نام پژوهشگر: محمدمراد شیخی

بررسی تأثیر پارامترهای ترمومکانیکی نورد گرم بر شکل پذیری فولادهای میکروآلیاژی نایابیوم دار
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  محسن ایاز   محمدمراد شیخی

در این تحقیق پارامترهای فرآیند نورد گرم همچون دمای نورد آغازین، دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی برای پیش بینی شکل پذیری و ریزساختار ورق های فولادی میکروآلیاژی نایابیوم دار، بهینه سازی شد. بدین منظور چهار سطح از هر فاکتور (پارامتر) انتخاب شد تا تأثیر آنها بر توان کرنش سختی، ارتفاع گنبد و اندازه دانه بررسی شود. سپس با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، آزمایش ها با سه روش تاگوچی، طراحی فاکتوریال دو سطحی و طراحی فاکتوریال کلی، طراحی شدند و پس از انجام آزمایش ها نتایج حاصل با هر سه روش بهینه سازی شد. در هر روش بهینه سازی، آنالیز واریانس انجام شد تا فاکتورهای معنادار تعیین شوند و سپس شرایط بهینه فاکتورها برای دستیابی به بیشترین توان کرنش سختی و ارتفاع گنبد و ریزترین اندازه دانه بدست آورده شد. در نهایت نیز مقایسه ای بین نتایج حاصل از تمامی روش ها انجام شد. نتایج حاصل از بهینه سازی نشان داد که پارامترهای دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی بیشترین تأثیر را بر شکل پذیری و ریزساختار دارند. علاوه براین، نتایج نشان داد که با افزایش دمای نورد آغازین، دمای نورد پایانی و دمای کلاف پیچی، توان کرنش سختی و ارتفاع گنبد افزایش می یابد، درحالیکه با کاهش این پارامترها اندازه دانه کاهش می یابد و شکل ساختار از حالت فریت چندضلعی به فریت سوزنی تغییر می کند. بررسی کفایت مدل ها نشان داد که مدل های حاصل از تمامی روش ها توانایی کافی برای پیش بینی را دارند.

بررسی تجربی تأثیر پارامترهای فرآیند جوشکاری التراسونیک روی استحکام جوش نمونه های کامپوزیت پلیمری تقویت شده باالیاف شیشه
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  رضا نیکوی   نصرالله بنی مصطفی عرب

کامپوزیت های زمینه پلیمری به علت وجود مزایای بسیار مانند مقاومت در برابر خوردگی، خواص مکانیکی مناسب و هزینه ساخت پایین، بطور گسترده در صنایع مختلف بکار برده می شوند.فرآیند جوشکاری التراسونیک یکی از روش های نوین جوشکاری حالت جامد این نوع کامپوزیت¬ها است که در سال های اخیر پیشرفت های قابل توجهی در آن صورت گرفته است. در این پایان نامه از این روش جوشکاری برای اتصال لبه رویهم کامپوزیت پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه استفاده شده است. استحکام کشش- برش اتصالات لبه رویهم نمونه های استاندارد با ضخامت 4 میلی متر درشرایط گوناگون از جمله زمان ،فشار و دامنه ارتعاش جوشکاری شدند وسپس مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور کاهش تعداد آزمایشات و هزینه، اثرتغییر پارامترها و مقدار الیاف شیشه بر استحکام کشش- برش اتصالات به کمک روش طراحی آزمایش سطح پاسخ (responce surface method) با در نظرگرفتن چهارفاکتور در سه سطح، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که دامنه، زمان، مقدار الیاف شیشه و فشار به ترتیب بیشترین تاثیر رابر استحکام جوش لبه رویهم این نوع کامپوزیت دارند. همچنین مقدار ماکزیمم برای نیروی گسیختگی ،در دامنه ارتعاش 96/31 میکرون، زمان جوشکاری4/0 ثانیه ، فشارنگهداری 5/1 بار و مقدار الیاف شیشه 8/10% بدست آمد. مقدار ماکزیمم نیروی گسیختگی با انتخاب شرایط بهینه ی پارامترهای فرآیند 2341 نیوتن تخمین زده شد. طبق آزمایشات تائیدی می¬توان گفت که مدل¬ تجربی بدست آمده برای پیش بینی نیروی گسیختگی ، قادر به پیش بینی پاسخ با دقت کافی بوده و خطای مدل حداکثر54/6% می¬باشد.

طراحی و ساخت اگزوز کم صدا برای موتورسیکلت های cg125
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  فرداد نگینی   محمدمراد شیخی

در این مطالعه، به چگونگی رفتار جریان خروجی اگزوز موتورسیکلت های cg125 کنونی و میزان صدای تولید شده توسط آنها پرداخته شده و راهکارهایی برای کاهش صدا در این نوع موتورها ابداع شده است. در ابتدا، اگزوز کنونی این موتور ها مورد بررسی قرار گرفته و برای درک بهتر ساختار داخلی آن ها نمونه ای را برش زده و بر اساس آن، نقشه مهندسی اگزوز در نرم افزار solid works ترسیم شده است. برای بدست آوردن فشار داخلی و سرعت حرکت جریان در منبع اگزوز، شبیه سازی در محیط نرم افزار ansys صورت گرفته است، سپس بر مبنای نتایج بدست آمده از شبیه سازی و پارامترهای موردنظر، سه اگزوز جدید طراحی، شبیه سازی و نمونه سازی شده است؛ که در نمونه اول، با استفاده از طراحی منبع اتلافی در اگزوز با استفاده از مواد جاذب صوت، صوت خروجی به میزان 7 دسی بل کاهش یافته است. در مدل دوم، با طراحی منبع اتلافی انعکاسی که در آن، از مواد جاذب صوت همراه با صفحه های انعکاسی استفاده شده است، صوت خروجی به میزان 5 دسی بل کاهش یافته است. در طراحی مدل سوم، ساختار داخلی و خارجی اگزوز کاملا تغییر کرده و از ترکیب منبع اتلافی و انعکاسی به همراه تغییر هندسه و افزایش طول راه جریان خروجی برای کاهش هرچه بیشتر صوت خروجی استفاده شده است؛ که نتیجه این طراحی کاهش 9 دسی بلی صوت خروجی از اگزوز می باشد. نتایج بدست آمده از میزان تراز فشار صوت خروجی و درجه حرارت اگزوزها در بخش پایانی با اگزوز اولیه مورد مقایسه قرار گرفته است.

مطالعه تجربی و شبیه سازی اجزای محدود هیدروفرمینگ قطعات مخروطی ورق های دولایه به روش هیدرودینامیکی با فشار شعاعی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  علیرضا قاسمیان   محمد حسین پور

امروزه ورق¬های فلزی چند لایه، موارد استفاده مختلف در صنایعی از قبیل هوا فضا و خودرو دارند. در این بین استفاده از ورق¬های دولایه فلزی به¬دلیل ایجاد خواص ترکیبی در صنایع مختلف توسعه یافته است. فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی می¬تواند در شکل دهی این گونه ورق ها مورد توجه قرار گیرد. شکل دهی قطعات مخروطی در صنعت یکی از فرایند¬های پیچیده است. زیرا به¬علت تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل دهی، تنش زیادی به ورق اعمال می¬شود و باعث پارگی آن خواهد شد. در این پژوهش کشش عمیق به¬روش هیدرو دینامیکی با فشار شعاعی ورق¬های دولایه از نظر تجربی و شبیه سازی اجزای محدود با استفاده از نرم افزار آباکوس بررسی گردید. ورق دولایه از جنس فولاد (st13) و آلومینیوم (al1050) انتخاب شد. آزمایش¬های متعددی براساس مسیر فشارهای مختلف انجام شد و فشارهای بحرانی تعیین کننده، به¬دست آمد. پارامتر¬هایی از قبیل توزیع ضخامت در مسیر فشارهای مختلف، عیوب احتمالی ایجاد شده در طی فرایند و اثر ترتیب چیدمان ورق¬ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می¬دهد بحرانی ترین ناحیه در فرایند هیدروفرمینگ قطعات دولایه مخروطی، ناحیه تماس با شعاع سر سنبه است. در فشار¬های پایین به علت عدم تماس کامل ورق با سر سنبه، عیوبی از قبیل پارگی، چروکیدگی و گلویی شدن در آن رخ می¬دهد. در یک مسیر فشار معین و مطلوب، قطعه کامل و بدون عیب شکل می¬گیرد و در مسیر فشارهای بالاتر، تأثیری روی کیفیت کشش بوجود نمی¬آید. مسیر فشار مطلوب برای حالت (al/st)، bar250 و برای حالت (st/al)، bar210 به¬دست آمده است. ترتیب چیدمان ورق¬ها در فرایند هیدروفرمینگ اثر مهمی روی فشارهای بحرانی دارد. به¬گونه¬ای که هرگاه ورق با استحکام پایین¬تر در تماس با سنبه باشد، فشارهای بحرانی افزایش می¬یابد. نتایج شبیه سازی توسط آزمایش¬های تجربی تایید شده است.

مطالعه تئوری و تجربی قطعات مخروطی دولایه در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی به کمک فشار شعاعی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  علیرضا جلیل   محمد حسین پور گللو

در این پایان نامه، هدف تعیین فشار بحرانی پارگی و در واقع مرز بالای محدوده ی کاری مجاز در این فرایند است. مدلهای تحلیلی جهت بررسی تغییر شکل قطعه ی دولایه مخروطی در فرایند تدوین شده و روابط تحلیلی برای تعیین فشار بحرانی پارگی بر مبنای معیار ناپایداری کششی کرنش صفحه ای و معیار تسلیم بارلات-لاین 1989 ارائه گردیده است. اثر پارامترهای مختلف فرایند بر فشار بحرانی با کمک مدلهای تئوری ارائه شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزایش توان کرنش سختی، ضخامت ورق، شعاع نوک سنبه، و مقادیر ناهمسانگردی، فشار بحرانی پارگی افزایش یافته و با افزایش نسبت کشش و ضریب اصطکاک در ناحیه فلنج، فشاربحرانی پارگی کاهش می یابد و گستره ی ناحیه ی کاری مجاز محدودتر می شود. آزمایش های تجربی با هدف ارزیابی روابط تحلیلی با استفاده از ورق هائی از جنس st13وal1050 انجام گرفته است و مشاهدات تجربی انطباق قبولی با نتایج تحلیلی نشان می دهد.

تحلیل ترموالاستیسیته استوانه های نانوکامپوزیتی هدفمند تقویت شده با نانولوله های کربنی
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی - دانشکده مهندسی مکانیک 1394
  حمیدرضا شمس الحسینیان   محمدمراد شیخی

چکیده: در این پایان نامه، تحلیل ترموالاستیسیته استوانه‏های هدفمندتقویت شده با نانولوله های کربنی، تحت فشار داخلی و خارجی به روش المان محدود بررسی شده است. نانوکامپوزیت های بکار رفته، از نانولوله های کربنیِ تک جداره و یک ماده پس زمینه ایزوتروپیک ساخته شده که خواص مکانیکی آن ها بر پایه یک رابطه میکرومکانیکی (قانون اختلاط) و استفاده از چند پارامتر موثر بیان شده است. به منظور تعیین نوع توزیع تنش، یک مدل تقارن محوری بکار گرفته شده و سه مدل خطی هدفمند برای توزیع نانولوله ها در راستای شعاع استوانه در نظر گرفته شده است که با حالت توزیع یکنواخت مقایسه می شود. در این پایان نامه علاوه بر تاثیر نوع توزیع نانولوله ها، تاثیر کسرحجمی نانولوله ها، وجود محیط حرارتی، طول و ضخامت استوانه و همچنین تاثیر نوع تکیه گاهها و بارگذاری بر توزیع تنش و میدان جابجایی استوانه های نانوکامپوزیتی هدفمندتقویت شده با نانولوله های کربنی بررسی شده است. با توجه به اینکه روش های عددی قابلیت انعطاف زیادی روی حل این گونه مسایل دارند، لذا این تحقیق و نتایج آن برای طراحی مخازن و یا لوله های تحت فشار از جنس نانوکامپوزیت های هدفمند تقویت شده بسیار مناسب می باشد.