مهندسی ساخت و تولید ایران
سال:1398 | دوره:6 | شماره:8 |تعداد مقالات:6

استفاده از لوله های دولایه به دلیل بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی آن نسبت به لوله های تک لایه، مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته است. این لوله ها به روش های مختلفی تولید می شوند اما به دلیل حالت تنش فشاری در فرایند اکستروژن که امکان ایجاد باندهای متالورژیکی بین دو فلز را افزایش می دهد این فرآیند برای ساخت میله-ها و لوله های دولایه مناسب تر است. در این پژوهش تاثیر شکل سطح لوله بر تولید لوله های دولایه در دو حالت مس پوسته-آلومینیوم هسته و برعکس، به روش اکستروژن مستقیم مورد بررسی قرار گرفته است. جهت دستیابی به اتصال مکانیکی مناسب و کیفیت مطلوب اتصال، لوله ها در سه حالت مختلف آماده سازی شدند. بدین ترتیب که شیارهایی بین دولایه ایجاد گردید تا لایه ها در هم قرار گیرند و توسط فرایند اکستروژن فضای خالی لایه ها پر گردید. در نهایت فرآیند اکستروژن لوله دو لایه در دو نسبت 40 و 60 درصد انجام گرفت. بمنظور بررسی خواص مکانیکی، آزمون لهیدگی برروی لوله های دولایه تولید شده توسط فرایند اکستروژن انجام شد. تصاویر میکروسکوپی در هر دو حالت مس پوسته-آلومینیوم هسته و برعکس نشان داد که ایجاد شیار در هر دولایه، سبب نفوذ و درآمیخته شدن مناسب دو جنس در یکدیگر می شود. همچنین نتایج آزمون لهیدگی لوله های دولایه نشان داد که لوله هایی که هر دو فلز دارای شیار بودند مقاومت بهتری نسبت به سایر نمونه ها در برابر لهیدگی دارد.

شکل دهی افزایشی ورق فلزی یکی از فرآیند های فرم دهی بدون قالب می باشد. در این فرآیند ابزار سر کروی مسیر از پیش تعیین شده را طی می نماید تا با اعمال فشار موضعی به ورق آن را به شکل مد نظر تبدیل نماید. یکی از معایب موجود در فرآیند شکل دهی افزایشی، پدیده برگشت فنری ورق می باشد. در این مقاله به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر برگشت پذیری فنری در ورق دو لایه مس-فولاد آستنیتی حاصل از شکل دهی افزایشی، پرداخته شده است. پارامترهای ورودی این فرآیند شامل قطر ابزار، گام عمودی، ضخامت ورق، عمق شکل دهی، سرعت پیشروی و ترتیب قرارگیری لایه های ورق دولایه می باشد. با استفاده از شبیه سازی المان محدود فرآیند به کمک نرم افزار آباکوس و روش طراحی آزمایش های تاگوچی به کمک نرم افزار مینی تب، تاثیر پارامترهای ورودی بر روی برگشت پذیری فنری و نیروی شکل دهی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه سازی توسط آزمون تجربی اعتبار سنجی شده و مشخص شد که نتایج شبیه سازی المان محدود دارای هم پوشانی مناسبی در مقایسه با جواب های نهایی بدست آمده از آزمون عملی می باشند. در پایان میزان تاثیر هر یک از پارامتر های نام برده شده بر روی برگشت فنری و نیروی شکل دهی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و مشخص شد که پارامتر ضخامت ورق بیشترین تاثیر را هم در برگشت فنری و هم نیروی شکل دهی دارا می باشد.

فولاد ضدزنگ17-4 PH یکی ازفولاد های ضدزنگ با استحکام بالا می باشد که کاربرد بسیاری در صنایع نظامی، نفت وگاز و غیره دارد که به دلیل استحکام بالا مانند دیگر موادسخت برش ماشین کاری آن دارای معضلات بسیاری می باشد. با توجه به پیشرفت های بسیار در بهبود خواص مواد به ویژه استحکام و سختی آن ها در سالیان اخیر، این امر اهمیت بیشتری به خود گرفته است. استفاده از منبع حرارتی کنترل شونده درکنار ماشین کاری (ماشین کاری داغ) به عنوان شیوه ای کارآمد برای ماشین کاری مواد سخت برش معرفی شده است. این امر همچنین باعث بهبود چشمگیر پارامتر های خروجی فرایند می شود. برای از بین بردن معضلات دیگر مانند سایش ابزار و نفوذ در دمای بالا در کنار فراینداز روانکاری کمینه (MQL) استفاده شده است. صافی سطح به عنوان یک پارامتر مهم در ماشین کاری به علت استحکام و سختی بسیاربالا یکی ازچالش های ماشین کاری این فولاد می باشد. با استفاده از این روش صافی سطح و همینطور سلامت سطح نهایی به مقدار بسیار چشمگیری بهبود یافته است. در این پژوهش تاثیر سرعت برشی، سرعت برشی و دمای اعمال شده درفرآیند برصافی سطح و سلامت سطح در فرایند تراشکاری بررسی شده است. با استفاده از ماشین کاری ترکیبی صافی سطح نهایی 70 تا 100 درصد بهبود داده شده است و همچنین بدست اوردن پروفیل یکنواخت زبری سطح نیز نشان داده شده است. ماشین کاری ترکیبی نشان داده است که تمامی عیوب سطحی مانند ترک و میکروترک ها و همچنین ذرات چسبیده شده روی سطح را از بین می برد که نشان دهنده بهبود چشمگیر در استحکام خستگی نیز می تواند باشد.

چاپگرهای سه بعدی در دهه اخیر کاربرد گسترده ای در صنعت پیدا کرده اند به نحوی که از آین تکنولوژی گاها به عنوان انقلاب چهارم صنعتی یاد می شود. استریو لیتوگرافی یکی از قدیمیترین و در عین حال دقیق ترین روش های مورد استفاده در این صنعت است. علی رغم مطالعات فراوان در زمینه های مختلف تشکیل دهنده این تکنولوژی درزمینه تقویت خواص مکانیکی رزین های مورد استفاده در این روش جهت کاربرد به عنوان قطعه نهایی و بدون فرآیندهای اضافه پساپخت، به خصوص در چاپگرهای صفحه متحرک به سمت بالا (اغلب پرینترهای رومیزی)، مطالعات کمی شده است. در این مقاله سعی شده با استفاده از افزودن میکرو و نانو ذرات ساده و اصلاح سطح شده کربنات کلسیم به یک رزین صنعتی با همزن مکانیکی خواص فیزیکی مکانیکی آن ها تقویت گشته و همزمان محدودیت ها و تاثیرات میزان افزایش ذرات بر سایر خواص مطالعه گردد. مشاهده شد که ویسکوزیته بهینه برای استفاده در این چاپگرها 180تا 300 سانتی پواز میباشد. همچنین مشاهده شد که افزودن ذرات کربنات کلسیم موجب کاهش جمع شدگی حاصل از پخت شده و با افزایش میکرو و نانو ذرات خواص مکانیکی تا 70 درصد بهبود می یابد. علاوه بر آن مشاهده شد که انجام فرآیند پسا پخت بر روی نمونه های تهیه شده به این روش حیاتی می باشد.

پرکاربردترین عملیات در دندان پزشکی ترمیم دندان است. در طی این فرایند، دندان پزشک با یک ابزار دورانی که سرعت بسیار بالایی دارد از قسمت پوسیده دندان یا ترمیم شدگی های آسیب دیده براده برداری می کند. در حین انجام این عمل تماس ابزار با لایه های دندان نیروهایی ایجاد می کند که به آن ها نیروهای برشی گفته می شود. آگاهی از حدود یا مقدار دقیق نیروی برش در کارهای پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار است تا آنجا که کارهای بسیاری در این حوزه به اندازه گیری نیرو به صورت آزمایشگاهی پرداخته اند که انجام آن به صرف وقت و هزینه بالایی نیاز دارد. نیروی برش در لایه های مختلف دندان متفاوت است و دندان پزشک بازخوردی از اینکه در کدام لایه در حال کار است ندارد. به عبارت دیگر تشخیص لایه حین عملیات، برای دندان پزشک کاملا حسی و تجربی و علاوه بر آن یک مسئله چالش برانگیز است. موضوع اصلی این پژوهش، شبیه سازی نیرو و ارتعاشات فرز دندان پزشکی است. سیگنال های ارتعاشات منبع قوی از اطلاعات هستند که می توانند برای تشخیص لایه های دندان مورد استفاده قرار گیرند. از نقطه نظر نویسندگان، برای اولین بار در این پژوهش، ضرایب مخصوص برش برای دو لایه اصلی دندان با استفاده از نرم افزار المان محدود به دست آمده است. هم چنین، برای اولین بار ارتعاشات و نیرو در دو لایه اصلی دندان با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو، معادلات نیرویی فرزکاری و در نظر گرفتن ضخامت براده دینامیکی مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفته است. از نتایج این پژوهش می توان برای بهبود کیفیت و کارایی عملیات ترمیم دندان و هم چنین به عنوان مقدمه ای برای ساخت یک هندپیس هوشمند استفاده کرد.

در این مقاله مطالعه ای پارامتریک بر روی تاثیر ضخامت و لایه چینی لایه های کامپوزیتی در فروریزی جاذب انرژی هیبریدی با مقطع دایره و جنس آلومینیوم پیچیده شده با الیاف شیشه/ اپوکسی به صورت تجربی و عددی بررسی شد. نمونه ها با استفاده از روش تزریق رزین توسط پمپ خلاء ساخته شد و تحت بار شبه استاتیک قرار گرفتند. انرژی ویژه جذب شده به عنوان معیاری برای ارزیابی جاذب های انرژی استفاده گردیده و همچنین نوع و نحوه عملکرد مکانیزم های تخریب موجود در طول فروریزی مورد بررسی کامل قرار گرفته است. در بررسی عددی، جاذب انرژی مورد استفاده توسط چند لایه المان پوسته ی مقید شده در نرم افزار ال اس داینا مدل سازی و اثر آغازگر با کاهش پیوسته طول لایه های پوسته نسبت به یکدیگر در نظر گرفته شد. ترک های بین لایه ای با اتصال قید جداشونده، طبق فرمول بندی نیرو-جدایش مدل گردید و برای از بین بردن اثرات اندازه مش از معیار طول ناحیه چسبندگی بهره برده شده است. اکثر خواص مکانیکی مورد نیاز برای مدلسازی نیز با استفاده از آزمایش های استاندارد اندازه گیری گردید. نتایج تطابق قابل قبولی بین داده های تجربی و مدلسازی عددی نشان می دهند. با افزایش ضخامت، نیروی ماکزیمم، نیروی میانگین و انرژی جذب شده (EA) افزایش یافته است. مود فروریزی لوله آلومینیومی در جاذب انرژی آلومینیومی در مقایسه با جاذب انرژی هیبریدی، از مود آکاردیونی به الماسی تغییر شکل پیدا کرد. همچنین فروریزی الیاف به صورت پیوسته و با تشکیل لایه های خم شونده به بیرون همراه بوده است.