فورج دقیق یکی از پیشرفت های جدید در زمینه آهنگری است که به خاطر مزایایی که دارد از سایر فرایند های آهنگری متمایز شده است. هدف از این فرایند تولید قطعات با شکل نهایی یا حداقل نزدیک به شکل نهایی در شرایط فورج معمولی است. چرخدنده های ساده از قطعاتی هستند که در صنعت کاربرد زیادی دارند. دو گروه از روش های ساخت یعنی روش برشی و روش غیر برشی برای تولید چرخدنده ها مورد استفاده قرار می گیرند. آهنگری چرخدنده های ساده یکی از روش های غیر برشی است که با توجه به تقاضای گسترده از طرف صنعت برای تولید چرخنده های با استحکام بالا به کار می رود. از جمله مزایای فورج دقیق چرخدنده ها در مقایسه با روش ماشینکاری می توان به به خواص مکانیکی یهتر و استحکام بیشتر به دلیل بهبود ریز ساختار در اثر کار مکانیکی، مصرف ماده خام کمتر، نرخ تولید بالا و از همه مهمتر حذف عملیات ماشینکاری و برشکاری بعدی و در نتیجه کاهش زمان و هزینه تولید اشاره کرد.در این تحقیق فورج دقیق چرخدنده های ساده با روش تحلیل عددی با استفاده از المان محدود مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر پارامتر های هندسی چرخدنده نظیر تعداد دندانه، مدول و ارتفاع و همچنین قطر بیلت اولیه و شرایط تماسی بین قالب ها و قطعه کار مطالعه شده است. با توجه به اینکه بیشتر چرخدنده ها بعد از تولید با روش های گوناگون به محور اتصال می یابند لذا به منظور حذف این عمل در ادامه، فرایند فورج چرخدنده های متصل به محور و یا همان کله زنی چرخدنده های ساده مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر پارامتر های ذکر شده بر این فرایند نیز بررسی شده است. برای انجام شبیه سازی های المان محدود از نرم افزار deform 3d استفاده شده است. در قسمت انتهایی به منظور معتبرسازی نتایج حاصل از شبیه سازی المان محدود، آزمایشات تجربی برای ساخت یک چرخدنده صنعتی که در تراکتور 285-4wd مورد استفاده قرار می گیرد، انجام گرفته است. برای انجام آزمایش های تجربی از ماده سرب استفاده شده است. نتایج بررسی های عددی و تجربی نشان می دهند که در فورج دقیق چرخدنده های ساده باید قطر بیلت اولیه همواره نزدیکترین مقدار به ریشه چرخدنده باشد تا هم باعث کاهش نیروی شکل دهی شود و هم شکل گیری گوشه های چرخدنده با مشکل مواجه نشود. بررسی تاثیر تعداد دندانه ها بیانگر این است که با افزایش تعداد دندانه ها مقدار نیروی لازم افزایش پیدا می کند و با توجه به مقادیر فشار ویژه تعداد دندانه های بهینه چرخدنده برای شکل دهی به روش فورج دقیق 10 تا 20 دندانه می باشد. همچنین به منظور دستیابی به سیلان مواد یکنواخت تر با نیروی کمتر باید ضریب اصطکاک مابین سطوح در کمترین مقدار ممکن باشد. همچنین بررسی مقادیر تنش و کرنش موثر نشان می دهد که بیشترین مقدار تنش و کرنش در ریشه چرخدنده اتفاق می افتد که در فورج چرخدنده های ساده متصل به محور سطح زیرین گوشه پایینی نیز به این مناطق اضافه می شود. همچنین مقایسه نتایج بدست آمده از روش المان محدود با نتایج تجربی نشان دهنده قابل اعتماد بودن نتایج بدست آمده از تحلیل عددی در فرایند فورج دقیق می باشد.

عملیات تراشکاری به منظور تغییر شکل، ابعاد و زبری سطح یک قطعه کار و از طریق برداشتن چندین لایه از ماده آن، انجام می پذیرد. تئوری تولید براده و براده برداری پیچیده است، چرا که نه تنها علم پلاستیسیته، بلکه علوم دیگری مانند ترمودینامیک و ریاضیات نیز در آن درگیر است. در سالهای اخیر، کاربرد روش المان محدود (fem) در عملیات براده برداری در جهت مطالعه فرآیند و تولید براده بسیار موثر بوده است. قدرت محاسباتی کامپیوترها و استفاده از نرم افزارهای مرتبط در مطالعه تغییر شکل پلاستیکی مواد، امکان نظارت بر تمام پارامترهای فرآیند کاری را ممکن می سازد. بنابراین این نرم افزارها می توانند به عنوان یک ابزار کاربردی توسط محققین و تولید کنندگان ماشین آلات و ابزار آلات استفاده شوند. در این راستا، تخمین مولفه های نیروی برشی به روش عددی در کاهش تغییر شکل قطعات ماشین، مقاومت این نیروها برای جلوگیری از اعوجاج بیش از اندازه قطعه کار، فیکسچر یا ابزارهای برشی و انتخاب ماشین ابزار با نیروی کافی ضروری است. در بخش نخست این تحقیق، به مطالعه فرآیند تراشکاری. روی قطعه کار فولاد کربنی و ابزار تنگستن کاربایدی به صورت سه بعدی پرداخته شده و نحوه توزیع تنش در قطعه کار نشان داده شده و اندازه مولفه های نیروی تراش و برآیند نیروی تراش در شرایط ماشینکاری مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای ماشینکاری مورد بررسی روی نیروی تراش عبارتند از: زاویه براده، زاویه تنظیم اصلی، سرعت برشی، عمق بار و نرخ پیشروی. در تحلیل عددی فرآیند تراشکاری به دلیل نرخ کرنش بالا از رفتار الاستیکی قطعه کار صرف نظر شده و به دلیل تغییر شکل ناچیز ابزار، در مدلسازی ابزار به صورت صلب در نظر گرفته شده است. در بخش بعدی این تحقیق با ایجاد حفره در مدل ابزار و در سطح تماس براده با ابزار به عنوان گودال فرسایش، تاثیر فرسایش گودالی روی دما و مولفه های نیروی تراش مورد بررسی قرار گرفته است. برای اعتبار بخشیدن به نتایج حاصل از روش شبیه سازی عددی، از نتایج آزمایشات تجربی ارائه شده در مقالات معتبر علمی استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده از روش المان محدود با نتایج تجربی نشان دهنده قابل اعتماد بودن نتایج بدست آمده از تحلیل عددی در این تحقیق می باشد. در این مطالعه از بسته نرم افزاری deform 3d برای آنالیز و تحلیل عددی فرآیند به روش لاگرانژ به روز شده استفاده شده است. در یک تراش مورب نتایج بدست آمده نشان می دهد که مولفه مماسی نیرو قسمت اعظم نیروی برآیند تراش را تشکیل می دهد. افزایش نرخ پیشروی و عمق بار باعث افزایش اندازه مولفه های نیروی تراش می گردد. تغییرات عمق بار نسبت به تغییرات نرخ پیشروی تاثیر بیشتری روی اندازه نیروی مماسی و محوری دارد، ولی در مورد نیروی شعاعی، اثر تغییرات نرخ پیشروی بیشتر از عمق بار می باشد. با افزایش زاویه تنظیم اندازه نیروی شعاعی کاهش می یابد و اندازه نیروی محوری افزایش می یابد. در حالت کلی افزایش زاویه تنظیم باعث کاهش جزئی در اندازه نیروی مماسی تراش می گردد. افزایش زاویه براده باعث کاهش اندازه مولفه شعاعی، محوری و مماسی نیروی تراش می گردد و این کاهش نیرو تا زاویه 5 درجه محسوستر است. بنابراین با در نظر گرفتن شرایط یک ماشینکاری با قابلیت بالا، زاویه براده 5 درجه یک زاویه مناسب برای ابزار می باشد. افزایش سرعت برشی باعث کاهش مقدار جزئی در هر سه مولفه نیرو می گردد. سایش در سطح براده ابزار تا یک مقدار مشخصی باعث کاهش دما و نیروی تراش می گردد. بنابراین با تغییر پارامترهای موثر در طراحی یک براده شکن که شامل فاصله از لبه برشی و عمق گودال می باشد و رسیدن به یک مینیمم مقدار دما و نیروی تراش، مقادیر بهینه برای براده شکن استخراج گردیده است که می تواند در طراحی ابزار مورد استفاده قرار گیرد.

هر مجموعه مکانیکی متشکل از اجزاء یا قطعات مونتاژ شده به یکدیگر می باشد. این قطعات دارای هندسه، جنس، کیفیت مواد اولیه، هزینه تولید، قابلیت تولید و شرایط کاری متفاوت بوده و هر کدام تحت شرایط مختلفی (اپراتور، ماشین ابزار، محیط کاری و غیره) تولید شده اند. بنابراین هر بعدی در هر قطعه از مجموعه دارای محدوده تلرانسی می باشد که پس از مونتاژ اجزاء روی هم، بصورت مجتمع بر کارکرد مجموعه تأثیر خواهند گذاشت. اگرچه افزایش محدوده تلرانسی در قطعات طراحی شده بدلیل تولید این قطعات با ماشینهای ارزان قیمت، باعث کاهش هزینه تولید می شود اما از طرف دیگر ممکن است تعداد اسقاطی محصول مونتاژ شده افزایش یافته و کیفیت مجموعه مونتاژی به لحاظ عملکرد کاهش یابد. بعلاوه در صورت، کاهش محدوده تلرانسی قطعات، هزینه تولید بالا خواهد شد. هدف از این پایان نامه، ارائه روشی جامع برای تخصیص تلرانسی اجزاء مجموعه های مکانیکی صلب دو بعدی در حالت استاتیکی در قالب یک کد کامپیوتری می باشد. در تخصیص تلرانسی، انتخاب تلرانس های بهینه برای ابعاد مختلف در هر یک از اجزاء مجموعه از نظر هزینه تولید، قابلیت در دسترس بودن ابزار و ماشین آلات لازم و کارکرد مناسب مجموعه، مد نظر می باشد. در این مقوله، مسئله بهینه سازی هزینه تولیدی محصول بهمراه قیدهای مربوط به انتخاب فرایند تولید، قابلیت تولیدی فرایندها و کیفیت محصول نوشته شده و برای حل آن از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. برای افزایش دقت در بررسی قیدهای مسئله، باید از سینماتیک مجموعه اطلاع کافی داشته باشیم. برای انجام این مهم، برنامه نوشته شده برای تخصیص تلرانسی در محیط نرم افزار matlab از نتایج برنامه تحلیل تلرانسی مجموعه بروش خطی سازی مستفیم استفاده می نماید. خروجی این برنامه عبارت است از: تلرانس ابعادی و هندسی و هزینه تمام مراحل تولید برای تک تک متغیرهای غیروابسته مجموعه هزینه تمام شده محصول و نمودار توزیع فراوانی برای تک تک اندازه های مورد نظر طراح بعد از مونتاژ نهایی مجموعه.

تاول هیدروژنی در اثر تجمع هیدروژن در حفره ها و حبابهای داخل فلز در بدنه ظروفی که سیال آن h2s مرطوب است، رخ می دهد. عیوبی که در بدنه ظرف به وجود می آید موجب کاهش استحکام آن شده و می تواند باعث گسیختگی آن و خسارت های جبران ناپذیر شود. در این تحقیق، عیب تاول هیدروژنی بدون ترک و برآمدگی بیشتر از یکدهم سایز عیب بر روی بدنه ظرف تحت فشار را با استفاده از آنالیز عددی به روش المان محدود بررسی کرده ایم. در مدلسازی هندسی از نرم افزارsolidworks و برای تحلیل عددی از نرم افزار abaqus استفاده شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل عددی در دو نمودار تنش در برابر سایز و فشار تسلیم در برابر سایز با توجه به ضخامت باقی مانده از ظرف جمع بندی شده است. سپس عیوب با استفاده از معیارهای استاندارد api 579 ارزیابی و با نتایج بدست آمده از روش المان محدود مقایسه شده است. روش ارائه شده برای مدلسازی هندسی و عددی عیوب، در سطح سوم ارزیابی طبق استاندارد api برای بازرسان فنی شرکت پالایش نفت تبریز قابل استفاده است. در استاندار api در صورتی که فرمولهای ارزیابی سطح اول و دوم جواب ندهد یا بازرس تشخیص دهد عیب بر اساس سطح سوم به روش المان محدود مدلسازی و بررسی می شود. نمودارهای بدست آمده را می توان در ارزیابی تاولهای موارد مشابه، بدون نیاز به استفاده از ارزیابی های استاندارد به کار برد. نتایج نشان می دهد که ضریب اطمینان و معیارهای استاندارد محافظه کارانه بوده و با استفاده از روش المان محدود می توان بررسی و تصمیم گیری دقیقتر و بهتری انجام داد. نتایج کاربردی بوده و قابلیت بکارگیری از آنها در سایت پالایشگاه وجود دارد.

امروزه چرخدنده های پلیمری جایگاه خاصی را در کاربردهای انتقال حرکت به خود اختصاص داده است. سبکی وزن، قیمت تمام شده پایین، مقاومت مناسب در شرایط محیطی خورنده و توانایی انتقال دور بدون نیاز به روانکار خارجی از جمله مزایای چرخدنده های پلیمری به شمار می آید. اساسی ترین محدویت این نوع چرخدنده ها در مقایسه با چرخدنده های فلزی، محدودیت در خواص مکانیکی و همچنین پایداری ابعادی آنها در شرایط دمایی مختلف می باشد. بنظر می رسد تقویت این چرخدنده ها با ذرات پرکننده در مقیاس نانو رویکرد مناسبی برای رفع این محدودیتها باشد. در این پژوهش سعی شده است تا با اختلاط جداگانه دو ماده پلیمری از جنسهای پلی استال (pom) و پلی آمید 6 (pa6) با نانوذرات رسی در درصدهای وزنی مختلف (3،1 و5 درصد وزنی) توسط یک اکسترودر دوماردونه و متعاقباً قالبگیری تزریقی چرخدنده ها، به بررسی اثر افزودن نانوذرات بر مشخصات ابعادی چرخدنده های پلیمری پرداخته شود. آزمایشات نشان داد که افزودن نانوذرات به هر دو زمینه پلیمری، بطور قابل توجهی شاخص سیالیت مذابهای پلیمری(mfi) را تحت تأثیر قرار می دهد. همچنین نتایج تست مشخصات ابعادی نمونه های آزمایشی نشان داد که مشارکت نانوذرات رسی در هر دو زمینه پلیمری تأثیر چشمگیری بر خطاهای ابعادی دنده های پلیمری دارد. نتایج نشان دادند که افزودن نانوذرات رسی، تا 5 درصد وزنی، در هر دو زمینه پلیمری منجر به کاهش خطاهای اینولوتی و افزایش نسبی خطاهای lead دندانه های پلیمری می شود. افزودن یک درصد نانو ذرات رسی منجر به کاهش خطای lead دنده شد.

در این تحقیق قالبی برای قالبگیری یک عدسی مقعر ساخته شد. از روش طراحی آزمایشات تاگوچی برای تعیین اثر متغیرهای فرایندی بر شرایط ابعادی عدسی استفاده گردید. در طی انجام آزمایشات با استفاده از سنسور پیزو الکتریک، فشار مذاب در درون محفظه قالب عدسی اندازه گیری شد. آزمایشات اندازه گیری ابعادی و اندازه گیری فشار مذاب در قالب، نشان داد که پارامتر فشار نگهداری، بیشترین تاثیر را بر شرایط ابعادی عدسی دارد. نکته قابل توجه در این آزمایشات این بود که افزایش فشار نگهداری منجر به کاهش تراکم و در نتیجه افزایش انقباض در عدسی های تولید شده از جنس پلی کربنات می شود. این میتواند به دلیل افزایش گرانروی مواد مذاب تحت تاثیر فشار نگهداری بالا باشد. با مقایسه نتایج انقباض شعاع مقعر و محدب عدسی مشخص شد که انقباض شعاع محدب به مراتب بیشتر از انقباض شعاع مقعر عدسی است. دلیل انقباض کمتر شعاع مقعر عدسی، تماس و درگیری سطح مقعر عدسی با سطح محدب قالب است که بعنوان یک قید مکانیکی عمل می کند. تمامی آزمایشات شامل اندازه گیری ابعادی و اندازه گیری فشار مذاب در قالب، تایید می نماید که پارامتر فشار نگهداری، بیشترین تاثیر را بر تراکم مواد تشکیل دهنده عدسی دارد. افزایش فشار نگهداری منجر به کاهش تراکم و در نتیجه افزایش انقباض در عدسی های تولید شده از جنس پلی کربنات شد. نکته قابل توجه در این آزمایشات این بود که با افزایش فشار نگهداری، از تراکم مواد کاسته شد. این میتواند به دلیل افزایش گرانروی مواد مذاب تحت تاثیر فشار نگهداری بالا باشد. طبق نتایج آزمایشات انجام شده توسط رادولف و همکاران (2009)، برای مطالعه رفتار pvt و گرانروی ماده پلی کربنات نشان داد که با افزایش فشار، میزان گرانروی ماده پلی کربنات افزایش می یابد. افزایش فشار میتواند باعث تسریع در انجماد و در نتیجه افزایش گرانروی مواد در راهگاه (در حد فاصل بین نازل دستگاه تزریق و گیت) گردد که این عامل، مانع ورود مواد کافی به درون محفظه برای جبران انقباض می شود.

مطابقت با استاندارد و برخورداری از هزین? تولید پائین دو مزیت رقابتی محصولاتی است که حضور موفقی در بازار دارند. چرخدنده ها به عنوان یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین قطعات مورد استفاده در سیستم های انتقال قدرت و حرکت، نقش مهمّی را در صنعت ایفا می کنند. تأثیر دقت ابعادی چرخدنده بر میزان سروصدا، ارتعاشات و دوام آن انکارناپذیر است. اما همانند سایر قطعات مهندسی، کنترل ابعادی چرخدنده نیز مستلزم اندازه گیری و مقایس? نتایج حاصل با الزامات موجود در استاندارد است. از جمله خطاهای ابعادی چرخدنده می توان به خطاهای ضخامت دندانه، گام دایره ای و پروفیل دندانه اشاره کرد. از میان ابزارهای مرسوم برای اندازه گیری این خطاها می توان به کولیس مرکب، کمپراتور گام تک پروب یا دو پروب و دستگاه پروفایل- پروژکتور یا ماشین اندازه گیری مختصات اشاره کرد. در هنگام استفاده از این روش ها برای بازرسی هر پارامتر، اپراتور باید از مقدار اسمی آن آگاه باشد؛ همچنین برای اندازه گیری پارامترهای مختلف باید ابزارهای جداگانه ای مورد استفاده قرار گیرد و استفاده از این ابزارها مستلزم صرف زمان و بعضاً هزین? زیادی است. در این تحقیق بازرسی و مهندسی معکوس چرخدنده با استفاده از تکنیک پردازش تصویر و در سامانه ای به نام ماشین بینایی انجام شده است. بنابراین هدف این تحقیق، طراحی و ساخت سامانه ای برای اندازه گیری پارامترهای هندسی و خطاهای چرخدنده با استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین است. این سامانه به صورتی کاملاً خودکار عمل می کند بطوریکه پس از انجام عملیات پیش پردازش مانند حذف نویز، بهبود کنتراست و کالیبراسیون تصویر با انجام عملیات پردازشی نظیر بخش بندی ، لبه یابی و محاسبات ریاضی، پارامترهای هندسی چرخدنده از جمله مرکز دوران، تعداد دندانه، قطر ادندوم، مدول، قطر دایر? گام، گام دایره ای و قطر دایر? مبنا را محاسبه می کند. سپس خطای ضخامت دندانه ها، انحرافات گام و انحرافات پروفیل را تعیین کرده و این اطلاعات را به صورت نمودار و فایل متنی در اختیار کاربر قرار می دهد. از جمله مزایای این روش اندازه گیری هزین? پائین، عدم نیاز به وارد کردن مقادیر اسمی استاندارد، سرعت و دقت بالا، عدم تأثیر خطای انسانی در نتایج اندازه گیری و بازرسی همزمان کلی? پارامترهای مورد نیاز در یک مرحله را می توان نام برد. اجزای مورد استفاده در این سامانه مشتمل بر یک دوربین تصویربرداری با حسگر ccd رنگی با نام تجاری canon powershot sx20is، لامپ led قرمز توان بالا برای روشن کردن صحنه، فیکسچر نگهدارند? دوربین، ساز? نورپردازی و موقعیت دهند? چرخدنده و یک رایانه شخصی با سیستم عاملwindows 7 و کتابخان? نرم افزاری labview برای برنامه نویسی می باشد. در محیط labview برنامه ها به صورت گرافیکی و به زبان g نوشته می شوند. قابلیت برنامه نویسی گرافیکی برای کاربردهای اتوماسیون صنعتی بسیار مناسب است زیرا برنامه های بسیار پیچیده ای را می توان در مدت زمان کوتاهی نوشت. در این تحقیق یک برنام? با کاربرد خاص به نام geardivis نوشته شده است که کار تحلیل و پردازش تصاویر چرخدنده های ساده و مارپیچ را انجام می دهد. پس از طراحی و پیاده سازی ماشین بینایی چرخدنده، از یک چرخدند? ساده و یک چرخدند? مارپیچ به عنوان قطعات نمونه در آزمایش سیستم استفاده شد. برای صحه گذاری نتایج اندازه گیری با روش پیشنهادی، از یک دستگاه cgmm برای اندازه گیری مجدد دو چرخدند? مذکور استفاده شد. مقایس? نتایج خروجی از اندازه گیری با روش پیشنهادی با مقادیر بدست آمده از اندازه گیری با cgmm نشان داد که تکنیک پردازش تصویر می تواند دقت قابل قبولی را ارائه نماید. حداکثر اختلاف نتایج اندازه گیری پروفیل با ماشین بینایی و دستگاه cgmm برای چرخدند? ساده حدود 6µm و برای چرخدند? مارپیچ حدود 12µm بدست آمد.

دراین پایان نامه همانطوریکه در فصل یک نیز اشاره شده است از بین روشهای ساخت کامپوزیت های پایه فلزی -نمونه های کامپوزیتی به روش متالوژی پودر ساخته و آماده برای تست سایش شده است. برای ساخت نمونه ها به روش متالوژی پودر ابتدا پودرها تهیه و کارهای مقدماتی بر روی آنها انجام شده است. سپس نسبت وزنی پودرها را توسط ترازوی با دقت صدم گرم وزن شده سپس با مخلوط کن مخصوص ساخته شده و پودرها با ترکیب مورد نظر مخلوط شده است. مرحله فشرده سازی مخلوط پودرها و تولید قطعه سبز می باشد که در این مرحله از پرس هیدرولیک و قالب با حفره استوانه ای شکل استفاده شده است. بعد از فشرده سازی قطعات تف جوشی یا زینتر شده اند. قطر قطعات تف جوشی شده توسط فرایند اکستروژن به نسبت 1 به 6 کاهش یافته تا چگالی قطعات حتی الامکان افزایش پیدا کند. در پایان قطعات ماشینکاری شده و به اندازه مورد نیاز برای تست سایش آماده شده است. در پایان تست سایش قطعات انجام داده شده و با اندازه گیری وزن نمونه ها در قبل و بعد از تست سایش معیار نرخ سایش را براساس کاهش وزن در واحد مسافت طی شده روی دیسک محاسبه شده است. همچنین برای بدست آوردن ضریب اصطکاک نمونه ها ، بر اساس نیروی مماسی(ft) در زمان تست سایش توسط یک لودسل اندازه گیری شده و نتایج در نمودارهای سرعت لغزشی و بار عمودی- ضریب اصطکاک و سرعت لغزشی و بار عمودی – نرخ سایش نشان داده شده است.

روش شکل دهی افزایشی، روشی نوین و در عین حال راه حلی اقتصادی برای تولید سریع قطعات از ورق خام، زمانی که تولید سری های کوچک قطعات ساخته شده از ورق مد نظرمی باشد، است. در این روش از یک ابزار سر کروی که در حال حرکت خطی و دورانی است، برای شکل دهی ورقی که بر قید بسته شده، استفاده می شود. تحلیل متغیرهای زیاد این فرآیند منجر به شناخت آن از روشهای تحلیلی- عددی، جهت تولید مسیر ابزار و تولید بی عیب قطعه می گردد. تحلیل های تجربی و عددی نشان دهنده ی بالا بودن قابلیت شکل دهی و انعطاف پذیری بالای این فرآیند، نسبت به روش های سنتی می باشد. روشهای اجزای محدود به عنوان یکی از شیوه های موثر در مطالعه فرآیندهای شکل دهی از جمله شکل دهی به روش تدریجی می باشد که می تواند اهداف مورد نظر را با تقریب خوبی ارائه دهد. در این مطالعه به شبیه سازی این فرآیند با نرم افزار abaqus پرداخته شده و برای مستند سازی آن، کار تجربی انجام گرفته است. در کار تجربی و تحلیل عددی قطعه کارها شامل یک مخروط 45 درجه و یک لیوانی با زاویه دیواره 90 درجه، از جنس al 1050 و به ضخامت 2 میلی متر و ابعاد 165×165 میلی متر می باشد، که توسط ابزار سرکروی شکل دهی شده اند. ابزار شکل دهی از جنس فولاد معمولی و به شکل استوانه ای با قطر 15 میلیمتر می باشد. همچنین شکل دهی با استفاده از ماشین تراش tn50br انجام گرفته شده است. مقایسه نتایج عملی با نتایج تحلیل عددی برای تغییر ضخامت ورق در منطقه تغییر شکل یافته و در امتداد یال مخروط و لیوانی انجام و نتایج آن ارائه شده است که حداکثر اختلاف بین آنها 9 % می باشد. در ادامه با استفاده از تحلیل زیر به بررسی تاثیر پارامتر اندازه گام ابزار در امتداد محور آن بر روی تنشهای پسماند و کرنش ها پرداخته شده و نتایج آن ارائه شده است. همچنین حداکثر نیروهای مورد نیاز برای شکل دهی ورق نیز در شرایط مختلف مطالعه و بررسی شده اند.

صنعت کشاورزی همواره بعنوان یکی از محورهای اصلی توسعه کشور محسوب میشود. طبق آمارهای وزارت جهاد کشاورزی، 97/53 % از سطح زیر کشت کشور بصورت کشت آبی و 03/46 % نیز بصورت کشت دیم صورت میگیرد. با توجه به اقلیم جغرافیایی کشور، بخش اعظم نزولات آسمانی در مناطق کوهستانی صورت گرفته و این مناطق را برای کشت دیم مساعد می سازد، چنانچه طبق آمار ارائه شده توسط وزارت جهاد کشاورزی، 21/81 % از سطح زیر کشت دیم کشور مربوط به استانهای کوهستانی می باشد. علیرغم اینکه سطح اراضی کشت دیم و آبی تقریباً برابر می باشند، لیکن 4/89 % کل محصول کشور از اراضی تحت کشت آبی و تنها 6/10 % کل محصول کشور از اراضی دیم برداشت می شود، چنانچه بازده کشت دیم در کشور رقم ناچیز یک تن در هر هکتار محاسبه شده است. مشکل اساسی در بهره برداری از اراضی کوهپایه ای جهت کشت دیم، محدودیت استفاده از تراکتور بعنوان اصلی ترین وسیله مکانیزاسیون کشاورزی، در این مناطق می باشد. شرایط عملکردی تراکتور به گونه ای است که جهت عبور از موانع طبیعی و نیز کسب بیشترین سطح تماس با زمین، در ساختار مکانیکی آن از چرخ عقب با قطر نسبتاً زیاد استفاده شده که این موضوع موجب افزایش فاصله مرکز ثقل تراکتور از سطح زمین شده است. هنگام استفاده از تراکتور در مناطق شیبدار، این ساختار موجب ناپایداری و در نهایت واژگونی تراکتور شده و به خسارات جانی و مالی منجر میگردد، چنانچه طبق آمار کنسول ملی ایمنی مزرعه آمریکا، طی سالهای 1985 تا 1995، 51% مرگ و میرهای مرتبط با تراکتور بر اثر واژگونی تراکتور بوده که از نرخ 4/5 حادثه منجر به فوت در هر 000/100 تراکتور برخوردار است. مطالعه و بررسی علمی واژگونی تراکتور همواره یکی از مهمترین دغدغه های تحقیقاتی دانشگاهها و مراکز صنعتی مرتبط بوده و پژوهش در این خصوص از دهه های قبل ادامه داشته است که از آن جمله میتوان به تجهیز تراکتورها به سازه محافظ از واژگونی (rops) جهت حفظ ایمنی راننده در صورت واژگونی، تغییر مرکز ثقل با اتصال وزنه به یک طرف تراکتور، افزایش سطح اتکاء چرخهای تراکتور با زمین با استفاده از 2 یا 3 لاستیک در هر چرخ و ساخت تراکتورهائی با چرخهای کوچک و مرکز ثقل پائین تر اشاره نمود. از اقدامات جدیدتر در این زمینه نیز میتوان به تحقیقات مراکز پژوهشی در خصوص تجهیز تراکتورهای مورد استفاده در این اراضی به سیستم های هشدار دهنده و اعلام خطر برای پیش بینی خطر واژگونی اشاره نمود. موضوع این پایان نامه، طراحی و ساخت یک سیستم هوشمند است که با اندازه گیری مقدار شیب بصورت online، پایداری تراکتور را مونیتورینگ نموده و با پیش بینی موارد بحرانی، راننده را طی مراحل مختلف از درجات خطر آگاه کرده و در صورت عدم توجه راننده، نسبت به توقف تراکتور اقدام می نماید. این سیستم پیشرفته مکاترونیکی از ترکیبی از سامانه های الکترونیکی و ساختارهای مکانیکی تشکیل گردیده که اندازه گیری شیب و وضعیت تراکتور، پردازش داده ها، مونیتورینگ نتایج و صدور سیگنال اخطار و سیگنال فرمان توقف تراکتور از نتایج عملکردی آن بشمار می آید. در این پایان نامه ابتدا مدل دینامیکی سیستم استخراج شده و سپس با مدلسازی سنسور شیب، مدل ریاضی سیستم با نرم افزار working model 3d شبیه سازی شده است. برای اطمینان از عملکرد صحیح و ارزیابی مدل طراحی شده نیز، نمونه ای از سیستم در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده است

در سالهای اخیر، روشهای متنوعی برای ماشینکاری مواد سخت توسط محققان ارائه شده است. در ماشینکاری مواد سخت(فولاد باسختی hrc 65-45، سوپر آلیاژها و آلیاژهای تیتانیم) سایش ابزار یک پدیده طبیعی است که منجر به شکست و معیوب شدن قطعه کار می شود. ماشینکاری هیبریدی ترکیبی از ماشینکاری سنتی با سیستم خنک کاری برودتی با گرم کردن موضعی قطعه کار می باشد. خنک کاری برودتی برای کاهش دمای فصل مشترک بین ابزار و قطعه کار استفاده می شود. بدینگونه با کاهش دمای مربوط به سایش ابزار عمر ابزار افزایش می یابد. در حالیکه با گرم کردن موضعی قطعه کار توسط یک منبع حرارتی باعث نرم شدن و کاهش استحکام تسلیم قطعه کار در مقابل ابزار برشی می شود. در این پژوهش عمر ابزار به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته و میزان نیروی وارد شده به ابزار توسط نرم افزار deform 3d که برمبنای روش المان محدود می باشد شبیه سازی شده و در نهایت مکانیزمهای سایش در ماشینکاری اینگونه فولادها مورد بررسی قرار می گیرد. آزمایشات تجربی و عددی بر روی ماشینکاری هیبریدی نشان می دهد عمر ابزار بیشتری و نیروی وارد بر ابزار کمتری نسبت به ماشینکاری مرسوم حاصل می شود. در ماشینکاری هیبریدی روند سایشی ابزار شیب کمتری به خود می گیرد و عمر ابزار تا % 250-150نسبت به ماشینکاری مرسوم افزایش پیدا می کند.

در سال های اخیر, مدل سازی و پیش بینی زبری سطح مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. مشکل اصلی چگونگی رسیدن به اندازه گیری های قابل اعتماد و واقعی زبری سطح قطعه کار است. یکی از این روش های اندازه گیری سیستم بینایی است. از مزیت های این روش نسبت به روش های تماسی می توان به عدم تماس با قطعه-کار, امکان بررسی تمام نقاط سطح, دقت بالاتر و امکان بازرسی به هنگام اشاره نمود. بنابراین هدف ما در این تحقیق استقاده از داده های سیستم بینایی برای رسیدن به اندازه گیری قابل قبول پارامترهای زبری با استفاده از شبکه ی چندجمله ای بر روی زبری سطح می باشد. در این تحقیق یک روش بینایی برای اندازه گیری زبری سطح قطعات در عملیات تراشکاری پیشنهاد شد. ابتدا ماشینکاری قطعه در شرایط مشخص صورت پذیرفت و تصویربرداری از قطعه در حال ماشینکاری توسط دوربین دیجیتال انجام شد. سپس تصاویر جهت پردازش به نرم افزار labview انتقال یافته و پردازش شدند. نمودار سطح خاکستری و مقادیر انحراف استاندارد در این مرحله به دست آمدند. میزان زبری سطح از ویژگی های بافت تصویر (فرکانس قله ی اصلی f_1 ، مربع میزان مولفه اصلی f_2 ، انحراف استاندارد سطح خاکستری std ) حاصل می شود. جهت دستیابی به این مقادیر ار تبدیل فوریه استفاده شد. پس از به دست آمدن مقادیر f_1, f_2 و std, میزان زبری سطح با قرار دادن این مقادیر در معادلات چند جمله ای عددی که از شبکه ی چند جمله ای به-دست آمده است, حاصل می شود. جهت بررسی صحت نتایج کسب شده, از روش تماسی سوزنی جهت اندازه گیری زبری سطح استفاده شد. در نهایت, مقایسه ی مقادیر حاصل از دو روش اختلاف ناچیزی را نشان داد که صحت روش بینایی مود استفاده را اثبات نمود.

فرآیند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی روشی ساده برای ساخت کانال پیوسته و کامل در یک ورق یکپارچه می باشد که ساخت کانال در یک مرحله را میسر ساخته است. کانال ها ساخته شده توسط این فرآیند قابل استفاده در صنعت مبدل های حرارتی می باشند. ایجاد کانال با استفاده از فرایند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی از طریق خارج کردن مواد از منطقه فرایند است که در روش مرسوم این عمل، با استفاده از روزه در پین ابزار صورت گرفته است. در این پایان نامه روش اصلاح شده ای برای انجام فرآیند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی تحت عنوان "کانال سازی اصلاح شده" معرفی گردیده که موارد اصلاح شده شامل تغییر موقعیت ابزار و قطعه کار و استفاده از ابزار با پروفیل متفاوت هستند. در این روش روزه از ابزار حذف گردیده و به جای آن از زاویه انحراف ابزار برای بیرون کشیدن مواد استفاده شده است. ایجاد کانال در دو آلیاژ 5083 و 6061 آلومینیوم بررسی شده اند. کانال های بدست آمده با استفاده از فرآیند کانال سازی اصلاح شده دارای شکل های نزدیک به مستطیل می باشند. کانال های ایجاد شده در زوایای انحرافی مختلف بررسی گردیده و کانال های بهینه در زاویه °3 بدست آمده است. همچنین تأثیر پارامتر های فرآیند بر روی مشخصات کانال های ایجاد شده در این زاویه بررسی شده است. برای پارامتر های ترکیبی مختلف در فرایند کانال سازی اصلاح شده، کانال های ایجاد شده دارای اندازه و قطر هیدرولیکی بزرگتر و شکل های منظم تری نسبت به فرآیند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی مرسوم می باشند. پارامتر های فرآیند شامل سرعت دورانی ، سرعت خطی ، عمق نفوذ و مشخصات کانال شامل شکل کانال ، اندازه کانال ، قطر هیدرولیکی هستند. بررسی ها نشان می دهد که عمق نفوذ بیشترین تأثیر را بر روی مساحت کانال ها داشته است. کانال های ایجاد شده توسط این فرآیند تحت سه حالت عمق نفوذ منفی، صفر و مثبت بررسی گردیده که نشان دهنده رفتار های متفاوت پارامتر های فرآیند بر مشخصات کانال ها می باشند. عوامل موثر بر مساحت کانال به ترتیب عمق نفوذ، سرعت دورانی و سرعت خطی تشخیص داده شده اند. با این حال، در مورد قطر هیدرولیکی این ترتیب به صورت سرعت دورانی، عمق نفوذ تغییر کرده است. همچنین، افزایش سرعت خطی تأثیر منفی بر روی قطر هیدرولیکی کانال ها داشته است. ایجاد کانال های با ابعاد بزرگتر و شکل منظم تر نشان می دهد که مکانیزم ایجاد کانال می تواند متفاوت از فرآیند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی مرسوم باشد. بنابراین، به منظور دانستن نحوه پیدایش کانال، جریان مواد در فرآیند کانال سازی اصطکاکی اغتشاشی اصلاح شده، با استفاده از تکنیک پین تضعیف شده بررسی شده است. در همین بررسی، در سطح مقطع کانال های ایجاد شده، ناحیه جدیدی مشاهده می شود که تعیین کننده عرض کانال های ایجاد شده است. پارامتر سرعت دورانی بیشترین تأثیر را بر ابعاد این ناحیه داشته است.

در این تحقق روابط سینماتیکی، دینامیکی و ارتعاشاتی یک مکانزم موازی با شش درجه آزادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. تحلیل سینماتیک و دینامیک معکوس مکانیزم مورد نظر گرفتن تمامی نیروهای گرانشی ، اصطکاکی، کریولیس، اینرسی و نیروهای خارجی با استفاده از روش نیوتن-اویلر انجام شده است. باتوجه بانیکه در مقالات متعدد ارایه شده توسط محققان معادلات دینامیکی مکانیزم مورد نظر در نتیجه کاربرد فرضهایی برای ساده سازی پیچدگی مساله دارای برخی اشکالات فنی و علمی موجود در تحقیقات پیشین ارایه شده است. معادلات دینامیکی بدست آمده در کار حاضر از نقطه نظر تیوریک ، دقیقتر از معادلات دینامیکی حاصل از مطالعات پیشین می باشند. مدلسازی سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم مورد نظر با برنامه نویسی در محیط نرم افزار matlab انجام شده و اختلاف میان نتایج بدست آمده از این تحقیق و کارهای پیشین مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. ارتعاشات آزاد مکانیزم به دو روش تحلیل و اجزا محدود مورد مطالعه قرار گرفته و فرکانسای طبیعی برای دامنه گسترده ای از تغییرات پیکربندی مکانیزم محاسبه شده اند. در روش تحلیل از جرم پایه ها صرفنظر شده و فقط استهلاک و سفتی معادل آنها در دستگاه معادلات ارتعاشی مربوط به سکوی متحرک در نظر گرفته شده است. در روش اجزا محدود نیز تحلیل مودال مکانیزم در محیط workbench نرم افزار ansysانجام شده است. جرم و لختی سکوی متحرک و بار روی آن از جمله متغیرهایی هستند که موجب تغییر در ماتریس جرم سکو می شوند. تغییر در موقعیت و جهتگیری سکو نیز موجب تغییر در ماتریسهای استهلاک و سفتی آن می شود. بدین ترتیب با توجه به نقش متعیرها و عومل مذکور در تغییر فرکانسهای طبعی در هر دو روش فرکانسهای طبیعی شکل مودهای مکانیزم برای موقعیتها و جهتگیریهای مختلف سکو در فضای کاری و با درنظر گرتفن جرمهای روی آن بررسی شده اند. با در نظر گرفتن نیروی خارجی اعمال شده روی سکوی متحرک بصورت یک نیروی سینوسی متغیر بازمان و با فرکانس و دامنه ثابت ارتعاش اجباری سکو با دو روش تحلیلی و اجزا محدود بررسی قرار گرفته و میزان جابجاییهاونوسانهای سکو در جهات محتلف حرکتی و با هر دو روش محاسبه شده اند. از آنجاییکه شناخت رفتار ارتعاشی و بخصوص پاسخ اجباری مکانیزم حین عملیات ماشینکاری حایز اهمیت ویژه ای در جلوگیری از بروز پدیده تشدید می باشد بامدلسازی نیروهای هارمونیک حاصل از عملیات فرزکاری، ارتعاش اجباری مکانیزم تحت نیروهای هارمونیک خشتکاری و پرداختکاری در روشهای فرزکاری مخالف و موافق مورد مطالعه قرار گرفته و دامنه ارتعاشات و فرکانسهای تشدید حاصل از این نیروها نیز محاسبه شده اند. با شناخت فرکانسهای تشدید و دامنه نوسانات سکو دراثر نیروهای ماشینکاری اعمال شده روی آن موقعیتهای مختلفی که قرار گیری سکو در انها موجب بروز ناپایداری دینامیکی سیستم می شود مورد بررسی قرار گرفته ودر نهایت موقعیتهای مناسب برای قرار گیری مرکز سکوی متحرک در شرایط مختلف ماشینکاری ارایه شده است.

ربات های موازی به طور گسترده در صنعت برای موقعیت دهی و جهتگیری دقیق استفاده می شوند. آنها دارای مزایایی از قبیل سرعت، دقت و سفتی بالا هستند. مکانیزم مورد مطالعه در این پایان نامه مکانیزمی با چهار درجه آزادی است (سه حرکت خطی و یک حرکت دورانی) که می تواند در ماشین های ابزار یا دستگاه های اندازه گیری به کار رود. در این مکانیزم با حرکت محرک های خطی به میزان مورد نظر، سکوی متحرک به موقعیت مورد نظر انتقال داده می شود. موقعیت دهی صحیح زمانی به درستی انجام می گیرد که هیچ خطایی در سیستم وجود نداشته باشد. اما معمولاً خطاهایی در اجزاء مکانیزم وجود دارند که باعث می شوند سکوی متحرک در مسیر دلخواه و پیش بینی شده حرکت نکند. بدین منظور در این پایان نامه مدل سینماتیکی ایده آل و واقعی مکانیزم چهاردرجه آزادی با در نظر گرفتن تمام منابع خطایی محتمل شامل خطاهای سینماتیکی و خطاهای ساخت و مونتاژ قطعات و خطاهای حرکتی مربوط به آنها، با استفاده از روش جدیدی بر اساس انتقال مراکز مختصات مورد مدل سازی قرار گرفته شده است. در مرحله اول با در نظر گرفتن مدل خطای ایده آل و واقعی مکانیزم مورد مطالعه، معادلات مربوطه به صورت تئوری بدست آمده و سپس برنامه محاسبه خطاها در نرم افزار matlab برنامه نویسی شده است. سپس خطای موقعیتی نهایی سکوی متحرک با استفاده از روش حل سینماتیک مستقیم با حل نیوتن- رافسون بدست آمده است. همچنین تأثیر هر یک از منابع خطایی در موقعیت پذیری سکوی متحرک و نحوه تاثیر نواحی مختلف فضای کاری مکانیزم روی دقت موقعیت پذیری نهایی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. سپس به منظور تهیه یک ابزار مناسب برای بررسی خطاها و صحه گذاری بر برنامه نوشته شده شبیه سازی کامل مکانیزم در نرم افزار catia انجام شده و نتایج بدست آمده تأیید شده است.

فرآیند تزریق پلاستیک یکی از مهمترین روش های شکل دهی مواد پلیمری است. در این روش، تولید یک محصول با کیفیت عالی بستگی به نوع پلیمر مصرفی، شرایط تنظیمی تزریق، نوع قالب و نوع ماشین تزریق دارد. کیفیت قالب گیری تحت تاثیر سیستم خنک کاری می باشد و خنک کاری غیر یکنواخت می تواند باعث تولید قطعات معیوب شود. از عمده ترین عیوب مربوط به خنک کاری نامناسب، می توان به فرورفتگی سطحی، انقباض ناهمسانگرد و اعوجاج اشاره نمود. یک مسیر خنک کاری با طراحی موثر، زمان خنک کاری و عیوب قطعه پلیمری را کاهش می دهد و می تواند نرخ تولید را افزایش و هزینه ها را کاهش دهد. هدف از این تحقیق طراحی سیستمی هوشمند جهت خنک کاری یکنواخت قطعات تولیدی است که بتواند با تغییر دبی سیال خنک کننده، بر نرخ انتقال حرارت قطعه کنترل لحظه ای داشته باشد و سرد شدن قطعه طوری صورت پذیرد که در هر لحظه از بازه زمانی خنک کاری، دمای هر نقطه از قطعه نسبت به دمای نقطه دیگری از قطعه تا حدودی یکسان باشد. در این شرایط انتظار می رود دمای کل قطعه از حالت مذاب تا رسیدن به دمای پران بصورت یکنواخت کاهش پیدا کند. در این پژوهش یک سیستم خنک کاری هوشمند توسط نرم افزار ansys شبیه سازی شده، نحوه توزیع حرارت در قالب های تزریق پلاستیک مورد بررسی قرار گرفته و تاثیر نوع سیستم خنک کاری در کیفیت محصول تولیدی مورد مطالعه قرار گرفته شده است. با بررسی نتایج حاصل از تحلیل ها توسط نرم افزار ansys می توان نتیجه گرفت که سیستم خنک کاری هوشمند برای خنک کاری قالب تزریق، می تواند اختلاف های دمایی سطوح مختلف قطعه را در بازه های زمانی متفاوت خنک کاری، درحدود 20 الی 57 درصد متناسب با شکل قطعه کاهش دهد. نتایج نشان می دهد که سیستم خنک کاری پیشنهادی قابلیت کاهش تنش های حرارتی موجود در قطعه را نیز داراست. با توجه به این که در فرآیندهای تزریق پلاستیک، سیستم خنک کاری تاثیر قابل ملاحظه ای در کیفیت قطعه تولیدی دارد و از طرفی بهینه سازی خنک کاری در قالب منجر به ارتقای کیفیت قطعه پلیمری می شود، بنابراین تحقیق در زمینه بهینه سازی سیستم خنک کاری می تواند در تولید قطعات حساس نقش مهمی را ایفا نماید. در این تحقیق با هدف دستیابی به خنک کاری یکنواخت قطعات در قالب های تزریق پلاستیک، اقدام به طراحی سیستم خنک کاری هوشمند می شود و از نرم افزار ansys برای شبیه سازی فرآیند خنک کاری استفاده می گردد. هدف اصلی سیتم خنک کاری هوشمند این است که بتواند با تغییر دبی سیال خنک کننده، بر نرخ انتقال حرارت قطعه کنترل لحظه ای داشته باشد و خنک کاری قطعه طوری صورت پذیرد که در هر لحظه از بازه زمانی خنک کاری، دمای هر نقطه از قطعه نسبت به دمای نقطه دیگری از قطعه تا حدودی یکسان باشد؛ و دمای کل قطعه از حالت مذاب بصورت یکنواخت کاهش پیدا کند و به دمای تعادل برسد. در فصل اول این پایان نامه مقدمه ای بر پلیمرها، شرایط تزریق، خنک کاری قالب ها و عیوب ناشی از عدم خنک کاری یکنواخت آورده شده است. در قسمت پیشینه تحقیق، به تحقیقات انجام شده در زمینه خنک کاری و بهینه سازی آن پرداخته شده و در انتها با توجه به پیشینه تحقیق هدف از انجام این پایان نامه بیان شده است. در فصل دوم مراحل انجام کار با نرم افزارها مرحله به مرحله شرح و توضیح داده شده است. در ادامه یک سیستم خنک کاری هوشمند برای قالب های تزریق پلاستیک طراحی شده و سپس مشخصات طراحی و نحوه عملکرد سیستم مورد بررسی قرارگرفته شده است. در آخرین قسمت از این بخش، توسط نرم افزار ansys خنک کاری قطعه پلیمری در داخل قالب به روش معمولی و سیتم هوشمند، شبیه سازی شده و مورد تحلیل حرارتی و تحلیل کوپله ، قرار گرفته شده است. نتایج حاصل از تحلیل های انجام گرفته در فصل سوم آورده شده و در ادامه این نتایج مورد بررسی و مقایسه قرارگرفته و در نهایت نتیجه گیری کلی از این پژوهش بیان شده است.

در فرآیند الکتروفرمینگ، مدل اولیه با پوسته ای ضخیم از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی پوشانده شده و سپس ‏پوسته به عنوان محصول از مدل جدا می گردد. در این تحقیق از حمام سولفامات نیکل استفاده شده است و تاثیر ‏پارامترهای جریان مستقیم، جریان پالسی پریودیک و تغییرات شدت جریان و غلظت نانو پودر تیتانیم بر روی سختی و ‏نرخ رسوب در فرآیند الکتروفرمینگ بررسی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد با افزایش شدت جریان در حمام با ‏جریان مستقیم و پالسی معکوس نرخ رسوب به صورت پیوسته افزایش می یابد. از طرفی دیگر، در شدت جریان بالای ‏‏10 آمپر در نوع جریان مستقیم، میزان تخلخل در رسوب و سوختگی نواحی کناری مشاهده میشود. در صورت رسوب ‏گذاری با جریان پالسی معکوس، میزان تخلخل قطعه کاهش و سختی آن افزایش می یابد. ‏ با افزودن غلظت نانو ذرات تیتانا از مقدار 6 گرم بر لیتر تا 18 گرم بر لیتر، نرخ رسوب افزایش می یابد که این امر ناشی ‏از وجود نانو ذرات تیتانا می باشد. نرخ رسوب، بدلیل نارسانا بودن ذرات، مستقل از اندازه ی جریان الکتریکی میباشد. ‏نانو ذرات با قرار گرفتن روی یونها خود را به سطح کاتد رسانده و بصورت مکانیکی بین اتمهای نیکل که جذب سطح ‏میشوند گیر میکنند و تشکیل کامپوزیت پایه فلزی میدهند. قرار گرفتن نانو ذرات نارسانای تیتانا در میان یونهای نیکل ‏منجر به افزایش بازده کاتدی میشود بطوریکه بازده کاتدی بالای %100 مشاهده میشود. استفاده از نانو ذرات در حمام ‏سولفاماتی و جریان پالسی معکوس باعث افزایش سختی میشود بطوریکه با افزایش غلظت ذرات تا مقدار بهینه12 گرم بر ‏لیتر، مقدار سختی نیز افزایش می یابد. ولی افزایش بیشتر غلظت ذرات نانو از سختی میکاهد. در شرایط جریان پالسی ‏معکوس مقادیر سختی نمونه در مقایسه با شرایط مستقیم بیشتر می باشد این افزایش به دو دلیل میتواند اتفاق افتد. 1: ‏کاهش هیدروژن احیا شده. 2:برگشت ذراتی که بصورت ضعیف جذب شده اند در طی جریان آندی صورت میگیرد . ‏ ‏ افزایش مقادیر سختی در دو حالت جریان مستقیم و جریان پالسی معکوس تقریبا شبیه هم بوده و طبق مشاهدات تجربی ‏سختی و نرخ رسوب با استفاده از جریان پالسی معکوس اندکی بیشتر از جریان مستقیم می باشد. مقدار جریان بهینه‎ ‎‏6 ‏‎ ‎آمپر بر دسی متر مربع و غلظت بهینه نانو ذرات تیتانا 12 گرم بر لیتر می باشد.‏

هدف از پژوهش حاضر پوشش دهی مکانیکی قطعات آلومینیومی با نیکل به روش غلطک کاری توسط دستگاه تراش و بررسی خواص ریزسختی و ساختار متالوژیکی نمونه ها می باشد. مواد استفاده شده شامل آلومینیوم گروه 5000 برای زیر لایه و پودر نیکل با اندازه ی ذره ی µm 3 برای لایه ی پوششی می باشد. جنس ابزار مورد استفاده در فرآیند غلطک کاری از فولاد تندبر(hss)انتخاب شده است. قبل از پوشش دهی، در سطح قطعه کار با روتراشی زبری خاصی ایجاد می گردد و توسط مشعل گاز اکسیژن و گاز استیلن حرارت دهی موضعی انجام می گیرد. پیشروی ابزار هنگام روتراشی سطح قطعه کار عامل تعیین کننده ی زبری سطح اولیه می باشد. در فرآیند غلطک کاری، سرعت دورانی قطعه کار، دمای پیشگرم و پیشروی به عنوان متغیرهای ورودی و ریزسختی نهایی سطح قطعه کار خروجی آزمایشات می باشد. از آنالیز edx جهت بررسی نفوذ ذرات نیکل در فاز زمینه ی نمونه ی اولیه استفاده شده است. به منظور یافتن شرایط بهینه، تقلیل تعداد آزمایشات و بررسی تأثیر هر پارامتر بر روی ریز سختی طراحی آزمایشات به روش تاگوچی توسط نرم افزار minitab صورت گرفته است. پس از آماده سازی سطح، پودر پوششی به آرامی مابین ابزار غلطکی و سطح زیر لایه تغذیه می گردد. حرارت ناشی از پیشگرم نمونه ها، اصطکاک ایجاد شده در فصل مشترک ابزار با سطح قطعه کار و غلطک کاری موجب نفوذ نیکل در سطح آلومینیوم می شود. نمونه های پوششی بدست آمده در دمای 550?c به مدت 330 دقیقه آنیل شدند. از نمونه های پوششی قبل و بعد آنیل آزمون ریزسختی سنجی انجام گرفته و افزایش قابل ملاحظه سختی مشاهده شد. با استفاده از نمودارهای ریز سختی بدست آمده به کمک نرم افزار minitab تأثیر هر یک از پارامترهای ورودی بر روی ریزسختی پوشش بررسی شد. این نتیجه حاصل شد که افزایش سرعت دورانی و دمای پیشگرم موجب افزایش ریزسختی نهایی سطح قطعه کار می¬شود، همچنین افزایش زبری سطح اولیه قطعه کار قبل از پوشش دهی ابتدا موجب افزایش و سپس موجب کاهش ریزسختی سطح می شود. پارامترهای بهینه جهت ایجاد پوشش بهینه انتخاب و آزمایش نهایی جهت ایجاد پوشش بهینه انجام گرفت. ضخامت سنجی توسط تصویربرداری sem از مقطع نمونه ها انجام گرفت. همچنین تصویر از سطح پوشش بعد آنیل اختلاط مواد روی سطح را نشان می دهد. نتایج حاصل از xrd نمونه ها توسط نرم افزار xpert high score تحلیل شده است. فعالسازی اولیه ی سطح و آنیل بعد از پوشش دهی موجب افزایش تراکم فازهای بین فلزی پوشش شده و در نمونه های بعد آنیل پیک های فازهای بین فلزی با شدت بیشتری ظاهر شده اند. اندازه ی دانه ی نیکل از رابطه ی ویلیامسون - هال محاسبه شد.

میز دوار یکی از اجزای مهم ماشین های ابزار می باشد. اجزاء و مکانیزم های مورد استفاده در میزهای دوار بسیار دقیق و متنوع هستند. مکانیزم های حرکتی پنوماتیکی، محرک غلتکی، محرک مستقیم و چرخدنده ی حلزونی از آن جمله اند. مکانیزم های نامبرده شده هرکدام مزایا و معایبی در کاربرد ماشین های ابزار دارند. ولی مکانیزم چرخدنده ی حلزونی یک مکانیزم رایج در بین سازندگان ماشین ابزار است، که دقت موقعیت دهی بالا را فراهم می کند و یکی از معایب آن این است که، وقتی خلاف جهت بارگذاری به حرکت در می آید، دقت کاهش می یابد. در این پایان نامه میز دوار با مکانیزم چرخدنده ی حلزونی برای ربات ماشین ابزار پنج درجه ی آزادی طراحی شده است. میز دوار به عنوان محور دورانی پنجم ماشین ابزار محسوب شده و برای نگه داشتن قطعه کار و دوران همزمان آن با چهار محور دیگر استفاده می¬شود. در این تحقیق ابتدا طراحی تمام قطعات نظیر موتور، چرخدنده ها و غیره، برای یک ابعاد مشخصی از میز و با نیروهای وارد شده مشخص، انجام شده است. نیروهای وارده به میز با توجه به نیروهایی که در حین کارکرد ماشین ابزار وجود دارند، محاسبه شده و طراحی میز بر مبنای آن ها انجام گرفته است. سپس برای بررسی میزان تغییرشکل ها و کیفیت طراحی انجام شده و صحه گذاری بر مراحل طراحی، مدل میز در نرم افزار ansys ایجاد و تحلیل شده است. در نهایت ساخت نمونه ی آزمایشگاهی با استفاده از میز دوار دستی آماده، مطابق با مکانیزم طراحی شده در این پایان نامه انجام گرفته است. همچنین تحلیل سفتی در نرم افزار ansys نیز روی مدل نهایی انجام شده که نتایج آن نشان می دهد، که در بارگذاری روی میز، تغییر شکل ها و خطاهای متوسط حاصل از آن0.000030 می باشد.

مصرف انرژی کمتر، آلودگی هوای کمتر، ابعاد کوچکتر و هزینه های ساخت کمتر از مزایای خودروهای سه چرخ نسبت به خودروهای چهارچرخ و ظرفیت حمل بار کمتر و احتمال واژگونی بیشتر هنگام عبور از پیچها از معایب آنها می باشد. در این پژوهش، پایداری جانبی و واژگونی یک سه چرخه خوابیده انسان- محرک تدپل موسوم به «آخار» به روش نظری و عددی در حالت پایا مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، یافتن پارامترهای طراحی موثر بر معیارهای سنجش پایداری (نرخ یاء و شتاب آستانه واژگونی)، میزان تاثیر هر کدام و مقادیر بهینه برای هر یک از پارامترها جهت افزایش هر دو نوع پایداری در سه چرخه می باشد. برای تحلیل پایداری جانبی و رفتار سمتی، از مدل دوچرخ با دو درجه آزادی و برای تحلیل واژگونی از آستانه واژگونی شبه استاتیکی استفاده شد. برای شبیه سازی عددی حرکت گردشی سه چرخه نیز نرم افزار قدرتمند adams به کار گرفته شد. داده های مورد نیاز از سه طریق: نرم افزار، نتایج ارائه شده توسط محققین و اندازه گیری مستقیم از روی سه چرخه بدست آمد. نتایج نشان دادند که : - مدل دوچرخ با دو درجه آزادی در سرعتهای پیشروی پایین، با نتایج شبیه سازی سازگار است ولی با افزایش سرعت و زاویه فرمان اختلاف دو روش بیشتر می شود. مهمترین علت این افزایش اختلاف، عدم لحاظ انتقال جانبی بار نرمال در محور جلویی سه چرخه در مدل دوچرخ است. - تحلیل شبه استاتیکی واژگونی، شتاب واژگونی بیشتری در مقایسه با شبیه سازی دینامیکی بدست می دهد. این اختلاف ناشی از عدم لحاظ حرکت یاء در تحلیل است. حرکت یاء باعث ایجاد حرکت رول شده و به واژگون شدن خودرو کمک می¬کند. - فاصله عرضی چرخهای جلو از هم و ارتفاع مرکز ثقل، تاثیر به مراتب بیشتری بر پایداری واژگونی دارند تا بر پایداری جانبی. تاثیر جرم خودرو و سفتی جانبی تایرهای جلو و عقب نیز بر پایداری جانبی به مراتب بیشتر از تاثیر آنها بر پایداری واژگونی است. لذا می توان با افزایش فاصله عرضی چرخهای جلو و سفتی جانبی تایرهای جلو و کاهش ارتفاع مرکز ثقل، جرم خودرو و سفتی جانبی تایر عقب، هر دو نوع پایداری را همزمان در سه چرخه افزایش داد.

طراحی یکی از زمینه¬های بسیار مهم در مهندسی مکانیک می¬باشد. در طراحی سازه¬ی ماشین-ابزارها فاکتور مهمی که طراح باید مدنظر قرار دهد سفتی سازه می¬باشد. عوامل زیادی در سفتی نهایی سازه¬ی طراحی شده تأثیرگذار هستند که از مهمترین آنها می¬توان به جنس ماده¬ی انتخابی برای سازه و شکل مقاطع استفاده شده برای قسمت¬های مهم سازه مانند ستون¬ها، بسترها و غیره اشاره نمود. در این تحقیق معیار انتخابی برای طراحی سازه معیار سفتی در نظرگرفته شده است زیرا سازه¬ی طراحی شده در این تحقیق سازه¬ی ربات ماشین ابزار بوده و دقت عملیات ماشینکاری در این ربات حائز اهمیت فراوانی است. همچنین طراحی به گونه¬ای انجام شده که با انتخاب مناسب مواد و شکل سازه¬¬ی بدنه، بتوان بیشترین سفتی و کمترین وزن را برای سازه¬ی ماشین-ابزار بدست¬آورد. بدین منظور ابتدا از بین مقاطع متداول در طراحی سازه، مناسب¬ترین شکل مقطع برای هر قسمت از سازه با توجه به محل قرارگیری آنها، وزن سازه و غیره انتخاب و در ساخت سازه مورد استفاده قرارگرفته است. اتصالات تماماً از نوع پیچ و مهره استفاده شده است تا امکان تنظیمات و مونتاژ دقیق اجزاء به یکدیگر وجود داشته باشد. سپس به منظور بررسی و تحلیل سفتی سازه¬ی طراحی شده، با استفاده از روابط تئوری و مقاومت مصالحی تغییرشکل خمشی و پیچشی سازه در اثر اعمال نیروهای فرضی ماشینکاری در سه جهت مختلف بررسی شده است. همچنین به منظور صحه¬گذاری بر نتایج تحلیل، بدنه¬ی سازه با روش اجزاءمحدود و با استفاده از نرم¬افزار ansys مدلسازی و تحلیل شده و نتایج شبیه¬سازی و تحلیل تئوری باهم مقایسه شده است که نتایج آن حاکی از تغییرشکل خمشی سازه به میزان 0.14734 میلیمتر در راستای محور x-x و 0.14764 میلیمتر در راستای محور y-y در اثر اعمال نیروی 250 نیوتن در سه جهت x، y و z به ابزار ربات¬ می¬باشد. در نهایت پس از تکمیل مراحل طراحی، سازه¬ی ربات به صورت عملی ساخته شده و به منظور بررسی صحت نتایج طراحی و اطمینان از دقت کارکرد سازه¬ی ربات، آزمایشهای عملی با اعمال بارگذاری روی بدنه¬ی سازه و اندازه¬گیری میزان تغییرشکل¬های خمشی سازه، انجام شده است. نتایج نشان می¬دهد که با اعمال حدود 250 نیوتن نیروی خارجی در سه جهت، که به عنوان حداکثر نیروی ماشینکاری روی بدنه می¬باشد، 0.15 میلیمتر در راستای محور x-x و 0.17 میلیمتر در راستای محور y-y، تغییرشکل خمشی در سازه اتفاق می¬افتد.

همانگونه که از اسم روش های تغییرشکل پلاستیکی شدید (spd) مشخص است، به فرآیندی اطلاق می شود که با انجام یک فرآیند شکل دهی، یک تغییرشکل پلاستیکی شدید در نمونه ایجاد می شود. از نکات قابل توجه و ویژگی منحصر به فرد، در روش های تغییرشکل پلاستیک شدید، ریزدانه شدن و بهبود خواص ماده، همراه با عدم تغییر ابعاد اولیه می باشد. در روشهای spd، استحکام از طریق کار سختی و اصلاح اندازه دانه در مراحل اولیه و نهایی ایجاد کرنش، افزایش می یابد. این عمل باعث بهبود در نسبت مقاومت به وزن می شود. در این پایان نامه سعی بر این شده است که از روش های تغییرشکل پلاستیکی شدید، روش پرسکاری شیاردار مقید (cgp) بررسی شود و تاثیر این فرآیند، برروی خواص مکانیکی از قبیل استحکام، سختی، مکانیک شکست و خواص ساختاری فلز مس خالص بررسی گردد. دراین پایان نامه، ابتدا ورق فلز مس خالص خریداری و در دمای 500 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت تحت عملیات آنیل قرار گرفت. سپس نمونه ها در اندازه های مورد نظر برش داده و برای مراحل بعدی آماده شدند. بعد از آماده سازی نمونه ها، آنها تحت عملیات cgp قرار گرفتند، به این صورت که ابتدا نمونه در داخل قالب شیاردار با زاویه شیار 45 درجه قرار گرفته و سپس تحت عملیات پرسکاری در دستگاه پرس 200 تنی آزمایشگاهی قرار گرفتند. سپس نمونه در قالب صاف، پرسکاری شدند. باید ذکر کرد که قالب شیاردار cgp به صورت غیرمتقارن می باشد، به این صورت که از لبه های قالب، ترتیب زاویه شیارها و فاصله آنها فرق می کند. در ادامه، نمونه بعد از خارج شدن از داخل قالب صاف، به اندازه 180 درجه چرخانیده شده و دوباره این مراحل برای طرف دیگر نمونه تکرار شد. به این صورت که نمونه دوباره، ابتدا در قالب شیاردار و سپس در قالب صاف پرسکاری گردید. این عمل باعث می شود که کل نمونه به یک اندازه مشخص و یکسان دچار تغییرشکل و کرنش پلاستیکی به اندازه 16/1 شود. با انجام این مراحل یک پاس از فرآیند پرسکاری شیاردار مقید انجام شد. این فرآیند به تعداد یک پاس، دو پاس و سه پاس برای نمونه های مختلف تکرار گردید تا تاثیر این فرآیند بر روی خواص مختلف مکانیکی و ساختاری بررسی شود. در ادامه فرآیند، به منظور بررسی خواص متالوژیکی و ساختاری، نمونه هایی آماده سازی شده و بعد از سنباده زنی و پولیش و اچ کردن مقطع نمونه ها، توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در مرحله بعدی نمونه ها برطبق استانداردها برای دستگاه تست کشش و دستگاه تست انتشار ترک به منظور بدست آوردن خواص مکانیکی استحکامی و مکانیک شکست، آماده سازی شدند و تست های لازمه انجام گرفت. همچنین نمونه ها جهت سختی سنجی توسط سمباده آماده شده و سختی سنجی ویکرز در چندین نقطه از هر نمونه اندازه گیری شد. در مرحله آخر نتایج بدست آمده با نتایج نمونه مس خالص اولیه مقایسه گردید. انجام فرآیند cgp باعث افزایش استحکام، سختی، مکانیک شکست و کاهش درصد ازدیاد طول شد. در ابتدا میزان استحکام در حدود 277/75 مگاپاسکال و درصد ازدیاد طول 85/20 درصد می باشد که با انجام فرآیند cgp، در پاس سوم میزان این استحکام به 553/77 مگاپاسکال افزایش و مقدار درصد ازدیاد طول به 76/3 درصد کاهش می یابد. نتایج آزمون سختی بیانگر افزایش سختی از حدود 85 ویکرز به مقدار حدودی 127 ویکرز می باشد. به این صورت که این فرآیند باعث محدودیت شدید نابجایی ها و مرز بین دانه ها در مهاجرت و جابجایی شده است که باعث به تاخیر افتادن مکانیزم لغزش گردیده و این دلیلی بر افزایش استحکام و دیگر خواص مکانیکی می باشد. همچنین نتایج حاصل از تست مکانیک شکست نشان می دهد که مقدار kic از (mpa?m) 59/11 در نمونه مس خالص بدون فرآیند به مقدار (mpa?m) 86/17 افزایش می یابد. این یعنی افزایش 54/1 برابری مقدار چقرمگی شکست، بعد از سه پاس cgpcgpcgp می باشد. متالوگرافی نمونه های cgp شده نشان می دهد که با انجام عملیات و با افزایش تعداد پاس ها یکنواختی دانه ها بهتر و اندازه دانه ها ریزتر می شود. به طوری که اندازه دانه ها از 49 میکرومتر به حدود 4 میکرومتر کاهش پیدا می کند، که از نظر دانه بندی و ساختاری دارای اندازه مناسب و بهتری می باشد. پس این تغییرشکل پلاستیکی شدید، باعث کاهش اندازه دانه و ریزدانگی ماده می شود.

درسال‏ های اخیر، نیاز روز افزون در صرفه جویی انرژی و منابع باعث شده است صنایع برای تولید محصول با اقتصادی¬ترین روش، راه‏¬های مختلف را بیازمایند. شکل دهی چرخشی فلزات یکی از مهمترین روشهای شکل دهی فلزات در¬بین فرآیندهای شکل دهی مختلف می باشد. شکل دهی بر روی ماشین مخصوص شکل¬دهی چرخشی انجام گرفته است که در آن ابزار با طی مسیر از پیش تعیین شده ای ورق فلزی را بر روی ماندرل فرم می دهد. برای شکل¬دهی ورق از ابزارهای سر کروی و سر نیم ¬کروی استفاده شده است. در آزمایشات از ورق صاف دایره¬ای از آلومینیوم ???? به ضخامت 8/0 میلی متر و قطر 1?? میلی¬متر استفاده شده است و نسبت شکل¬دهی چرخشی برابر 5/1 می¬باشد. قطعه کار تولیدی به شکل استوانه و با زاویه دیواره 90 درجه می باشد. لزوم بررسی متغیر¬های زیاد این فرآیند، منجر به شناخت دقیق آن جهت تولید بی¬عیب قطعه می¬گردد. معمول¬ترین عیوب در شکل¬دهی چرخشی متداول چین¬خوردگی لبه، ترک¬های شعاعی و ترک¬های محیطی می¬باشد. عیوب در ضخامت¬های کم، به ویژه در ضخامت¬های کمتر از یک میلی¬متر بیشتر ایجاد می¬گردد. بنابراین در فرآیند از ابزار پشتی به عنوان ابزار کمکی و از شکل¬دهی ورق در پاس¬های مختلف، جهت رفع عیوب استفاده شده است. همچنین تاثیر نسبت پیشروی ابزار و شعاع سر ابزار بر روی ضخامت دیواره، عمق قطعه کار ، یکنواختی قطر داخلی قطعه کار و عیوبی مانند چین¬خوردگی لبه، ترک¬های شعاعی و محیطی که ناشی از تاثیر این پارامترهاست مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفته است. آزمایشات تجربی نشان داد که از مراحل اولیه شکل¬دهی چرخشی بدون ابزار پشتی، فرآیند با سر و صدای زیاد و اعوجاج قطعه کار و در صورت ادامه شکل¬دهی در ورق ترک محیطی ایجاد خواهد کرد. نتایج نشان داد که با استفاده از ابزار پشتی، امکان شکل¬دهی چرخشی متداول برای ضخامت کمتر از1میلی¬متر وجود دارد. همچنین آزمایشات نشان داد که در شکل¬دهی چرخشی پنج پاسه با ابزار پشتی در مقایسه با پاس¬های کمتر دامنه تغییرات نسبت پیشروی و شعاع ابزار برای انجام موفق فرآیند بیشتر می¬باشد و فرآیند بهینه زمانی است که نسبت پیشروی کم و شعاع ابزار بزرگ باشد.

یکی از روش های پیشرفته برای بهبود خواص مکانیکی قطعات صنعتی، فرایند تغییر شکل پلاستیک شدید spd (sever plastic deformation) میباشد. این فرایند تکنیک های بسیار متعددی دارد که از جدیدترین آنها می توان به تکنیک (accumulative press bonding) apb اشاره کرد. در این فرایند نمونه ها بر روی میز صاف ماشین پرس قرار داده شده و یک سنبه ی مسطح کرنشی در حد 50% بر روی آن ها اعمال میکند یعنی در هر پاس ضخامت نمونه ها به نصف می رسد، تکرار این فرایند در پاس های مختلف باعث تغییر شکل پلاستیکی شدید شده و منجر به ریزدانه شدن و بهبود خواص مکانیکی میشود. در این پژوهش فرایند apb تا 4 پاس بر روی ورق های آلومینیم آلیاژی aa1100 اعمال گردید. مطالعه خواص متالوژیکی و ریزساختاری در ورق های تولید شده به روش apb با استفاده از میکروسکوپ نوری و آزمون x-rd انجام شد. از آزمایش های کشش و میکروسختی ویکرز برای بررسی تغییرات خواص مکانیکی ورق های مذکور استفاده گردید. نتایج نشان داد که اندازه دانه ها در ورق های آلومینیومی حین پاس های اول و دوم فرایند apb در اثر تغییر شکل پلاستیک شدید پهن و کشیده شده و در پاس های سوم و چهارم فرایند دانه ها بدلیل تجمع موضعی زیاد نابجایی ها و اختلاف زاویه ای در شبکه باعث خرد شدن دانه ها و منجر به کاهش اندازه دانه تا حدود mµ1در پاس 4 شدند. با اعمال فرایند apb استحکام و سختی ورق ها به ترتیب در حدود 3 و 1/5 برابر افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات خواص مکانیکی حین فرایند apb تطابق خوبی با تغییرات ریزساختاری دارد و از رابطه hall-petch تبعیت می کند.

در این پژوهش تاثیر جنس های مختلف الکترود ابزار، زمان روشنی پالس و شدت جریان جرقه بر روی توزیع دما، و متعاقبا سایش ابزار، کسر انرژی رسیده به آند، ضخامت لایه recast و ضریب بازده پلاسما به صورت تجربی و عددی، مورد بررسی قرار گرفته است. مواد مورد استفاده به عنوان الکترود ابزار آلیاژ های c19220، c194، 6201-t81 و گرافیت می باشند و جنس قطعه کار فولاد aisi h13 انتخاب شده است. به منظور محاسبه گرمای ورودی به عنوان شرط مرزی در مدلسازی عددی، از روش انتقال حرارت معکوس (ihcp) استفاده شده است. آزمایش های تجربی در حالت تست عاملی کامل بر روی پارامتر های خروجی در تنظیمات ورودی مختلف انجام شده است. همچنین با توجه به نتایج تجربی و شبیه سازی، مدل های رگرسیونی برای پیش بینی کسر توان رسیده به ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast نسبت به زمان روشنی پالس، شدت جریان جرقه و جنس ابزار معرفی شده اند. بر اساس نتایج عددی با افزایش شدت جریان جرقه و زمان روشنی پالس، چاله مذاب (توزیع دمای چاله مذاب) و متعاقبا سایش ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast بیشتر می شوند. افزایش شدت جریان جرقه و زمان روشنی پالس موجب افزایش کسر توان رسیده به آند می شود. همچنین بر اساس توزیع دمای عددی حاصله و نتایج تجربی، جنس الکترود ابزار بر روی کسر انرژی رسیده به آند، سایش ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast تاثیر می گذارد به طوری که با افزایش ضریب رسانش حرارتی مقدار کسر انرژی رسیده به آند بیشتر شده و افزایش ضریب پخشندگی ابزار موجب بزرگتر شدن چاله مذاب و متعاقبا ضریب بازده پلاسما و سایش ابزار را کاهش داده و سبب بیشتر شدن ضخامت لایه recast می شود. کمترین سایش ابزار را آلیاژ c19220 و گرافیت در کمترین مقادیر زمان روشنی پالس و شدت جریان دارند. همچنین کمترین ضخامت لایه recast برای آلیاژ های 6201-t81 و c194 در حداقل زمان روشنی پالس و شدت جریان حاصل شده است. به طور کلی، بیشترین مقدار ضریب بازده پلاسما، متعلق به آلیاژ c194 است. ماکزیمم مقدار کسر انرژی رسیده به آند نیز برای c19220 حاصل شده است. مقایسه ی نتایج تجربی و شبیه سازی نشان می دهد که مدل شبیه سازی استفاده شده در این پژوهش تطابق خوبی با حالت واقعی دارد و مدل عددی با خطای میانگین 74/4% قابلیت پیش بینی سایش ابزار را دارد.

فرایند اصطکاکی- اغتشاشی روشی برای تغییر خواص یک فلز از طریق تغییر شکل پلاستیکی موضعی شدید است. این تغییر فرم با درگیرکردن پین فولادی در حال دوران ، با قطعه تحت عملیات و جابه جایی نسبت به آن صورت می گیرد. یکی از کاربردهای این فرایند نیز کامپوزیت سازی سطحی جهت بهبود خواص سطحی قطعات صنعتی ، نظیر سختی و مقاومت سایشی می باشد. هدف از این تحقیق ایجاد لایه نانو کامپوزیت سطحی aa6061/al2o3بر روی الیاژ الومینیوم 6t - 6061 با استفاده از فرایند اصطکاکی، اغتشاشی می باشد. بعلاوه اثر پارامترهای مهم مثل سرعت دورانی و سرعت پیشروی ابزار ، شکل پروفیل ابزار و نیز عمق نفوذ آن بر استحکام کششی ، مقاومت سایشی و ریزسختی کامپوزیت حاصل مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین جهت افزایش دقت و کاهش هزینه ازمایشات تجربی ، از روش طراحی ازمایشات تاگوچی برای تعیین شرایط بهینه و حصول استحکام مناسب نمونه ها استفاده شده است. گفتنی است پین استفاده شده در انجام ازمایشات از جنس فولاد گرمکار h13 می باشد. نتایج تستهای کششی نشان دادند که استحکام لایه کامپوزیتی ایجاد شده حدود نصف آلومینیوم اولیه می باشد. بررسی پارامترها مشخص کرده است که افزایش سرعت دورانی و کاهش سرعت پیشروی ابزار اثر مثبتی بر میزان استحکام کششی لایه کامپوزیتی دارد. استفاده از پین رزوه دار در بهبود استحکام موثر بوده و افزایش عمق نفوذ ابزار نیز اثر جزیی مثبتی بر میزان استحکام کششی دارد. نتایج حاصل از ازمایشهای سختی سنجی نیز نشان دهنده افزایش یک و نیم برابری ریزسختی کامپوزیت سطحی نسبت به فلز پایه می باشد . افزایش سرعت پیشروی ابزار و کاهش سرعت دورانی باعث افزایش میزان ریز سختی کامپوزیت حاصل می شود. همچنین استفاده از پین مربعی در بهبود ریزسختی موثر است. در ادامه به منظور بررسی رفتار سایشی لایه کامپوزیت ایجادشده، ازمایشهای سایش انجام شد. اثر پارامترهای متغیر بر مقاومت سایشی لایه کامپوزیتی ، مشابه نتایج بدست امده برای سختی سنجی بوده و بررسی نرخ سایشی نمونه ها نشان دهنده افزایش حدود دو برابری مقاومت سایشی با انتخاب بهینه پارامترها می باشد. مکانیزم سایش نیز با بررسی گرافهای ضریب اصطکاک و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تهیه شده از سطوح سایش مورد بررسی قرار گرفت. مکانیزم سایشی الومینیوم اولیه و نمونه کامپوزیتی ترکیبی از سایش چسبان و خراشان است، اما مکانیزم سایشی غالبتر در نمونه الومینیومی اولیه چسبان و درنمونه کامپوزیتی بدلیل ضریب اصطکاک پایین تر از نوع خراشان می باشد.

پوشش دهی یکی از مهمترین بخش های مهندسی سطح است که از نظر اقتصادی نیز بسیار مهم و حیاتی می باشد. هدف مهندسی سطح این است که به ویژگی های موردنظر سطح در طراحی، برای یک کاربرد خاص برسد. تاکنون پوشش ها به طور عمومی به منظور ایجاد لایه ای از مواد با خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مناسب بر روی سطح فلزات و آلیاژ ها استفاده می شدند. در جستجو برای راه های پوشش دهی برتر، پوشش دهی اصطکاکی به طور عمده برای تولید پوشش های همگن ریز دانه،که خواص سایش و خوردگی برتری از خود نشان می داد، مورد توجه قرار گرفت.

فولاد گرم کار aisi h13 بطور وسیع در صنایع قالبسازی مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به گسترش روز افزون تکنولوژی و نیاز به ساخت قالبهایی با پرداخت سطح بهتر و با توجه به عدم توانایی فرآیندهای سنتی در دستیابی به چنین پرداختهای سطحی بخصوص در مورد قطعاتی با ابعاد و اشکال پیچیده رویکرد مراکز تحقیقاتی به سمت فرآیندهای نوین می باشد. از جمله این فرآیندهای جدید که در طی سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته است فرآیند پرداختکاری به روش جریان ساینده (aff) می باشد. عمل پرداختکاری در فرآیند aff، همانطور که از نام این فرآیند نیز پیداست از طریق جریان ذرات ساینده معلق در داخل سیال لزج تحت فشار از روی سطح مورد نظر انجام می گیرد.

فرایند های هیدروفرمینگ در دهه اخیر کاربرد های فراوانی در صنایع مختلف داشته است . در تحقیق پیش رو فرایند کشش عمیق هیدرو مکانیکی با فشار یکنواخت سیال که از مهم ترین زیر شاخه های هیدرو فرمینگ می باشد به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است .

در این پروژه، یک ربات موازی جدید با چهار درجه آزادی پیشنهاد شده است. با استفاده از طراحی و تحلیل فضای کاری، مناسب ترین طرح ممکن برای مکانیزم مورد نظر محاسبه و بدست آمده است. برای این منظور ابتدا روابط سینماتیکی مکانیزم، استخراج و ماتریس ژاکوبین مکانیزم نیز بدست آمده است. سپس با استفاده از الگوریتم جستجو، فضای کاری آن محاسبه شده است. با استفاده از تحلیل ماتریس ژاکوبین و بدست آوردن نقاط تکین و ضرایب چالاکی محلی و کلی مکانیزم، در حالت های مختلف از پیکربندی دستگاه، طرح نهایی از مناسب ترین ساختار مکانیزم که دارای بالاترین کیفیت عملکرد، از نظر سفتی و چالاکی، خواهد بود، ارائه شده است.

ابزارهای برشی در طول فرآیند ماشینکاری قطعات صنعتی ممکن است سائیده شوند. برای جلوگیری از وارد شدن صدمه به قطعه کار در حین ماشینکاری خصوصا در عملیات پرداخت کاری نهایی لازم است ابزار برشی قبل از رسیدن اندازه سائیده گی به مقدار مشخص تعویض گردد. روشهای تشخیص سایش ابزار به صورت مستقیم و غیر مستقیم می باشد. امروزه روش های غیر مستقیم مانند آنالیز سیگنال های صوتی و ارتعاشی و درجه حرارت وغیره مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق از روش تحلیل صوت بدلیل فراهم آوردن حجم بالایی از اطلاعات و سهولت در اندازه گیری و کسب داده ها و هزینه پایین، استفاده شده است.

نیروهای برش یکی از مهمترین پارامترهای فرآیند در حین عمل براده برداری می باشد. دانستن نیروهای برش هنگام طراحی ماشین ابزار، نگه دارنده ابزار، فیکسچرها و سایر عناصر ماشین ابزار امری حیاتی می باشد. نیروی مورد نیاز جهت تشکیل براده در فرآیند تراشکاری، منجر به تولید حرارت در ناحیه برش می گردد. ماشینکاری فولادها به طور ذاتی دمای بالایی را تولید می کند. این دما علاوه بر کاهش عمر ابزار، باعث پایین آمدن کیفیت قطعه تولیدی می شود. بنابراین در نظر گرفتن تأثیر دما در ماشینکاری بسیار مهم و ضروری است. در این پژوهش از فولاد spk که به طور وسیعی در صنایع مختف از جمله قالب سازی و ابزار سازی استفاده می شود، به عنوان ماده قطعه کار استفاده شد و تأثیر پارامترهای ماشینکاری(سرعت برش، سرعت پیشروی و عمق برش) و جنس ابزار(کاربایدی و cbn) بر روی نیروهای ماشینکاری و دما در ناحیه نوک ابزار در تراشکاری فولاد (spk(1.2080 با سختی hrc 60 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در سه سطح سرعت برش، سه سطح سرعت پیشروی، دو سطح عمق برش و دونوع ابزار و در مجموع 36 آزمایش انجام گرفت. از داده های بدست آمده از آزمایشات تجربی نتیجه گرفته شد که ماشین کاری مواد سخت نیروهای برش و دمای نوک ابزار بیشتری را ایجاد می کند. در تراشکاری فولاد spk بیشترین مقدار نیرو مربوط به نیروی فشاری می باشد. همچنین مشاهده شد نیروهای برشی بر خلاف مواد با سختی کمتر، با افزایش سرعت برشی افزایش می یابند و مشاهده شد در تراشکاری فولاد spk استفاده از ابزار cbn نسبت به ابزار کاربایدی نیرو و دمای نوک ابزار کمتری ایجاد می کند. نتایج نشان دادند که که از ابزار cbn در مقایسه با ابزار کاربایدی، می توان در سرعت های برشی و نرخ پیشروی بالاتر و نیز در عمق های باربرداری بیشتر استفاده کرد که باعث کاهش هزینه و زمان صرف شده برای ماشین کاری می شود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.