یکی از روشهای مهم و با کیفیت جوشکاری که در صنایع مختلفی نظیر صنایع هوافضا، خودروسازی، صنایع نظامی و غیره کاربرد دارد، جوشکاری لیزری می باشد. عموما تنظیم شرایط جوشکاری لیزری بصورت سعی و خطا و بر اساس تجربه اپراتور انجام می شود. با توجه به این مسئله شرایط تنظیمی بکار رفته نمی تواند شرایط کاملا بهینه و مناسبی باشد. در این تحقیق به بررسی تاثیر پارامترهای ولتاژ اعمالی به دستگاه جوشکاری لیزر، سرعت حرکت قطعه کار و فرکانس پالسهای لیزر روی ابعاد گرده پرداخته شده است. بهینه سازی پارامترهای جوشکاری لیزر نیز بر اساس شرایط تنظیمی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. برای اینکار به روش رویه سطح طراحی آزمایشات انجام شده و آزمایشهای عملی متعددی با جوشکاری لیزر nd:yag در شرایط مختلف انجام گرفت. بعد از جوشکاری در شرایط مختلف تنظیمی، عمق نفوذ جوش، عرض گرده جوش و مساحت سطح مقطع جوش بصورت عملی اندازه گیری شد. با توجه به اطلاعات تجربی حاصل مدلهای لازم ارائه و بهینه سازی جوشکاری لیزر جهت ماکزیمم کردن عمق نفوذ و مساحت سطح مقطع گرده و مینیمم کردن عرض گرده انجام گرفت. در این تحقیق از ابزارهای آماری، آنالیز واریانس و نمودارهای مختلف جهت تحلیل داده ها استفاده گردیده است. نتایج حاصله نشان داده است که ولتاژ تاثیری مستقیم و سرعت اثری معکوس روی ابعاد گرده دارد. فرکانس نیز تاثیر مستقیم روی عمق نفوذ و اثری دوگانه روی عرض گرده دارد ولی تقریبا تاثیری روی مساحت سطح مقطع گرده ندارد. نتایج حاصل از بهینه سازی نیز نشان داده است که برای حصول شرایط بهینه پارامترهای ورودی بهتر است روی مقادیر ماکزیمم خود تنظیم گردند.

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.

در اکثر کاربردهای ساختاری و عملیات فلزکاری، تست های انجام گرفته در نرخ کرنش بالا از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در کاربردهای ساختاری، اجزای مختلف باید به گونه ای طراحی شوند که بتوانند در گستره ی وسیعی از دما و نرخ کرنش عملکرد صحیحی داشته باشند. در عملیات فلزکاری، مواد تحت مقادیر بزرگی از کرنش در دماها و نرخ کرنش های مختلف قرار می گیرند؛ در نتیجه باید مشخصات مواد اصلی در دماها و نرخ کرنش های مورد نظر در هر کاربرد تعیین شوند. دستگاه تست هاپکینسون از نوع فشاری یک روش تجربی در تعیین رفتار مواد در نرخ کرنش های بالا با استفاده از اندازه گیری مقدار تغییر در خواص مکانیکی از قبیل استحکام تسلیم، کار سختی و انعطاف پذیری که با نرخ کرنش تغییر می کنند می باشد. در این روش روابط تنش - کرنش در نرخ کرنش بین s-150 تا s-1 104 را با در نظر گرفتن انتشار موج تنش از نمونه ی مورد آزمایش که بین دو میله ی الاستیک قرار گرفته است می توان به دست آورد. توسط این دستگاه کرنش های بیشتر از 100% نیز قابل دستیابی است. مهم ترین مشخصه ی این دستگاه آن است که تغییر شکل در نرخ کرنش بالا هنگامی که نمونه در تعادل دینامیکی قرار دارد، اتفاق می افتد. به عبارت دیگر، اصولاً گرادیان تنش در نمونه صفر می باشد. در نتیجه تعیین پاسخ تنش - کرنش تک محوری اکثر مواد در نرخ کرنش های مختلف ممکن می باشد. با استفاده از این نتایج می توان مدل های بنیادی سه بعدی (تحت حالت تنش سه بعدی) و بر پایه ی تجربه را برای بیشتر مواد به دست آورد. در این پایان نامه جزئیات طراحی و مشخصه های عملکردی یک دستگاه تست هاپکینسون از نوع فشاری و نیز روش تحلیل داده به منظور تعیین رابطه ی تنش - کرنش مواد در حالت دینامیکی و در دمای اتاق ارائه شده است. طراحی دستگاه در دو بخش بیان شده است: سیستم تولید تنش و سیستم اندازه گیری تنش. نقشه ی جزئیات مربوط به اجزای مهم سیستم تولید تنش در این پایان نامه آورده شده است. طراحی دستگاه به گونه ای انجام شده است که هزینه های مربوط به ساخت آن حداقل مقدار ممکن شود. در اکثر دستگاه های shpb مرسوم، طول میله های فشار بیشتر از 1500 میلی متر می باشد؛ در حالی که این مقدار در دستگاه طراحی شده با در نظر گرفتن تمامی مشخصه های عملی، به کاهش یافته است. شبیه سازی بارگذاری دینامیکی آزمایش های هاپکینسون با استفاده از روش اجزای محدود در کد تجاری abaqus انجام شده است. توسط این روش اطلاعات دقیقی از نحوه ی توزیع تنش و کرنش در نمونه های سیلندری شکل به دست می آید. نتایج شبیه سازی برای نمونه ای از جنس فولاد مارتنزیتی 35ncd16 که با نتایج به دست آمده از آزمایشات تجربی مطابقت خوبی دارد، نشان دهنده ی صحت عملکرد دستگاه طراحی شده است.

در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی (edm) از تخلیه های الکتریکی متوالی درون مایع دی الکتریک برای ذوب و برداشت مقادیر کوچکی از سطح قطعه کار استفاده می شود. فرآیند edm دارای مزایای بی شماری همچون توانایی براده برداری از قطعات با هر درجه سختی و توانایی ماشینکاری اشکال هندسی پیچیده و... می باشد. ولی ایجاد گپ کناری مابین ابزار و قطعه کار و مخروطی بودن حفره ماشینکاری شده از مشکلات اصلی این فرآیند می باشد. فولاد ابزار asp30 از جمله مهمترین فولادهای ابزار تندبر بر پایه کبالت است که به طریقه متالوژی پودر تولید شده و بطور وسیعی در صنایع ابزار سازی کاربرد دارد. در این تحقیق اثر متغییرهای ورودی زمان روشنی پالس و شدت جریان جرقه بر روی پارامترهای خروجی گپ کناری، عدم استوانه ای بودن سوراخ ماشینکاری شده، نرخ براده برداری، فرسایش نسبی ابزار و زبری سطح در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی فولاد ابزار asp30 با استفاده از ابزار مسی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایشها نشانگر آن است که گپ کناری، عدم استوانه ای بودن سوراخ ماشینکاری شده، نرخ براده برداری و زبری سطح با افزایش زمان روشنی پالس و شدت جریان جرقه افزایش می یابند ولی فرسایش نسبی ابزار با افزایش زمان روشنی پالس کاهش یافته و با افزایش شدت جریان جرقه افزایش می یابد.

آلیاژهای تیتانیومی، دسته ای از مواد مهندسی هستند که به دلیل خواص ویژه ای که دارند از کاربرد بسیاری در صنعت برخوردار می باشند. در میان انواع آلیاژهای مختلف تیتانیوم، ترکیب بین فلزی آلومیناید تیتانیوم گاما (?-tial) به علت مزیتهای منحصر بفرد آن، در صنایعی نظیر اتومبیل سازی، هوافضا، توربین سازی و موتورهای جت مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. یکی از مباحث مطرح در زمینه شکل دهی و تولید این دسته از مواد، ماشینکاری آنها می باشد. مطالعات اندک و بسیار کم انجام شده در زمینه ماشینکاری ترکیبات بین فلزی تیتانیوم آلومیناید نشان می دهد که ماشینکاری این دسته از مواد با روشهای ماشینکاری سنتی بسیار مشکل است و رسیدن به یک کیفیت سطح مناسب در مواردی تقریباً غیر ممکن است. در این مورد، می توان از روشهای غیرسنتی مانند ماشینکاری تخلیه الکتریکی و ماشینکاری الکتروشیمیایی استفاده نمود. روش ماشینکاری تخلیه الکتریکی یک روش نوین و پیشرفته ماشینکاری است و از این روش می توان برای ماشینکاری مواد سخت و دشوار از نظر ماشینکاری استفاده نمود. عدم وجود مطالعات کافی در زمینه ماشینکاری تخلیه الکتریکی (edm) این ماده، تحقیقات مضاعف در این مورد را توجیه می نماید و هدف این پایان نامه در ابتدا بررسی تأثیر مهمترین پارامترهای ورودی فرایند یعنی شدت جریان جرقه و زمان روشنی پالس بر روی مشخصه های خروجی نرخ بار برداری و فرسایش نسبی ابزار و برخی مولفه های سلامتی سطح قطعات مانند زبری سطح، توپوگرافی سطح، ترکهای سطحی و ترکیبات و فازهای تشکیل شده بعد از ماشینکاری می-باشد و سپس تأثیر نوع سیال دی الکتریک بر روی مشخصه های خروجی فرایند بررسی شده است. به این منظور پس از انجام آزمایشهای ماشینکاری طراحی شده، نرخ براده برداری و سایش ابزار بررسی شده است و با استفاده از دستگاه زبری سنج و میکروسکوپ الکترونی، تأثیر پارامترهای فرایند بر زبری سطح، توپوگرافی سطح و ترکهای سطحی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از آنالیز eds و xrd اثر فرایند ماشینکاری بر ترکیبات و فازهای قطعات ماشینکاری شده مطالعه شده است. نتایج این پروژه نشان می دهد که خشن تراشی ترکیب بین فلزی ?-tial با روش تخلیه الکتریکی با راندمان بالا انجام پذیر است. ماشینکاری تخلیه الکتریکی، سلامتی سطح قطعات ماشینکاری شده را تحت تأثیر قرار داده و باعث تغییر ترکیب و فازهای سطح ماشینکاری شده می-گردد. همچنین بر اثر ماشینکاری، ترک هایی در سطح قطعات ماشینکاری شده ایجاد می شود. هنگامیکه ماشینکاری در نفت سفید انجام می شود، نرخ باربرداری بیشتر از زمانیست که ماشینکاری در آب دی یونیزه انجام می گردد.

در سال های اخیر استفاده از edm برای تولید پودر در ابعاد فوق ریز ( میکرو و نانو ) توجه پژوهشگران را به خود جلب نموده است. استفاده از این روش برای تولید پودر از مزایای قابل توجهی برخوردار است که هزینه تولید پایین , عدم پیچیدگی در پیاده سازی و کنترل مناسب بر سایز و توزیع ذرات تولید شده از جملهً این مزایا می باشند. روش های غالب فعلی برای تولید پودر , روش های شیمیایی می باشد که این روش ها عمدتاً روش های هزینه بر هستند و نیاز به تجهیزات پیشرفتهُ گران قیمت دارند. علاوه بر بحث هزینه به کارگیری روش های شیمیایی نیازمند استفاده از پایدار کننده ها و کاهنده های تنش سطحی مایعات (surfactants ) است که این مواد شیمیایی غالباً خطرناک بوده و دوستدار محیط زیست نمی باشند و قابلیت استفاده از محصولات تولید شده در مصارف صنایع غذایی و دارویی و مواردی که در تماس مستقیم با انسان یا محیط زیست خواهند بود را محدود می کند، بنابراین به کارگیری روشی که بتواند با هزینه کم و قابل توجیه و تجهیزات ارزان قیمت، برای تولید نانو پودر استفاده شود حائز اهمیت است. تنگستن کارباید سمانته (wc-co) یکی از مهم ترین مواد مهندسی به شمار می آیند. علت این اهمیت دارا بودن ترکیبی از خواص مورد نیاز صنعت و مهندسی است که استحکام , مقاومت به سایش بسیار بالا , تافنس مناسب و مقاومت به خوردگی شیمیایی از جمله این خواص محسوب می شود. این ویژگی ها باعث شده این ماده به صورت وسیعی در کاربردهایی نظیر ابزار سازی , قالب سازی و ابزارهای شکل دهی و به عنوان پوشش در کاربردهایی که به سطوح مقاوم به سایش نیاز است مورد استفاده قرار بگیرد. قطعات مستعمل و از کار افتاده ساخته شده از wc-co به دلیل سختی بسیار بالا و عدم قابلیت شکل دهی , در عمل کارآیی چندانی ندارند و قطعات ضایعاتی محسوب می شوند به همین دلیل به کارگیری روشی برای تبدیل این قطعات ضایعاتی به پودر ( با دانه هایی در ابعاد نانو و میکرو ) برای استفاده مجدد در مصارف ذکر شده حائز اهمیت می باشد. در راستای همین هدف استفاده از روش edm که یک روش مناسب برای کار با مواد دیر گداز و بسیار سخت می باشد , قابل توجه است. در پژوهش حاضر اثر تغییر دی الکتریک و پارامترهای مرتبط با خاصیت مربوط به عایق بودن دی الکتریک و همچنین پارامترهای تنظیمی برای فرآیند edm بر روی ساختار , مورفولوژی , اندازه و توزیع پودر تولید شده در این روش بررسی خواهد شد. در این تحقیق سعی در بهبود روش تولید و دست یابی به نرخ تولید بالاتر و سایز ذرّات کوچک تر با توزیع اندازه یکنواخت تر داریم.

در این تحقیق تأثیر ارتعاشات آلتراسونیک ابزار مسی روی مشخصه های خروجی در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی آلیاژ ti-6al-4v بررسی می شود. ارتعاشات آلتراسونیک ابزار، شدت جریان و زمان روشنی پالس پارامترهای ورودی فرآیند و نرخ براده برداری، سایش نسبی ابزار، پایداری فرآیند و سلامتی سطح (زبری سطح، ضخامت لایه ی سفید و تشکیل میکرو ترک های سطحی) از مشخصه های خروجی می باشند. برای مطالعه سلامتی سطح قطعات از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و دستگاه پراش اشعه ایکس(xrd) استفاده گردید. نتایج حاصله نشان می دهد، ارتعاشات آلتراسونیک ابزار با افزایش تعداد پالس های نرمال و کاهش پالس های آرک و مدار باز باعث افزایش قابل ملاحظه نرخ براده برداری می شود. همچنین نتایج بدست آمده نشان می دهد، با بکارگیری ارتعاشات آلتراسونیک ابزار در حالت پرداختکاری(جرقه با انرژی پایین) دانسیته ترک ها و سایش ابزار کمتر شده و در حالت خشن کاری ( جرقه با انرژی بالا) ضخامت لایه سفید، دانسیته ترک ها و سایش نسبی ابزار افزایش می-یابد

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 بر پایه سولفامات نیکل استفاده شده است و تاثیر پارامترهای جریان مستقیم، جریان پالسی پریودیک و افزودنی های پرکسید هیدروژن و سدیم ساخارین بر روی سختی و نرخ رسوب در فرآیند الکتروفرمینگ نیکل بررسی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد با افزایش غلظت پرکسید هیدروژن در حمام با جریان مستقیم و پالسی پریودیک نرخ رسوب به صورت پیوسته کاهش می یابد و منحنی کاهش نرخ رسوب به حالت خطی نزدیک است قطع و وصل شدن جریان در حالت پالسی پریودیک حفره دار شدن قطعه را کاهش می دهد و باعث افزایش سختی می شود. سختی پوسته نیکل نیز با افزودن پرکسید هیدروژن تا حدود 1.5 برابر حالت بدون ادیتیو افزایش می یابد. با افزودن سدیم ساخارین از مقدار 5/0 گرم تا 2 گرم بر لیتر، نرخ رسوب کاهش می یابد ولی با افزایش آن از این مقدار تا مقدار 5 گرم بر لیتر نرخ رسوب افزایش می یابد. با اضافه کردن مقدار اندکی سدیم ساخارین، نرخ رشد سختی به سرعت افزایش می یابد بطوریکه با افزودن فقط نیم گرم سدیم ساخارین به یک لیتر محلول در جریان پالسی پریودیک سختی از 275ویکرز به 541 ویکرز افزایش می یابد. منحنی های سختی در دو حالت جریان مستقیم و جریان پالسی پریودیک تقریبا شبیه هم بوده و طبق مشاهدات تجربی سختی با استفاده از جریان پالسی پریودیک فقط اندکی بیشتر از جریان مستقیم می باشد.

در این تحقیق با انجام یک پروژه عملی و با استفاده از روش طراحی آزمایشات (doe) که یکی از ابزارهای مهم در کنترل کیفیت قبل از تولید محسوب می شود به بررسی تأثیر دو عامل نسبت گازهای محافظ argon و co2 و آمپراژ بر روی استحکام کششی فولاد st52 جوشکاری شده به روش gmaw با استفاده از سیستم جوش er70s-6 پرداخته شده است. با توجه به اثر مهم دو عامل درصد ترکیب گاز محافظ و آمپراژ در خواص مکانیکی مقطع جوش این دو پارامتر به عنوان متغیرهای ورودی و از آنجاییکه استحکام کششی بالا یکی از معیارهای کیفیت جوش خوب می باشد. از آن به عنوان متغیر پاسخ در این تحقیق استفاده گردید در این مطالعه با کنترل پارامترهای درصد گاز محافظ ar 100%، ar 5/97%+ co2 5/2% و ar 82%+co2 18%) و آمپراژ (a 95،125،155) و با توجه به داده های بدست آمده از تست کشش، ابتدا بصورت تجربی و سپس با استفاده از روش طراحی آزمایشات و نرم افزار minitab و با طراحی یک آزمایش دو عاملی سه سطحی به بررسی تأثیر این دو فاکتور بر روی استحکام کششی نمونه ها پرداخته شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که هر دو عامل درصد گاز محافظ و آمپراژ، بر روی متغیر پاسخ تأثیرگذاشته و بعنوان عوامل دارای اثر اصلی در نظر گرفته می شوند که استفاده از درصد گاز آرگن و آمپراژ در سطح پایین، بیشترین اثر مثبت را بر روی استحکام کششی گذاشته و بعنوان شرایط بهینه پیشنهاد میشود. پس از انجام آزمایشات جهت تحلیل داده ها از ابزارهای آماری، آنالیز واریانس و نمودارهای مختلف استفاده گردیده است.

برای بهبود خواص تریبولوژی روانکارها تحقیقات زیادی انجام شده است. یک روش ساده برای نیل به این هدف، اضافه کردن ذرات مواد جامد به روانکار برای تغییر در خواص است. اخیراً نانوذرات به خاطر اندازه کوچک، شکل و دیگر خواص، به عنوان نوع جدیدی از افزونه های قابل استفاده در روانکارها شناخته شده اند. یک نانو روانکار شامل نانوذرات، سورفکتانت و روانکار پایه می باشد. در این پژوهش تاثیر نانوذرات پراکنده شده ی مس، اکسید مس و گرافیت (با غلظت های متفاوت) در روانکار کشش سیم بر کیفیت سطح سیم مسی بررسی شد. روانکار پایه روانکار کشش سیم حل شونده در آب بود. کیفیت سطح سیم های کشیده شده توسط دستگاه زبری سنج مار (mahr) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) بررسی شدند. اهم نتایج بدست آمده بدین صورت می باشد : 1) تمامی نانوروانکارها در مقایسه با روانکار پایه، به طور قابل ملاحظه ای زبری سطح را کاهش داده اند. 2) نانوروانکار گرافیت با غلظت وزنی 2% در روانکار پایه کمترین زبری سطح را در مقایسه با روانکار پایه و نانوروانکارهای دیگر ایجاد کردند.

در این پژوهش تأثیر پارامترهای ماشینکاری بر روی تنش های پسماند ناشی از فرایند ماشینکاری تخلیه ی الکتریکی(edm) بر روی آلیاژ ti-6al-4v و همچنین مقاومت به خوردگی آلیاژ بعد از ماشینکاری بررسی می شود. شدت جریان و زمان روشنی پالس پارامترهای ورودی فرایند می باشند. برای بررسی تنش های پسماند، شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار آباکوس با درنظرگرفتن تبدیلات فازی حالت جامد انجام شده است. نتایج حاصل از روش المان محدود با نتایج تجربی بدست آمده از روش نانوایندنتیشن مقایسه می شوند. با توجه به اهمیت آلیاژ ti-6al-4v در تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی، مقاومت به خوردگی قطعات در محلول شبیه سازی بدن(ringer) مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای مطالعه ی سلامت سطح و تعیین محصولات خوردگی بعد از آزمون های الکتروشیمیایی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و روش آنالیز عنصری (eds) استفاده شده است. نتایج نشان می دهند در اثر عملیات ماشینکاری تخلیه ی الکتریکی، تنش های پسماند کششی در سطح ماشینکاری شده ایجاد می شود و موجب تشکیل ترک های ریز در سطح ماشینکاری شده می شود، همچنین نتایج خوردگی بیان می کنند که فرایند edm موجب کاهش مقاومت به خوردگی می شود و باعث آزاد شدن یون های مضر در محلول رینگر شده که برای بافت های بدن نامطلوب هستند.

برای تغییر دادن و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی پلیمرها، آنها را با یک فاز تقویت کننده کامپوز یا ترکیب می کنند. به کامپوزیت هایی که حداقل یکی از ابعاد فاز پرکننده در آن در مقیاس نانو باشد، نانوکامپوزیت اتلاق می گردد. نانولوله های کربنی به دلیل خواص منحصر به فرد، از اهمیت ویژه ای به عنوان فاز تقویت کننده برخوردار هستند. در پژوهش حاضر ابتدا نانوکامپوزیت پلی¬متیل-متاکریلات (pmma) - نانولوله های چند دیواره کربنی (mwcnt) به روش ذوبی در دستگاه اکسترودر دوپیچ? ناهمسوگرد ترکیب شدند. سپس ورق های نانوکامپوزیتی به ابعاد 5/3×80×175میلی متر به روش قالبگیری تزریقی در شرایط ثابت تولید گردیدند. به منظور مطالع? ساختاری ورق های نانوکامپوزیتی و نحوه پخش و توزیع نانولوله های چند دیواره کربنی از میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) استفاده گردید. به منظور بررسی تاثیر پارامترهای متغیر فرآیند برش لیزری بر خواص سطحی نانوکامپوزیت، پارمترهای ورودی، غلظت نانولوله های کربنی (در چهار سطح 0، 5/0، 1 و 5/1 درصد)، توان لیزر (در سه سطح 60، 90 و 120 وات)، نرخ پیشروی (در سه سطح 3/0، 45/0 و 6/0 متر بر دقیقه) در نظر گرفته شد. طراحی آزمایشات با روش فاکتوریل کامل انجام گردید. سطوح برش خورده نانوکامپوزیت ها توسط لیزر با میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) بررسی گردید. تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی، بر منطقه متاثر از حرارت، نرخ وزنی ماده زدوده شده، ارتفاع پلیسه، صافی سطح و مقاومت الکتریکی سطوح برش خورده توسط لیزر در راستای تزریق مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی تصاویر میکروسکوپی الکترونی گرفته شده از سطوح برش خورده آشکار نمود که فرآیند برش لیزری می تواند تعداد برخورد نانولوله ها در سطح نانوکامپوزیت را افزایش دهد. همچنین نتایج نشان داد، با افزایش غلظت نانولوله های کربنی، منطقه متاثر از حرارت بزرگتر شده و ارتفاع پلیسه و نرخ مواد زودوده شده کاهش می یابد. یافته ها به وضوح نشان می دهند، افزایش درصد نانولوله های کربنی منجر به افزایش زبری سطوح می شود. تاثیرگذاری شدید سرعت پیشروی لیزر بر تمامی متغیرهای خروجی از نکات مهمی است که از جمع بندی نتایج حاصل می شود. کاهش قابل ملاحظه مقاومت الکتریکی سطحی به کمتر از k?1 پس از برش لیزری از سایر نتایج مهم است. این تغییر اساسی به علت افزایش تعداد برخورد نانولوله ها در سطح است که اثبات می کند بکارگیری لیزر هدایت الکتریکی سطحی نانوکامپوزیت مطالعه شده را بهبود می بخشد.

فرآوری اصطکاکی – اغتشاشی از روش های نوین برای تولید کامپوزیت های پایه فلزی و پلیمری می باشد. هدف از این پایان نامه تعیین خواص مکانیکی نانو کامپوزیت آلومینیوم با ذرات اکسید آلومینیوم به روش فرآوری اصطکاکی – اغتشاشی زیر آب می باشد. برای این کار به روش اصطکاکی – اغتشاشی ذرات نانو al2o3 با اندازه متوسط 80 نانومتر در فلز پایه از جنس آلومینیوم 5083 اضافه شدند. آزمایشات تجربی در شرایط مختلف فرآیندی انجام گرفت تا کامپوزیتی با توزیع ذرات مناسب تولید گردد. در دور و پیشروی به ترتیب 1250 دور بر دقیقه و 20 میلیمتر بر دقیقه و تعداد پاس 4، توزیع ذرات مناسب می¬باشد. برای ارزیابی خواص نانو کامپوزیت تولید شده، آزمایشات مکانیکی و مطالعات ریز ساختاری مختلفی انجام گرفت. نتایج آزمایشات انجام شده نشان می دهد که فرآیند اصطکاکی-اغتشاشی زیر آب، قابلیت بهبود بیشتر خواص مکانیکی را دارا می¬باشد و به این روش می¬توان نانو کامپوزیتی با توزیع ذرات یکنواخت و بدون وجود عیوب متداول در فرآیند و با خواص مکانیکی بالاتر نسبت به فلز پایه و اندازه دانه ریز تولید کرد. همچنین آزمایش کشش، بیانگر این بود که کامپوزیت فرآوری شده زیر آب دارای بالاترین خواص کششی بوده و نیز اینکه، اثر هال-پچ نسبت به مکانیزم ارووان، تاثیر بیشتری بر روی افزایش استحکام آلیاژ آلومینیوم 5083 دارد. مطالعات انجام شده بر روی توزیع ذرات سرامیکی، روشن کننده این مطلب بود که در تعداد پاس¬های پایین، مخصوصا در فرآوری زیر آب، احتمال تجمع ذرات بالا می¬باشد که برای حل این مشکل و بدست آوردن توزیع بهتر ذرات، می¬توان تعداد پاس¬ها را افزایش داد. مطالعات انجام شده توسط میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی، نشان دهنده این مطلب بودند که، اضافه کردن پودر به زمینه آلیاژ باعث ریز دانه تر شدن ریزساختار و همچنین انجام پروسه زیر آب، باعث افزایش تعداد دانه¬ها نسبت به فرآیند اصطکاکی اغتشاشی در هوا، با و بدون پودر می¬شود.

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.

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.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرایند نسبتاً جدیدی است که برای اتصال دادن فلزاتی مانند آلیا‍ژهای آلومینیوم و منیزیم و فولاد در حالت جامد بکار برده می شود. آلومینیوم به دلیل خواصی مثل وزن پایین، و قابلیت شکل پذیری بالا، نسبت استحکام به وزن بالا در صنایع مختلفی از قبیل صنایع هوا و فضا کاربرد فراوان دارد و فولاد st37 که جزو فولادهای کم کربن به حساب می آید

پیش از ظهور روش های نوین ماشین کاری نظیر ماشین کاری زیستی و آنزیمی، از روش هایی چون ماشین کاری شیمیایی، ماشین کاری الکتروشیمیایی، ماشین کاری تخلیه الکتریکی استفاده شده است که هریک از روش های مذکور مزایا و معایبی را داراست. روش های فوق موجب تخریب سطح مورد نظر و آسیب دیدن آن، اعمال پتانسیل اضافی، ایجاد حفرات بر روی سطح مورد نظر و مشکلاتی دیگر می شوند. برای جلوگیری از بروز این مشکلات، اخیرا ماشین کاری زیستی مطرح شده است که از ارگانیسم های زنده مثل باکتری ها برای انجام فرآیند ماشین کاری بهره می گیرند ولی این روش نیز مشکلاتی از قبیل اسیدی بودن محیط و محلول های ماشین کاری و تاثیرات مضر آن بر خصوصیات ریخت شناختی سطح قطعات ماشین کاری شده را دارا می باشد.

پوشش های کاربید تنگستن در زمینه فلزی مانند کبالت،کروم،نیکل و یا ترکیبی از این عناصر که نقش چسب را دارند، دارای سختی بسیار بالا توام با استحکام و چقرمگی مناسبی است که مقاومت به سایش و فرسایش بالایی را نتیجه می دهد. این پوشش ها توسط روش های مختلف پاشش حرارتی بر روی زیرلایه نشانده می شوند که در میان آنها روش hvof بدلیل انتقال حرارت با دمای پایین تر به پودرهای سرمتی نسبت به روش پلاسما و سرعت بالای برخورد آنها به سطح زیر لایه سبب اکسیداسیون و تشکیل تخلخل کمتری می شود و از اینرو، پوشش با کیفیت بهتری را از نظر خواص تریبولوژیکی و مکانیکی، ایجاد می کند. با استفاده از فرایندهایی موسوم به عملیات سطحی ثانویه می توان خواص پوشش را بهینه کرد و عیوب سطحی را کاهش داد. سخت کاری با استفاده از پرتو لیزر بدلیل انعطاف پذیری فرایند و همچنین دقت و دانسیته حرارتی و گرادیان حرارتی بین مرکز و لبه های پرتو لیزر بالا برتری هایی را نسبت به دیگر روش ها داراست. توان، قطر باریکه و سرعت روبش لیزر بر روی پوشش، به نوبه ی خود پارامترهای موثر بر خواص سطحی از جمله سختی و مقاومت در برابر فرسایش هستند. در این پژوهش نمونه ها پس از آماده سازی ، تحت پارامترهای مختلف توان(w60، w90، w120) و سرعت روبش(m/min0.07، m/min 0.14، m/min 0.21) عملیات سطحی ذوب مجدد لیزر شده و سپس فازهای تشکیل شده پس از این عملیات بوسیله آزمون تفرق اشعه ایکس و همچنین سختی و زبری سطوح عملیات شده بررسی شده اند. تست فرسایش ذره جامد تحت زوایای 15، 45 و 90 درجه و متالوگرافی سطح و مقطع نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی انجام گرفته است. نتایج xrd نشان می دهد که طی فرایند لیزر wc موجود در پوشش افت کرده (خواص) و به w_2 c تبدیل شده است. همچنین نتایج تست زبری سنجی افزایش زبری را در تمامی نمونهها بخصوص در نمونههای لیزر شده با توان بالا و سرعتهای کمتر روبش سطحی، گزارش میدهد که به دلیل افزایش قدرت ذوب در این سرعت ها می باشد. در تست ریز سختی سنجی افزایش سختی در اکثر نمونه ها مشاهده شده است. که بیشترین سختی در توان w90 سرعت روبش m/min 0.07 بدست آمده است. نتایج تست فرسایش بصورت اختلاف وزن اندازه گیری شده قبل و بعد از تست محاسبه شدند. داده های به دست آمده نشان دادند که با کاهش زاویه وابستگی فرسایش نمونه ها به زبری سطح افزایش می یابد و نمونه های لیزر شده با سرعت بالا مقاومت به فرسایش بهتری از خود نشان می دهند. با افزایش زاویه نیز سختی نمونه ها تعیین کننده مقاومت به فرسایش نمونه ها می شود. مشاهدات sem نیز از کاهش 12% تخلخل و تغییر رفتار فرسایشی نمونه ها تحت مکانیزم های شیاری شدن و میکروبرشی در اثر خستگی سیکل پایین (فرسایش نرم) به کندگی مواد در اثر ایجاد ریز ترک و رشد و اشاعه آن (فرسایش ترد) با افزایش زاویه گزارش می دهد.

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.