مهندسی مکانیک مدرس
سال:1399 | دوره:21 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

امروزه انواع ایمپلنت ها با کاربرد های مختلف، جهت جایگزینی و یا حمایت از یک ساختار زیستی آسیب دیده مورد استفاده قرار می گیرند که از رایج ترین آنها می توان به ایمپلنت های دندانی و ارتوپدی اشاره نمود. با توجه به کاربرد گسترده فولاد زنگ نزن L316 در ساخت انواع ایمپلنت ها و بروز ترک و تنش های پسماند طی استفاده از فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی برای تولید این محصولات، بکارگیری روش های پرداخت موثر و با صرفه اقتصادی نظیر برنیشینگ، بر افزایش خواص سطحی و سازگاری این محصولات با بافت زنده تاثیرگذار است. در این پژوهش، پس از انجام فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی روی سطح نمونه و ساخت ابزار برنیشینگ ساچمه ای، عملیات برنیشینگ با تغییر پارامترهای ورودی و مطابق با آزمایش های طراحی شده با استفاده از نرم افزار مینی تب انجام شد و به این ترتیب، تاثیر متغیرهای نیروی برنیشینگ، سرعت پیشروی و تعداد عبور ابزار، بر خواص زبری سطح، میکروسختی و مقاومت به خوردگی سطح پایانی قطعه کار مورد بررسی قرار گرفت. طی بهینه سازی انجام شده به روش سطح پاسخ، مقدار بهینه برای زبری سطح، میکروسختی و نرخ خوردگی نمونه ها، به ترتیب، 108/0 میکرومتر، 34/435 ویکرز و 105×18/2اهم، بدست آمد که در مقایسه با نمونه شاهد، زبری سطح نمونه ها در حدود 97% کاهش یافته و میکروسختی و مقاومت نمونه ها در برابر خوردگی به ترتیب، در حدود 2 و 11 برابر افزایش یافته است.

یکی از مشکلات عمده کشورهای جهان، تامین انرژی مورد نیاز است. بیودیزل یکی از سوخت های جایگزین و منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. در غالب کشورها استفاده از بیودیزل B5در ترکیب سوخت دیزل مرسوم است و اغلب آنها برای بکارگیری ترکیب بیودیزل B20 برنامه ریزی کرده اند. استفاده از گاز طبیعی در موتور دیزلی و بررسی امکان بکارگیری آن در درصدهای بالا یک راهکار نوین دیگر هست، که می تواند وابستگی به سوخت دیزل را کمتر کند. در این راستا در این مطالعه، بیودیزل با فرآیند ترانس استریفیکاسیون از روغن پسماند تولید شد و در دو سطح 5 و %20 در سوخت دیزل ترکیب گردید. سپس از گاز طبیعی در سه سطح 60، 70 و %80 (G/T%) در موتور دیزل استفاده شد. آزمایشات موتور در بار کامل و در دور rpm1500 انجام گرفت. به طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که برای شرایطی که از بیودیزل B20در ترکیب سوخت دیزل و از سوخت گازی نیز در مقدار %80 در موتور دیزل استفاده می شود، به دلیل کاهش در اغلب آلاینده های انتشاری موتور، افزایش بازدهی انرژی و کاهش هزینه اقتصادی، شرایط مناسبی فراهم می گردد؛ به طوری که تحت این شرایط در مقایسه با موتور دیزل معمولی، توان ترمزی و بازده انرژی به ترتیب 8. 86 و %29. 06 افزایش می یابد، همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی، CO و CO2 نیز به ترتیب 26. 5، 57. 58 و %4. 54 کاهش پیدا می کند، هرچند مقدار NOx اندکی افزایش می یابد، ولی هزینه اقتصادی در مقایسه با دیزل % $/kwh26. 47 کمتر می شود و لذا از این جهت نتایج ارزشمندی را درپی دارد.

در پژوهش حاضر قابلیت استفاده از کامپوزیت با زمینه پلی اتلین با چگالی بالا (HDPE) در کاربردهای پزشکی تحت بارهای ضربه ای بررسی شده است. با توجه به اهمیت زیست سازگاری کامپوزیت در کاربردهای پزشکی و محیط بدن از نانوذرات اکسید روی (ZnO) به عنوان تقویت کننده استفاده شده است. نانوذرات ZnO بطور عمومی ایمن بوده و دارای خاصیت آنتی باکتریال می باشند. با توجه به اهمیت اثر درصد حجمی ذرات پرکننده در ماتریس بر خواص مکانیکی، از فرآیند شبیه سازی المان محدود دو مقیاسه برای بررسی خواص ضربه کامپوزیت ها استفاده شده است، تا درصد بهینه به دست آید. ذرات ZnO به روش سایش تخلیه الکتریکی سنتز شده و در تولید کامپوزیت های HDPE/ZnO بدون استفاده از سازگار کننده بکار گرفته شده اند. برای بررسی پخش ذرات در کامپوزیت های ساخته شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و برای بررسی وجود ذرات در کامپوزیت از طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) استفاده شده است. همچنین از تست استاندارد شارپی برای تعیین مقاومت ضربه کامپوزیت ها استفاده شد. نتایج به دست آمده از شبیه سازی نشان می دهد که کامپوزیت 1% درصد حجمی بهترین مقاومت ضربه را درمیان نمونه های کامپوزیتی دارد. نتایج تجربی نیز نشان دهنده این است که این کامپوزیت با خطای حدود 11% نسبت به نتایج شبیه سازی بهترین نتیجه را از لحاظ استحکام ضربه و اقتصادی بودن ساخت دارد. همچنین نتایج آزمون آنتی باکتریال نمونه 1% حجمی عملکرد عالی این کامپوزیت در مقابل سویه های گرم مثبت و منفی را تایید می کند.

با توجه به گسترش روزافزون استفاده از محصولات ساخته شده از مواد پلاستیکی، سالیانه درصد بالایی از ضایعات پلاستیکی وارد پسماندها و زباله ها می شوند که بازیافت این ضایعات پلاستیکی، معمولا با افت خواص مکانیکی آنها همراه می باشد. یکی از ساده ترین و به صرفه ترین راه های غلبه بر افت خواص مکانیکی محصولات بازیافتی و کاهش میزان استفاده از مواد پلیمری نو، دست یابی به یک ترکیب بهینه جهت ترکیب مواد پلیمری بازیافتی با مواد پلیمری نو، به منظور تولید محصولات با کیفیت بالا و خواص مکانیکی مطلوب خواهد بود که از نظر زیست محیطی و اقتصادی بسیار حایز اهمیت می باشد. در این پژوهش، به منظور بررسی تاثیر درصد وزنی ترکیب پلی آمید بازیافتی با پلیآمید نو بر خواص مکانیکی نمونه ها، نمونه های پلی آمید 6، 6 بازیافتی و پلی آمید 6، 6 نو با درصدهای وزنی مختلف توسط فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک تهیه شده است. نتایج حاصل از انجام تست های مکانیکی بر روی نمونه های تزریق شده نشان داد، افزودن بیش از 50% وزنی پلیآمید بازیافتی به مواد نو، افزایش شاخص جریان مذاب، دمای انتقال شیشهای و دمای کریستالی را به همراه داشته است. در حالی که، خواص مکانیکی نمونه ها با افزایش درصد وزنی پلیآمید بازیافتی در ترکیب کاهش یافته است. این تغییرات برای برخی خواص مانند استحکام کششی و خمشی ناچیز و برای مقاومت در برابر ضربه بیشتر بوده است. به طوری که، استحکام کششی و خمشی نمونه ها و مقاومت در برابر ضربه، به ازای استفاده از 50% درصد وزنی پلی آمید بازیافتی در ترکیب، به ترتیب در حدود 6%، 9% و 34% نسبت به نمونه پلیآمید نو کاهش یافته است.

هدف از این مقاله تعیین تحلیلی مولفه های کرنش در فرآیند اکستروژن مستقیم برای پیش بینی خمیدگی محصول خروجی می باشد. برای این منظور از نظریه نگاشت همدیس ریمان جهت مدل سازی ناحیه تغییر شکل و ایجاد تناظری یک به یک بین نقاط مقطع ورودی و خروجی قالب استفاده می شود. به کمک منحنی بزیر، خطوط جریان بین این نقاط ایجاد شده و سپس یک حل حدبالا برای میدان سرعت به دست می آید. با استفاده از روابط به دست آمده، فشار فرآیند و توزیع مولفه های کرنش برای مقاطع متقارن مربعی، شش ضلعی منتظم و مستطیلی تعیین می گردد. همچنین یک روش نظری مبتنی بر خمش الاستیک-پلاستیک تیرها جهت محاسبه خمیدگی محصول خروجی برای قالب های خارج از مرکز ارایه می شود. در این روش نظری با استفاده از مولفه های کرنش تعیین شده، توزیع مولفه های تنش و گشتاور خمشی محاسبه می شود. در واقع مقدار گشتاور خمشی بیانگر میزان خمیدگی محصول خروجی است. مدل نظری ارایه شده از طریق مقایسه با نتایج شبیه سازی اجزای محدود و پژوهش های پیشین صحت سنجی می گردد. نتایج حاصل نشان می دهد که با بکارگیری نگاشت همدیس ریمان و روش حد بالا علاوه بر تخمین فشار فرآیند، می توان برای تعیین توزیع مولفه های کرنش و پیش بینی خمیدگی محصول خروجی استفاده نمود.

اراک در رتبه 71 آلوده ترین شهرهای جهان قرار دارد. هوای اراک ازنظر داشتن عوامل آلوده کننده از پایتخت ایران آلوده تر است. ورود حجم زیادی از آلودگی ها به این شهر نشان می دهد که درصد بالایی از آلودگی در شهری با وسعت کم متمرکزشده است و این حجم از آلودگی هم برای انسان و هم برای محیط زیست بسیار خطرناک است. به منظور کاهش آلودگی هوای شهر، دولت ایران در سال 2007 طرحی با نام طرح جامع کاهش آلودگی هوای اراک را تصویب کرد. در این طرح جامع، احداث بزرگراهی به نام امیرکبیر (55 متری) تصویب شده است که شرق و غرب اراک را به هم متصل می نماید. در این مقاله به صورت عددی و تجربی، تاثیر احداث این بزرگراه بر میزان کاهش آلایندگی هوای شهر اراک بررسی شده است. در قسمت نتایج، جزییات تغییرات میزان آلودگی هوا در شهر اراک قبل و بعد از احداث این بزرگراه مقایسه شده است. نتایج بیانگر آن است که برای آلاینده ناکس 2. 75 درصد کاهش، برای مونو اکسید کربن 4 درصد کاهش مشاهده شده است و برای دی اکسید گوگرد بدون تغییر حاصل شده است. در نتیجه اجرای این طرح با هزینه های تاسیس بسیار زیاد، تاثیر زیاد و قابل ملاحظه ای برای بهبود آلایندگی هوا در سطح شهر اراک را به همراه نخواهد داشت.