45 درجه نسبت به جهت نورد تهیه گردید. نتایج آزمایش نشان داد که عمق پارگی ورق های جوش دوخت شده در راستای 45 درجه، نسبت به ورق های با خط جوش در راستای نورد بطور میانگین 14 درصد کاهش یافت. همچنین، میانگین عمق شکل دهی ورق های جوش دوخت شده در زاویه متوسط حد بحرانی دیواره ورق های پایه به حدود 25 درصد ورق های پایه کاهش می یابد. بنابراین، ورق های ترکیبی باید در زاویه دیواره حد بحرانی خودشان شکل دهی شوند.

در فرآیند فرزکاری قطعات با سطوح تندیس وار، انحناهای سطح به عنوان یکی از بارزترین ویژگی های هندسی آن می تواند بر نیروهای فرزکاری و در نتیجه بر دقت ابعادی قطعه نهایی تأثیرگذار باشد. در این مقاله با ارائه مدلی تحلیلی برای استخراج ناحیه درگیری ابزار فرز انگشتی سرکروی و سطح تندیس وار، به گونه ای که فرم صریح انحناهای سطح را در بر داشته باشد، به مطالعه اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری پرداخته می شود. به این منظور، ابتدا نیروهای فرزکاری با استفاده از مدل مکانیستیک و با به کارگیری روش تبدیل از حالت متعامد به مایل برای محاسبه ضرایب برشی مدل سازی می شوند. سپس، با مقایسه نتایج حاصل از مدل با نتایج موجود در مراجع معتبر به صحه گذاری آن پرداخته می شود. در ادامه با انجام مطالعات پارامتریک، اثر انحناهای سطح و عمق درگیری بر نیروهای فرزکاری بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در عمق درگیری ثابت، انحناهای سطح در نواحی مقعر بیشترین تأثیر، در نواحی زینی شکل حالت میانی و در نواحی محدب کمترین تأثیر را بر نیروها دارند. همچنین، در مقادیر مشخص از انحناهای سطح، اثر انحناها بر نیروهای فرزکاری با کاهش عمق درگیری افزایش می یابد. به عبارت دیگر، با کاهش عمق درگیری، صرف نظرکردن از انحناهای سطح خطای نسبی بزرگتری را در نتایج وارد می کند. همچنین، نتایج به دست آمده نشان می دهند که انحنای سطح در صفحه عمود بر مسیر حرکت ابزار اثر بزرگتری بر نیروهای فرزکاری نسبت به انحنای سطح در امتداد مسیر دارد.

صفحات کامپوزیت های در حین دریل کاری تحت تمرکز تنش قرار می گیرند و مستعد لایه لایه شدن هستند. در این پژوهش اثر سرعت پیشروی مته و همچنین قطر مته در فرآیند سوراخکاری صفحات کامپوزیتی بصورت تجربی بررسی شده است. برای این هدف دو نوع کامپوزیت مختلف فیبر شیشه و فیبر کربن به ضخامتهای متفاوت در ازمایشگاه ساخته شده و عملیات سوراخکاری بر روی آنها در 54 حالت مختلف صورت گرفته است. سپس از لبه های سوراخ شده عکس برداری شده و توسط پردازش تصویر دیجیتال میزان لایه لایه شدگی در حالتهای مختلف محاسبه و سپس مقایسه شده است. سرعت پیشروی بهینه سرعتی حدود 200 میلیمتر بر دقیقه برای کامپوزیت با فیبر کربن و حدود 125 میلیمتر بر دقیقه برای کامپوزیت با فیبر شیشه برای سرعت دوران 800 دور در دقیقه می باشد. با افزایش ضخامت کامپوزیت ها کاهش معیارهای لایه لایه شدگی مشاهده می شود، بطوریکه با افزایش ضخامت کامپوزیت کربن و شیشه به 4 میلیمتر با افزایش قطر مته، مساحت سطح لایه لایه شدگی در سرعت پیشروی یکسان، کاهش یافته است. همچنین در اکثر موارد رابطه مستقیمی بین مساحت ناحیه آسیب دیده و سرعت پیشروی وجود دارد.

در این مقاله رفتار مکانیکی-حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر پیشگرم کردن بر اندازه و توزیع اعوجاج و تغییر شکل ها در اتصالات غیر همجنس تجزیه و تحلیل شده است. از این رو یک زیر برنامه موثر و کارآمد در یک مدل المان محدود تایید شده جهت در نظرگرفتن اثرات تبدیل فاز در تحلیل عددی توسعه داده شده است. برای تایید مدل از داده های تجربی اتصالات غیر-همجنس که با دستگاه اندازه گیری CMM 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 اعوجاج در اتصالات غیر-همجنس است. اثر پیشگرم کردن بر اعوجاجات جوشکاری در صفحه های جوش داده شده بصورت لب به لب با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش دمای پیشگرم، اعوجاج در اتصالات غیر همجنس در هر دو طرف فولاد زنگ نزن و فولاد کربنی کاهش قابل توجهی می یابد. با افزایش دمای پیشگرم از محدوده دمایی خاصی به بعد، اثر پیشگرم روی کاهش اعوجاج در هر دو طرف اتصال کمتر می شود. هر چه دمای پیشگرم در اتصال فلزات غیرهمجنس نامتقارن تر می شود اثر پیشگرم روی کاهش اعوجاج در طرف فولاد کربنی ناچیز ولی در طرف فولاد زنگ نزن اثر مهمی دارد. با افزایش یکنواخت دمای پیشگرم، طرف فولاد کربنی نسبت به طرف فولاد زنگ نزن بدلیل دارا بودن ضریب هدایت حرارتی بالا اعوجاج حاصل از جوش کمتری دارد.