ازگذشته تا کنون روش های تجربی، تحلیلی و عددی متعددی برای طراحی پیش فرم مطرح شده است.در این پروژه سعی می شود که مروری بر فرآیند آهنگری و روش های طراحی پیش فرم و کاربرد شبکه عصبی در فرآیند آهنگری مورد بررسی قرار گیرد. در ادامه ابتدا فرآیند مستقیم آهنگری شبیه سازی می شود. سپس با استفاده از شبکه عصبی و حل آن برای بهینه کردن پارامتر های نظیر پر شدن قالب و میدان تنش و کرنش، یک قالب پیش فرم بهینه شبیه سازی می شود.

امروزه ربات های موازی بخش مهمی از صنعت را تشکیل می?دهند و استفاده از آنها روز به روز گسترده تر میشود. علت توجه روزافزون به این نوع ربات ها، سرعت و دقت بالای آنها نسبت به ربات های سری است. برای بررسی دقت این نوع ربات ها و بالا بردن آن، در نظر گرفتن انعطاف پذیری ساختاری اعضای آنها حائز اهمیت است؛ زیرا ارتعاشات ناشی از انعطاف پذیری بازوها باعث انحراف از مسیر برنامه ریزی شده می گردد. در این تحقیق یک مدل دینامیکی برای ربات موازی صفحه ای 3rpr با در نظر گرفتن انعطاف پذیری سه بازوی میانی آن ارائه می شود. بازوهای میانی بر اساس روش مود فرضی، به صورت تیر اویلر-برنولی، یک بار با شرایط مرزی یکسر درگیر-یکسر لولا و بار دیگر با شرایط یکسر درگیر-یکسر آزاد مدل سازی می شوند. با استفاده از روش لاگرانژ و با ترکیب حرکات جسم صلب با حرکات الاستیک به عنوان یک کمیت تفکیک ناپذیر، معادلات حرکت ربات موازی انعطاف پذیر استخراج می شوند. معادلات حرکت یک دستگاه معادلات جبری-دیفرانسیلی تشکیل می دهند؛ و برای شرایط اولیه ی مشخص و نیروهای ورودی هارمونیک، با استفاده از روش عددی فرمول ضمنی دیفرانسیلی-بازگشتی اصلاح شده ی تعمیم یافته یا mebdfi، در نرم افزار maple حل و شبیه سازی می شوند. سپس مسیر حرکت مجری نهایی، ارتعاشات بازوها و تغییرات مختصه های ربات نسبت به زمان برای دو نوع شرایط مرزی رسم می شوند و با یکدیگر مقایسه می گردند. شبیه سازی ربات انعطاف پذیر تحت شرایط مرزی یکسر درگیر- یکسر لولا برای بازوهای میانی، با ربات صلب یکسان است با این تفاوت که در ربات انعطاف پذیر فقط بازوها ارتعاش دارند؛ بنابراین این شبیه سازی، مسیر ربات صلب را می دهد. اما مسیر حرکت مجری نهایی ربات با شرایط مرزی یکسر درگیر-یکسر آزاد متأثر از ارتعاشات بازوهاست و از مسیر صلب انحراف زیادی دارد. نمودارهای تغییرات پارامترهای دو نوع شبیه سازی، تفاوت بین ربات صلب و انعطاف پذیر را نشان می دهد.

در این پایان نامه مشخصه های عملکرد استاتیکی یاتاقان های غیر مدور، تحت روانکاری سیال غیر نیوتنی میکروپلار مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. یاتاقان های مورد بررسی، یاتاقان-های لب دار 2 تا 10 لب بوده و تاثیر پارامترهای پریلود، ظرفیت حمل بار، زاویه ی مشخصه، نسبت خارج از مرکزی، اصطکاک، طول مشخصه ی روانکار میکروپلار و عدد کوپلینگ، بر عملکرد این یاتاقان ها مورد مطالعه قرار گرفته اند. برای این منظور از ابزار شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده تا تحقیقاتی که قبلاً در این زمینه انجام گرفته، بسط و گسترش یابند. با توجه به توانایی های شبکه های عصبی مصنوعی، برای اولین بار پارامترهای فوق برای یاتاقان های 5 تا 10 لب محاسبه و نمودار مربوط به آنها ارائه گردیده اند. برخی از نتایج اخذ شده عبارتند از: - با افزایش خارج از مرکزی، ظرفیت حمل بار بیشتر می گردد و با زیاد شدن تعداد لب اثر تغییرات خارج از مرکزی بر ظرفیت حمل بار شدت بیشتری می یابد. - زیاد شدن تعداد لب ها باعث کاهش ضریب اصطکاک و نشتی انتهایی گشته و همچنین موجب کاهش تأتیر پریلود بر تمامی پارامترها می گردد. - افزایش طول مشخصه ی بی بعد باعث کاهش ظرفیت حمل بار یاتاقان می گردد. در مقادیر کوچک طول مشخصه ی بی بعد، افزایش آن باعث کاهش موثر در اصطکاک شده اما در مقادیر بزرگ طول مشخصه ی بی بعد، افزایش آن باعث ازدیاد جزئی اصطکاک می گردد کاهش شدید زاویه ی مشخصه در یاتاقان های 5 لب به بالا، کاهش تأثیر پریلود، کاهش شدید نشتی انتهایی، افزایش ظرفیت حمل بار، کاهش اصطکاک و تأثیر طول مشخصه ی بی بعد روانکار میکروپلار بر اصطکاک و ظرفیت حمل بار یاتاقان همچنین طی چندین جدول، تأثیر پارامترها بر یکدیگر در حالت های مختلف ارائه گردیده اند که می تواند در مورد شناخت بیشتر آنها و آثارشان مورد استفاده قرار گیرد.

هیدروفرمینگ به عنوان یکی از روشهای شکلدهی فلزات است. در این روش، سمبه یا ماتریس، با سیال جایگزین شده و فشار سیال، موجب جریان مواد به داخل حفره قالب و در نهایت شکل گیری آن می شود. از مزیت های این روش امکان شکل دهی قطعات پیچیده به صورت یکپارچه و بدون درز می باشد. البته با وجود مزایای بالای شکل دهی به روش هیدروفرمینگ، در این روش محدودیت ها و ناپایداری هایی نیز وجود دارد. لذا در طراحی این فرآیند، پیش بینی وقوع این ناپایداری ها اهمیت بالایی دارد تا این که قطعه تولید شده بدون عیب و سالم باشد. در این پروژه هدف پیش بینی پدیده های پارگی و کمانش و مقدار پرشدگی قالب در فرآیند هیدروفرمینگ لوله y شکل به کمک روش اجزای محدود و شبکه های عصبی می باشد. بدین منظور در ابتدا فرآیند مذکور به کمک نرم افزار اجزای محدود abaqus6.10-1 شبیه سازی و نتایج بدست آمده از نرم افزار برای مقادیر مختلف فشار میانی، نهایی و ضریب اصطکاک تحلیل شده است. در ابتدا برای اطمینان از صحت نحوه ی مدل سازی در نرم افزار، برای اتصال y شکل تک لایه مدل سازی صورت گرفته و نتایج به دست آمده با نمونه عملی انجام شده در مرجع ]23[ مقایسه گردیده است و مشخص شد که همخوانی مطلوبی دارد. سپس در ادامه پروژه، به بررسی مدل دو لایه با جنس های متفاوت پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی اجزای محدود نشان داد که با کاهش ضریب اصطکاک، ضخامت یکنواختی بیشتری خواهد داشت همچنین با از بین بردن گوشه های تیز قالب و با افزایش شعاع قالب سیلان ماده بهتر صورت می گیرد. در ادامه اثر پارامترهایی نظیر فشارهای میانی، نهایی، تغذیه محوری های چپ و راست بر روی ضخامت بررسی شد. سپس با توجه به زمان بر بودن شبیه سازی اجزای محدود، برای بررسی سریع تر عیوب از شبکه عصبی استفاده شد و از بین شبکه های طراحی شده بهترین شبکه انتخاب گردید که این شبکه برای هر دو جنس، یکسان و از نوع پرسپترون سه لایه و شامل تعداد نرون های 3-10-5 است.

شکل دهی غلتکی سرد یکی از فرآیندهای شکل دهی ورقی فلزات است و از آنجائیکه ورق همزمان از بین چند سری غلتک متوالی باید عبور کند، فرآیند تغییر شکل بسیار پیچیده و غیرخطی است. این پیچیدگی فرآیند و انتخاب نادرست پارامترهای موجود در فرآیند شکل دهی غلتکی سرد سبب بوجود آمدن عیوبی از جمله پیچش و برگشت فنری در محصول نهایی خواهد شد. یکی از محصولات رایج در این فرایند، کانال نامتقارن است که دارای بالهایی با طول متفاوت می¬باشد. در این پایان¬نامه، اثر عوامل مختلفی مانند زاویه خم، ضخامت، نسبت بال ها روی پیچش و برگشت¬فنری در فرایند شکل دهی غلتکی سرد کانال نامتقارن با استفاده از روش اجزای محدود در بسته نرم افزار آباکوس مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اطمینان از نتایج شبیه سازی اجزای محدود، کرنش های طولی به دست آمده از نرم افزار اجزای محدود در لبه ورق بامقادیر تجربی گزارش شده در تحقیقات قبلی برای مقطع کانالی متقارن مقایسه شد و سپس نتایج برای مقطع نامتقارن تعمیم یافت. در شبیه سازی های اجزای محدود، طول کف و طول یکی از بال ها ثابت و طول بال دیگر متغیر در نظر گرفته شد و به منظور بررسی اثر جنس ورق، علاوه بر فولاد شبیه سازی ها برای مس نیز تکرار شد. نتایج شبیه سازی اجزای محدود نشان داد که روند تغییرات برای فولاد و مس یکسان است. در شرایطی که زاویه خم ثابت باشد با افزایش نسبت بال زاویه پیچش کاهش می یابد تا اینکه در نسبت فلنج یک (مقطع متقارن)، زاویه پیچش صفر می شود و بعد از آن نیز روند کاهشی زاویه پیچش ادامه می یابد اما در شرایطی که زاویه خم افزایش می¬یابد ولی نسبت فلنج ثابت باشد زاویه پیچش، کاهش می¬یابد. با توجه به زمان¬بر بودن شبیه¬سازی اجزای محدود، برای محاسبه سریع تر میزان پیچش و برگشت فنری شبکه عصبی مصنوعی آموزش داده شد. شبکه ی عصبی استفاده شده پرسپترون چند لایه است. بهترین شبکه های عصبی بدست آمده برای دو جنس فولاد و مس، 3 لایه مخفی دارند که تعداد نرون های آنها به ترتیب 2-8-10 نرون است .

پدیده چتر همواره یکی از بزرگترین مشکلات در فرآیندهای ماشین کاری فلزات است. این پدیده یکی از موانع همیشگی در راه دستیابی به کیفیت سطح مطلوب در سرعت های برشی بالا می باشد. سایش شدید ابزار براده برداری و افزایش هزینه های تولید نیز از دیگر مشکلات ناشی از پدیده چتر می باشد. ارتعاشات ناشی از پدیده چتر یک نوع ارتعاش خودتحریک ناپایدار است که رایج ترین نوع آن چتر احیاکننده می باشد. در این پایان نامه به منظور بررسی تأثیر پارامترهای مختلف براده برداری روی پدیده چتر از یک مدل سه بعدی غیر خطی جدید برای فرآیند تراشکاری متعامد استفاده شده است. با توجه به اینکه ابزار براده برداری و قطعه کار از اجزای اصلی در فرآیند ماشین کاری هستند، قطعه کار به عنوان یک محور در حال دوران و ابزار براده برداری به عنوان یک تیر یک سر گیردار مدل سازی شده اند. در ادامه معادلات بدون بعد حرکت برای ارتعاشات عرضی و پیچشی قطعه کار و ارتعاشات عرضی و طولی ابزار براده برداری بدست آمده اند. سپس با استفاده از روش مود های فرضی، معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر مسئله به صورت معادلات دیفرانسیل عمومی بدست آمده اند. در نهایت یک حل عددی برای این مسئله غیر خطی ارائه شده است. تأثیر پارامترهای براده برداری همچون موقعیت طولی ابزار براده برداری، عرض براده برداری، عمق براده برداری و شعاع قطعه کار برای حالت های با و بدون مرغک مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که افزایش پارامترهای بدون بعد متناظر با موقعیت طولی ابزار براده برداری، عمق براده برداری و عرض براده برداری که به هندسه ابزار براده برداری وابسته است، باعث کاهش پایداری فرآیند براده برداری و افزایش احتمال بروز پدیده چتر می گردد. با افزایش پارامتر بدون بعد متناظر با شعاع قطعه کار، میزان پایداری فرآیند افزایش می یابد. همچنین استفاده از مرغک برای براده برداری در موقعیت نزدیک به انتهای طول قطعه کار باعث افزایش پایداری فرآیند نسبت به حالت بدون استفاده از مرغک می شود. در صورتی که فرآیند ناپایدار باشد و پدیده چتر رخ دهد، مقدار بیشینه دامنه ارتعاشات چتر با افزایش پارامتر بدون بعد متناظر با سرعت دورانی قطعه کار افزایش می یابد.

سینترینگ پلاسمای جرقه¬ای یکی از روش¬های نوین در متالوژی پودر بوده که در یک دهه گذشته پیشرفت چشمگیری داشته است. در این روش پودرهای ترکیب شده و یا خالص به صورت همزمان تحت فشار مکانیکی و بار الکتریکی قرار گرفته تا با ایجاد حرارت ناشی از بار الکتریکی، محصولی با چگالی بالا ایجاد گردد. بار الکتریکی و مکانیکی توسط سیستم کنترل مرکزی قابل کنترل بوده و می¬تواند ثابت و یا متغیر باشد. شناخت و کنترل شرایط انجام فرآیند ما را ملزم به انجام شبیه¬سازی می نماید. شرایط حاکم بر فرایند سینترینگ پلاسمای جرقه ای کوپل میان معادلات الکتریکی – حرارتی – مکانیکی است که به-وسیله روش اجزاء محدود قابل شبیه¬سازی می¬باشد. در این پژوهش به شبیه سازی اجزای محدود کوپل الکتریکی-حرارتی- مکانیکی برای سیستم سینترینگ پلاسمای جرقه ای پرداخته شده است. برای انتخاب مدل کوپل از شبیه سازی مدل ساده¬شده استوانه گرافیتی و اعتبارسنجی نتایج با تست تجربی استفاده شده است. شبیه سازی صورت گرفته برای نمونه آلومینا و مس در ولتاژهای مختلف مطابقت خوبی را با آزمون های تجربی صورت گرفته بر روی دستگاه سینترینگ پلاسمای جرقه¬ای ساخته شده توسط محققین ایرانی نشان می¬دهد. همچنین به تحلیل پارامتریک بر روی شش پارامتر هندسی، الکتریکی و حرارتی و تأثیر آن¬ها بر عملکرد حرارتی دستگاه پرداخته شده است. علاوه بر این، در آخرین قسمت تحلیل پارامتری بر روی ابعاد قالب انجام شده و مشخص گردید ابعاد قالب در شرایط دمایی نمونة داخل قالب مؤثر است؛ بنابراین به کمک الگوریتم ژنتیک چندهدفه به منظور مینیمم نمودن تنش در قالب و ماکزیمم نمودن دمای مرکز نمونه بهینه سازی صورت گرفته است.