چرخدنده های تزریقی پلاستیکی کاربردهای وسیعی را به خود اختصاص داده اند مزایای اصلی این چرخدنده ها هزینه پایین و تولید انبوه و net-shape آنها می باشد.مهمترین معایب کاربردی چرخدنده های پلاستیکی، محدودیت در دقت ابعادی و ظرفیت انتقال قدرت آنها در مقایسه با چرخدنده های فلزی است. در این پژوهش، اثر متغیر های قالبگیری تزریقی بر شرایط ابعادی پروفیل اینولوت دنده در یک چرخدنده مدول 2، با تعداد دندانه 36، و از جنس پلی آمید 6 مطالعه شد. در این تحقیق یک قالب تزریق چرخدنده طراحی و ساخته شد و در مرحله بعد با آزمایشات تجربی و بکار گیری روش تاگوچی اثر پارامترهای فرایندی شامل دمای قالب، فشار نگهداری، سرعت تزریق و مدت زمان نگهداری فشار بر روی مشخصه های چرخ دنده های قالب گیری شده مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش با بکارگیری نرم افزار moldflow شرایط قالبگیری چرخدنده موردنظر شبیه سازی و تحلیل شد و نتایج شبیه سازی با نتایج تجزبی مقایسه گردید. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که مقادیر پارامترهای تنظیمی قالبگیری بر میزان انقباض و مشخصه های کنترلی چرخدنده شامل خطاهای پروفیل اینولوت دنده، فرم دنده، زاویه دنده اثر می گذارد. نتایج این آزمایشات نشان داد که میزان دمای تنظیمی قالب، نقش بسیار مهمی در تعیین شرایط ابعادی چرخدنده دارد.

فرایند ماشینکاری کاربرد گسترده ای در تولید قطعات صنعتی دارد. تحقیقات زیادی برای بهینه سازی فرایندهای مختلف ماشینکاری در چند دهه اخیر انجام شده است. در میان راهکارهای مختلف مدل سازی فرایند، شبیه سازی کامپیوتری به روش المان محدود (fem) به دلیل توانائی در ارائه توزیع نیرو، تنش، کرنش، نرخ کرنش و دما و ... از ارزش و اهمیتی زیادی برخوردار بوده است. دقت و قابلیت اطمینان نتایج شبیه سازی، شدیدا وابسته به نحوه مدل نمودن رفتار ماده و یا تنش سیلان (که خود تابعی از مقدار کرنش، نرخ کرنش و دماست) تحت شرایط حاکم بر فرایند ماشینکاری می باشد. مقادیر کرنش، نرخ کرنش و دما در فرایند ماشینکاری بسیار بالاست و لذا تعیین رفتار ماده در این فرایند با آزمایشهای معمول امکان پذیر نمی باشد و نیازمند تجهیزات و آزمایشهای پیچیده است. هدف از این پژوهش، تعیین رفتار مکانیکی (استخراج معادله تنش سیلان) آلیاژ ti6-al4-v بدون نیاز به آزمایشهای تجربی سرعت بالا می باشد. بدین منظور از معادله جانسون کک که دارای پنج ثابت است در مدل سازی تنش سیلان آلیاژ مذکور استفاده شده است. برای این کار اطلاعات تنش سیلان تستهای فشردن گرم (نرخ کرنش پایین) و تستهای ماشینکاری متعامد با هم ترکیب شده اند. در تستهای ماشینکاری برای محاسبه پارامترهای کرنش، نرخ کرنش، دما و تنش در صفحه برش از تئوری تحلیلی oxley استفاده شده است. پس از تعیین معادله مذکور، با انجام آزمایش های عملی با شرایط متفاوت، نتایج تحلیلی، شبیه سازی و آزمایش های عملی مورد تجزیه، تحلیل و مقایسه قرار گرفته و منابع خطا تعیین شده اند. از مهمترین نتایج بدست آمده می توان به بدست آوردن ضریب ثابت نرخ کرنش برای این آلیاژ، تدوین و بهینه سازی روشی برای تعیین معادله تنش سیلان مواد در ماشینکاری بدون نیاز به دستگاه تست هاپکینسون اشاره نمود که با استفاده از آن، معادله بدست آمده علاوه بر نرخ کرنشهای بالا (ماشینکاری) در نرخ کرنشهای پایین نیز تنش سیلان ماده را با خطای قابل قبول مدل سازی می کند. در شبیه سازی المان محدود ماشینکاری از نرم افزار msc marc استفاده شده است.

در طی چند سال اخیر نیاز به سرعت و دقت بالاتر در تولید باعث شده است که فرایندهای نوین جوشکاری همچون جوشکاری با پرتو لیزر کاربرد وسیعتری در صنعت بیابند. سرعت بالا، کیفیت مناسب، عدم وجود تماس فیزیکی و قابلیت بالای اتوماسیون از مزایای جوشکاری با پرتو لیزر هستند. پارامترهای مختلفی در جوشکاری با پرتو لیزر وجود دارد که باید قبل از شروع جوشکاری تنظیم شوند. با توجه به تأثیر این پارامترها بر روی استحکام و کیفیت اتصال جوشی، هدف خود را در این پایان نامه مطالعه تأثیر پارامترهای سرعت حرکت قطعه کار، ولتاژ اعمالی به دستگاه جوشکاری لیزر و فرکانس پالسهای لیزر بر روی خواص مکانیکی اتصال جوشی تعریف نموده ایم. نمونه های مورد آزمایش، ورقهایی از جنس فولاد زنگ نزن aisi321 می باشند. در ابتدا جهت کاهش تعداد آزمایشهای لازم، طراحی آزمایشات با روش rsm انجام شده است و سپس با اعمال تغییر بر روی سه پارامتر فوق الذکر چندین عمل جوشکاری با استفاده از لیزر nd:yag بر روی نمونه های آماده شده انجام گرفته است. در نهایت خواص مکانیکی نمونه های جوشکاری شده بصورت عملی و با انجام آزمایشهای کشش و میکروسختی سنجی اندازه گیری شده است. سپس با استفاده از نتایج این آزمونها، مدلهایی تقریبی برای تخمین استحکام و کرنش شکست بر حسب پارامترهای ورودی ارائه شده است. ولتاژ لیزر و سرعت جوشکاری اثر مثبتی بر استحکام و کرنش شکست داشته اند اما فرکانس تقریباً بر هر دو، بی تأثیر بوده است. فلز جوش و ناحیه haz دچار افت سختی نسبت به فلز پایه شده اند که این افت در ناحیه haz بسیار بیشتر بوده است نتایج حاصل از این پایان نامه می تواند در بهینه سازی پارامترهای جوشکاری لیزری بکار برده شود.

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.

درسالهای اخیر ساخت و تولید به یک تکنولوژی پیشرفته تبدیل شده و روز به روز توسعه می یابد. ماشینکاری در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای پیدا کرده و بسیاری از قطعات صنعتی نیاز به ماشینکاری دارند. در این فرایند با جدا شدن براده به وسیله ابزار برنده، قطعه تولید می شود، بنابراین انتخاب ابزار نقش تعیین کننده ای در کیفیت و هزینه تولید قطعه ماشینکاری شده دارد. همچنین اگر بتوان هزینه قطعه ای با کیفیت مطلوب را کاهش داد، آنگاه بهره وری افزایش می یابد. پیش بینی و اندازه گیری نیروهای وارد بر ابزار که در مقدار هزینه ی تولید نقش اساسی دارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای اندازه گیری عملی و تجربی نیروهای وارد بر ابزار به وسیله دینامومتر بایستی ضمن صرف وقت، هزینه ای نیز پرداخت شود. حال آنکه با شبیه سازی کامپیوتری می توان این هزینه و اتلاف وقت را به اندازه باور نکردنی کاهش داد. این پایان نامه به بررسی تجربی و عددی ماشینکاری آلیاژ آلومینیوم 5083 اختصاص دارد. برای مدلسازی ماشینکاری به روش المان محدود، از نرم افزار abaqus و معادله بنیادی جانسون-کوک (j-c) برای بیان تغییرات تنش به عنوان تابعی از کرنش، نرخ کرنش و درجه حرارت آلیاژ آلومینیم 5083 استفاده شد. آزمایشهای تجربی آلیاژ فوق با ماشینکاری (تراشکاری متعامد) و اندازه گیری نیروها با دینامومتر انجام شد. همچنین تاثیر زاویه براده در ابزار و سرعت برش بر روی مقدار نیروهای وارد بر ابزار، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. تحقیقات بعمل آمده نشان داد که نتایج شبیه سازی با آزمایشهای تجربی سازگاری خوبی دارد و معادله بنیادی j-c با ضرایب تعیین شده، قابلیت پیش بینی دقیق شرایط و نیروهای وارد بر ابزار را برای آلیاژ آلومینیم 5083 در حین فرایند ماشینکاری دارد.

با توجه به کاربرد گسترده فرآیند ماشینکاری در تولید قطعات صنعتی، بهینه سازی این فرآیند یکی از موضوعاتی است که توجه محققان را به خود جلب کرده است. در این بین استفاده از شبیه سازی المان محدود به دلیل مزایایی مانند پیش بینی نیروهای برشی، توزیع تنش و دما، تخمین سایش ابزار و تنش باقیمانده، بهینه سازی هندسه ابزار و شرایط برش و غیره بیشتر مورد توجه واقع شده است. اما میزان دقت و قابلیت اعتماد نتایج پیش بینی شده عمدتاً به انتخاب معادله بنیادی که تنش سیلان ماده را تحت شرایط برش (کرنش، نرخ کرنش و دما) بیان نماید، وابسته می باشد. معادلات بنیادی مختلف و مدل های متفاوتی برای مدل سازی تنش سیلان مواد تحت شرایط حاکم بر ماشینکاری ارائه شده است. یکی از دقیق ترین و کاربردی ترین معادلات ارائه شده، معادله بنیادی جانسون – کوک می باشد که در این پایان نامه از این معادله برای مدل سازی تنش سیلان آلیاژ آلومینیوم 5083 استفاده شده است. برای محاسبه ضرایب این معادله برای آلیاژ انتخابی 5083، از ترکیب اطلاعات تنش سیلان تست های فشردن در نرخ های کرنش پایین و تست های ماشینکاری متعامد که نرخ کرنش بالایی دارند استفاده شده است. برای محاسبه پارامترهای تغییر شکل در ماشینکاری از تئوری تحلیلی اکسلی استفاده شده است. از آزمایش های ماشینکاری دیسک تراشی با ابزار برش مناسب برای برقراری شرایط برش متعامد و ایجاد حالت کرنش صفحه ای استفاده شده است. پس از بدست آوردن ضرایب معادله، صحت معادله برقرار شده، هم در تست های فشردن و هم در تست های ماشینکاری از طریق انجام شبیه سازی با استفاده از کد تجاری abaqus و مقایسه با تست های عملی بررسی شده است. بررسی میزان و علل خطاهای بدست آمده نشان دهنده صحت معادله بدست آمده برای آلیاژ مورد نظر در شبیه سازی فرآیندهای مختلف تولیدی از جمله ماشینکاری و شکل دهی می باشد.

فولاد ابزار aisi h13 به علت دارا بودن ویژگی هایی نظیر شکل پذیری مناسب در حالت گرم و سرد، استحکام تسلیم خوب و سختی پذیری بالا می تواند انتخابی مناسب برای به کارگیری در شرایط سایش فرسایشی باشد. یکی از مصارف این فولاد ساخت قالب های ماهیچه سازی (جعبه ماهیچه) جهت تولید ماهیچه های ریخته گری می باشد. در تهیه ماهیچه به هنگام شوتینگ ماسه به داخل جعبه ماهیچه قسمت هایی از جعبه ماهیچه سائیده شده و در نتیجه ماهیچه های تولیدی دقت ابعادی و هندسی خود را از دست می دهند. که این امر سبب کاهش عمر قالب، کاهش تولید به لحاظ متوقف شدن خط تولید و افزایش هزینه های تولید می گردد. نظر به بالا بودن هزینه ساخت قالب های ماهیچه و غیر اقتصادی بودن تعویض و تعمیر آنها در حین فرایند تولید، بسیار مطلوبست که خواص سایشی این فولاد ها بهبود یافته و لذا عمر آنها طولانی تر گردد. بهینه کردن ساختار متالوژیکی فولاد ها از طریق انجام عملیات حرارتی و نفوذی مناسب، یکی از روش های دستیابی به این اهداف می باشد. در این پژوهش جهت کنترل سایش قالب های ماهیچه و کاهش میزان آن ابتدا مکانیزم حاکم بر رفتار سایش از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشخص شد و سپس جهت نیل به این منظور به کمک دستگاه سند بلاست تاثیر جنس، سختی، اندازه و فشار ذرات ماسه بر روی نرخ فرسایش فولاد ابزار aisi h13 که به منظور به دست آوردن ساختارهای میکروسکوپی مطلوب و خواص مکانیکی متفاوت تحت عملیات های حرارتی و نفوذی گوناگون: کوئنچ تمپر، مارتمپر، نیتروژن دهی و کربن دهی قرار گرفته است مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش های تجربی حاصل از این تحقیق نشانمی دهدکه مقدار نرخ فرسایش جعبه ماهیچه ها تابعی از جنس، سختی، ریزی و درشتی و فشار شوت ذرات ماسه می باشد بطوریکه نرخ فرسایش درماسه سیلیسی بیشتر از ماسه کرومیتی است. افزایش سختی و اندازه ذرات ماسه باعث افزایش نرخ فرسایش به صورت خطی می گردد ولی افزایش فشار ذرات ماسه باعث افزایش نرخ فرسایش به صورت نمایی می گردد. علاوه برآن نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که مقدار فرسایش تنها تابعی از سختی سطحی قطعه کار نبوده بلکه ریزساختار آنها نیز از جمله عوامل مهم و تعیین کننده در مقدار فرسایش می باشند بطوریکه مقدار فرسایش ریز ساختار های مارتنزیتی حاوی کاربید بسیار ریز و یکنواخت بمراتب کمتر از ریزساختارهای مارتنزیتی همراه با کاربید های درشت و پراکنده می باشد.

در طراحی بسیاری از سازه های مهندسی که در معرض بارهای دینامیکی با نرخ کرنش بالا قرار می گیرند، باید رفتار مواد در برابر بارهای دینامیکی وارده تحلیل شود تا بتوان طراحی مناسبی انجام داد. برای تحلیل رفتار فلزات در شرایط مختلف کاری، تعیین یک معادله بنیادی یا مدلی که ارتباط بین تنش، کرنش، نرخ کرنش و حرارت را بیان کند، ضروری است. بدین منظور مدلهای مختلفی از قبیل مدل جانسون-کوک 1، زریلی- آرمسترانگ 2 و دیگر مدل ها برای تعیین رفتار مواد ارائه شده و در دسترس می باشد. یکی از مناسبترین شیوه ها برای تحلیل و بررسی رفتار مواد، استفاده از روش المان محدود می باشد. هدف از شبیه سازی، پیش بینی رخدادها ورفتارهای دینامیکی مواد در برابر عوامل مختلف با مشخص بودن شرایط اولیه می باشد. در بین نرم افزارهای شبیه ساز المان محدود برای آنالیز مسائل مهندسی، کد تجاری آباکوس با قابلیتهای بالا، یکی از مناسبترین نرم افزارها برای شبیه سازی رفتار دینامیکی مواد می باشد. یکی از مشکلات اساسی کار با این نرم افزار، عدم امکان استفاده از مدل های مختلف است زیرا این نرم افزار فقط قادر به مدل کردن رفتار مواد با مدل های از پیش تعیین شده مانند معادله جانسون- کوک می باشد. به منظور رفع این نقیصه و امکان استفاده از سایر مدل های موجود که قادر به مدل کردن رفتار مواد در شرایط مختلف هستند، سابروتینی نوشته شده که قادر است از سایر مدل ها برای شبیه سازی استفاده نماید. نتایج حاصل از این سابروتین برای شبیه سازی رفتار دینامیکی آلیاژ آلومینیوم 5083 با نتایج تجربی مقایسه شده و عملکرد مناسب آن به اثبات رسیده است. پس از اجرای سابروتین بعضی از نتایج بدست آمده از قبیل تنش، کرنش اسمی، درجه حرارت، کرنش پلاستیک و نیرو در یک نقطه مشخص با نتایج شبیه سازی انجام شده توسط داده های موجود در مرجع یک مقایسه شده اندکه نتیجه بدست آمده از این مقایسه مناسبترین معادله از بین دو معادله استفاده شده در شبیه سازی را برای بررسی رفتار دینامیکی فلز آلومینیوم آلیاژی 5083 مشخص کرده است. با این سابروتین و کد تجاری آباکوس، امکان مدل کردن رفتار مواد در شرایط مختلف از جمله فرآیندهای ماشینکاری و شکل دهی با مدل های مناسب فراهم شده است.

چکیده فرآیند ماشینکاری با جریان ساینده یکی از فرآیندهای غیر سنتی پرداخت سطح محسوب می گردد که برداشت ماده آن میکرو یا نانو مکانیکی و بکمک ذرات ریز ساینده می باشد. این فرآیند برای عملیاتی مانند صیقل کاری، پلیسه گیری، برداشت لایه های دوباره ریختگی شده، پرداختکاری سطوح غیر قابل دسترسی و پیچیده، شعاع تراشی لبه ها و غیره استفاده می شود. در این تحقیق تاثیر سه پارامتر قابل کنترل این فرآیند از قبیل اندازه مش ساینده، غلظت (درصد وزنی) ساینده در واسطه و تعداد سیکل بر برداشت ماده و پرداخت سطح، بر قطعه کارهایی از جنس آلیاژ آلومینیوم 7075 بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات به روش طراحی آزمایش پاسخ سطح و در پنج سطح انجام شدند و مدلهای بدست آمده با استفاده از تحلیل واریانس داده های آزمایش، جهت ارزیابی هر یک از خروجی ها (برداشت ماده و پرداخت سطح)، مورد بهینه سازی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد، اثر هر سه پارامتر بر خروجی ها، مهم و همچنین دو پارامتر اندازه مش ساینده و غلظت ساینده در واسطه، دارای اثر متقابل بر خروجی ها می باشند. کاهش اندازه مش ساینده و افزایش غلظت ساینده در واسطه و تعداد سیکل ها، باعث افزایش برداشت ماده و پرداخت سطح شد. همچنین با لحاظ کردن افزایش کارایی فرآیند، با مقادیر بهینه اندازه مش ساینده 46، غلظت ساینده 65 درصد و تعداد سیکل 25، بهترین پرداخت سطح حاصل شد. واژگان کلیدی ماشینکاری با جریان ساینده، روش پاسخ سطح، پرداخت سطح، برداشت ماده، آلومینیوم 7075

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.

بهبود خواص مکانیکی قطعات حاصل از فرایند آهنگری و مزایای ویژه آلیاژهای آلومینیوم موجب افزایش روزافزون استفاده از فرایند آهنگری برای تولید قطعات آلومینیومی در سطح گسترده ای شده است. هدف اولیه این پژوهش دستیابی به روش شبیه سازی اجزای محدود مناسب برای شبیه سازی صحیح فرایند آهنگری داغ قالب بسته قطعات پیچیده است. هدف بعدی شبیه سازی تمامی مراحل آهنگری منجر به تولید قطعه نهایی می باشد. هدف نهایی این پژوهش بررسی طرح های هندسی مختلف به منظور انتخاب طرح هندسی پیش فرم مرحله اول بهینه برای تولید است. در ابتدا شبیه سازی مرحله اول آهنگری با پیش فرم صلیبی شکل در ضخامت های مختلف به منظور یافتن ضخامت مناسب برای تولید قطعه کامل با استفاده از پیش فرم صلیبی انجام شد. سپس با توجه به نتایج بدست آمده از شبیه سازی پیش فرم صلیبی، بررسی طرح های هندسی ارائه شده برای پیش فرم مرحله اول به منظور انتخاب بهترین طرح هندسی در دستور کار قرار گرفته و طرح هندسی مناسب با توجه به بررسی نتایج انتخاب گردید. با توجه به مشاهده ترک در قطعات تولیدشده صنعتی در مراحل بعد از آهنگری، پس از شبیه سازی مراحل دوم و سوم فرایند آهنگری، بررسی نتایج شبیه سازی در دستور کار قرار گرفت. با بررسی نتایج شبیه سازی مشخص شد که در برخی نواحی که در قطعه صنعتی ترک مشاهده گردیده است، در مرحله دوم و سوم آهنگری دما به میزان قابل توجهی افزایش یافته و به محدود دمای ذوب آلومینیوم 2014 می رسد و می توان پیش بینی کرد که این امر موجب وقوع عیوب مختلف در مراحل بعدی گردیده که با نتایج تجربی مطابقت مناسب دارد. با توجه به شباهت نتایج شبیه سازی و تجربی از نظر هندسی و بررسی های انجام گرفته بر روی نتایج حاصل از شبیه سازی می توان گفت که نرم افزار deform 3d توانایی بسیاری در شبیه سازی آهنگری قالب بسته قطعات پیچیده دارد. این توانایی در کنار امکانات ویژه این نرم افزار در زمینه شکل دهی می تواند سرعت را در طراحی و تولید قطعات پیچیده به روش آهنگری افزایش داده و علاوه بر کاهش زمان و هزینه تولید، مشکلات موجود در این زمینه را نیز برطرف سازد.

سوپرآلیاژها، به طور گسترده در صنعت هوا فضا، صنایع هسته ای، صنایع پتروشیمی و دیگر صنایع به کار می روند. خصوصیاتی همچون مقاومت در حرارت های بالا و مقاومت به خوردگی باعث شده است این آلیاژها برای کاربردهای فوق مورد توجه قرار گیرند. از طرف دیگر همین خصوصیات باعث شده است که ماشینکاری سوپرآلیاژها به سختی انجام گیرد. تقریباً تمامی تحقیقاتی که برای بررسی قابلیت ماشینکاری سوپرآلیاژها تا کنون به انجام رسیده است، بر روی آلیاژهای پایه نیکل خصوصاً آلیاژ in718 بوده است. در این تحقیق به بررسی سایش ابزار و زبری سطح قطعات ماشینکاری شده، در ماشینکاری سوپرآلیاژ پایه آهن n155، در دو فاز پرداخته شده است. در فاز اول، مکانیزم های سایش ابزار و تأثیر پارامترهای ماشینکاری بر روی عمر ابزار کاربیدی پوشش دار و بدون پوشش، بررسی شده است. در این فاز، از روش شناسی رویه ی پاسخ، برای طراحی آزمایش استفاده شده است. پارامترهای برشی سرعت برشی و نرخ پیشروی، هر کدام در 5 سطح و عمق برش ثابت mm 1 انتخاب شده اند. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت برشی و نرخ پیشروی، عمر ابزار کاهش پیدا می کند. عملکرد ابزار پوشش دار از نظر حجم ماده برداشته شده و نرخ براده برداری بهتر از ابزار بدون پوشش می باشد (تقریباً دو برابر). پارامترهای بهینه در ابزار پوشش دار، سرعت برشی m/min 50 و نرخ پیشروی mm/rev 1/0 و ابزار بدون پوشش سرعت برشی m/min 50 و نرخ پیشروی mm/rev 2/0 می باشند. ادامه چکیده مکانیزم های سایش، عمدتاً شامل سایش در اثر چسبندگی و سایش مالشی می باشند. از دیگر مکانیزم های سایش می توان به شکاف عمق برش، تشکیل لبه ی انباشته زیاد و لب پریدگی، برای ابزار پوشش دار، نام برد. در ابزار بدون پوشش لبه ی انباشته بیشتری نسبت به ابزار پوشش دار وجود دارد که علت آن عدم وجود پوشش و ضعف ابزار در مقابل تشکیل لبه ی انباشته می باشد. در سرعت های برشی بالا سایش مالشی بیشتری مشاهده شد. در فاز دوم از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش به منظور بررسی تأثیر پارامترهای ماشینکاری (سرعت برشی، نرخ پیشروی و عمق برش) استفاده گردید. نتایج نشان می دهند که با افزایش سرعت برشی در ابتدا زبری سطح کاهش و سپس افزایش می یابد. سرعت برشی m/min 100، نرخ پیشروی mm/rev 1/0 و عمق برش mm 5/0 پارامتر های بهینه می باشند.

پیشرفت در زمینه ایجاد مدل های تحلیلی پلاستیسیته و مدل سازی اجزای محدود در زمینه ماشین کاری، باعث شده تا توانایی پیش بینی پدیده های فیزیکی و مکانیکی، از قبیل نیرو، دما و تنش های ایجاد شده در فرآیند ماشین کاری میسر گردد. با این حال، دقت و قابلیت اطمینان این پیش بینی ها به نوع مدل بنیادی تنش سیلان ماده بستگی دارد. معادله بنیادی انتخابی، نحوه تغییر شکل پلاستیک ماده را تعیین می کند. پارامترهای معادلات که برای هر ماده منحصر به فرد است و از طریق روش های مختلفی به دست می آیند، دقت تحلیل عددی را تعیین می کنند. در این پژوهش پارامتر های مربوط به نرخ کرنش و دمای معادله بنیادی جانسون-کوک در فر آیند ماشین کاری با استفاده از تکنیک بهینه سازی سیمپلکس نلدر- مید به دست آمده است. برای محاسبه پارامتر ها، شبیه سازی المان محدود در نرم افزار آباکوس انجام گرفته و داده های به دست آمده با داده های تجربی مقایسه می گردد. سپس پارامترهای فرض شده در معادله به نحوی تغییر داده می شوند که تفاوت اطلاعات تجربی و محاسبه شده در مقایسه بعدی کاهش یابد. این روال تا زمانی که تفاوت به حداقل برسد، ادامه می یابد. تغییر پارامترها برای رسیدن به نتیجه مطلوب از طریق تکنیک بهینه سازی عددی توابع چند متغیره سیمپلکس صورت می گیرد. برای پیوند دادن تکنیک بهینه سازی عددی با نرم افزار المان محدود، زبان برنامه نویسی پایتون به کار گرفته شد. نتیجه آن الگوریتمی است که به طور خودکار پارامترها را به طور صحیح تغییر داده و شبیه سازی انجام و محاسبات با مقادیر تجربی مقایسه می شود. اگر این مقایسه در محدوده مجاز تعیین شده نباشد، فرایند دوباره تکرار می شود تا آنجا که تفاوت اندازه گیریها کمینه گردد. به این طریق پارامتر های معادله با دقت بالایی تعیین می گردند.

فرآیندهای شکل دهی فلزات از مهمترین روش های تولید هستند. نرخ تولید بالا، کیفیت بالای قطعه تولیدی و عدم نیاز به عملیات اضافی روی محصول از جمله مزیت های آنهاست. از آنجا که در این فرآیندها تماس فلز با فلز برقرار است، اصطکاک در فصل مشترک نقش مهمی ایفا می کند.عدم کنترل این اصطکاک مضراتی همچون افزایش بار تغییر شکل و کاهش کیفیت قطعه تولیدی را به همراه خواهد داشت. همچنین اصطکاک بالا و در نتیجه آن سایش بالا باعث تولید قطعات معیوب و همچنین شکست ابزار شکل دهی می شود. روانکاری یکی از روش های کاهش اصطکاک است که در این روش لایه ای با استحکام برشی کمتر از ماده خام بین دو فلز قرار گرفته باعث کاهش اصطکاک می شود. پیشرفت های اخیر در زمینه نانو تکنولوژی علم روانکاری را نیز تحت تأثیر قرار داده است. تکنولوژی هایی که در محدوده 100 نانومتر قرار دارند در حوزه فناوری نانو قرار دارند. در علم روانکاری، افزودن ذراتی در محدوده نانومتر منجر به تولید نانو روانکارها می شود. روانکارهای حاوی نانو ذرات، به دلیل اندازه کوچک و خواص بهبود یافته در مقیاس نانو، به مراتب عملکرد و خواص بهتری نسبت به روانکارهای سنتی دارند. قرارگیری در بین سطوح درگیر و تشکیل نانو بیرینگ، قرارگیری نانو ذرات بین سطوح و پرکردن ناهمواری ها و تشکیل سطوح تقریباً صاف و ایجاد لایه محافظ سطح از جمله مکانیزم های بهبود عملکرد نانو روانکارها هستند. نانو ذرات مختلف با مکانیزم اثرهای متفاوت بین سطوح درگیر قرار گرفته، و از طریق تغییر مکانیزم اصطکاک، مقدار اصطکاک و سایش سطوح را کاهش می دهند. کاهش اصطکاک باعث بهبود عملکرد روانکار و افزایش بازده فرآیند می شود. در این پژوهش نانو ذرات الماس با اندازه میانگین 25 نانومتر در روانکاراستاندارد کشش عمیق ورق های فولادی، پلاتینیوم، با مقادیر 0، 5 و 10 درصد به صورت پایدار مخلوط شدند. سپس با استفاده از تست کشش عمیق با استفاده از قالب ناکازیما کارایی روانکار ارزیابی شد. همچنین عملکرد روانکارها با استفاده از روش اجزا محدود شبیه سازی و تحلیل شد. برای طراحی و تحلیل نتایج آزمایش ها همچنین از روش طراحی آزمایش و طرح فاکتوریلی کامل استفاده شد. نتایج نشان می دهند که استفاده نانو روانکار به مقدار قابل توجهی نیروی شکل دهی را کاهش می دهد. همنچنین افزایش مقدار نانو ذرات الماس از یک مقدار به بعد خواص روانکار را تضعیف می کند. اثر سرعت بر عملکرد نانو روانکار نیز ارزیابی شد. نتایج نشان می دهند که افزایش سرعت اثر مطلوبی بر عملکرد نانو روانکار دارد.

سوپرآلیاژ پایه نیکل به علت پایداری و استحکام در دماهای بالا و همچنین مقاومت زیاد در برابر تغییر شکل، خزش، خوردگی و اکسیداسیون، کاربرد گسترده در صنایع هوایی، نیروگاهی و نظامی و پره کمپرسور توربین گازی دارد که در سال های اخیر مورد توجه مهندسین و صنعتگران قرار گرفته است. سوپر آلیاژ اینکونل 738 یکی از پرکاربردترین سوپرآلیاژهای پایه نیکل در ساخت قطعات توربین های گازی می باشد که ماشنیکاری این سوپرآلیاژ به دلیل نرخ بالای کار سختی، با مشکلاتی همراه است. برای آنکه یک فرآیند فرزکاری از نظر اقتصادی بهینه باشد، باید کیفیت سطح قطعه کار مطلوب و عمر ابزار بیشینه نیروی ماشینکاری حداقل باشد. با توجه به تاثیرگذار بودن پارامترهای فراوان، اصولا وقاعدتا این کار نیازمند ضابطه ی برای بهینه سازی مشخصات خروجی با توجه به پارامترهای ورودی ماشینکاری است. انتخاب پارامترهای ماشینکاری با سعی و خطا ، وقت و هزینه زیادی را می طلبد و ممکن است سطح حاصل از ماشینکاری نیز کیفیت مطلوب را نداشته باشد. در این پژوهش اثر تغییر در پارامترهای ماشینکاری مانند سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش محوری، حضور و عدم حضور سیال خنک کننده بر روی اینکونل 738 مورد بررسی قرار گرفته و پس از انجام آزمایشات، نیروی ماشینکاری و زبری سطح به عنوان دو خروجی بسیار مهم فرایند مورد تحلیل قرار گرفته است. امروزه استفاده از هوش مصنوعی برای بهینه سازی و پیش بینی فرایندهای مختلف کاربرد فراوانی پیدا کرده است و نتایج بسیار خوبی را در مقایسه با روش های دیگر از خود نشان داده است. به همین دلیل در این پژوهش با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای بهینه ماشینکاری برای دو متغییر خروجی مشخص گردیده است بطوریکه استفاده از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی نیرو، کاهش مقدار آن را به میزان 7/6درصد نشان می دهد مقدار بهینه نیروی کلی که توسط برنامه بهینه سازی الگوریتم متلب معرفی شد 3/434 نیوتن می باشد. در صورتی که حداقل نیرو در داده های آزمایش با همان سطوح آزمایش 441است. برای بررسی نهایی پس از انجام تست حاصل از الگوریتم ژنتیک نتیجه نیروی کل این مقدار حاکی از کاهش7/6درصدی در نیروی کل ماشینکاری بوده است . همچنین در پایان مدلسازی نیرو و زبری سطح با شبکه عصبی انجام گرفته و نتایج آن با رگرسیون مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهند که شبکه عصبی دارای نتایج بهتری نسبت به رگرسیون 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.

یکی از اهداف مهم فرایند کشش سیم، تولید قطعات با کیفیت سطح بالا می¬باشد. از آنجایی که دراین فرایند زبری سطح بالا، ممکن است باعث بوجود آمدن ترک وگسترش آن و همچنین پارگی شود لذا داشتن کیفیت سطح مناسب یکی از فاکتورهای اساسی در این فرایند می¬باشد. در این پژوهش، تاثیر افزودن نانوذرات به روانکار بر کیفیت سطح در فرآیند کشش سیم آلومینیمی مطالعه شد. کیفیت سطح سیم با نانو روانکار و همچنین روانکار پایه بررسی شد. نتایج نشان داد افزودن نانوذرات ¬مس، اکسید¬مس و میکروذرات گرافیت می-تواند خواص روانکار معمولی را بهبود بخشیده و همچنین باعث افزایش کیفیت سطح شود. دراین پژوهش بیشترین مقدار کاهش زبری در کاهش سطح مقطع24% و نانوذرات با 2/0 درصد وزنی اتفاق افتاد. همچنین مقادیر اولیه زبری سطح سیم آلومینیمی تهیه شده از شرکت سیمکات 45/0میکرون بوده که با افزودن نانو ذرات مس با درصد وزنی2/0 در کاهش سطح مقطع24درصد به کمترین مقدار خود یعنی 08/0میکرون رسید و همچنین در همین درصد وزنی، با نانو ذرات اکسید مس و میکرو ذرات گرافیت مقدار زبری سطح میانگین به مقدار 09/0 و 12/0 میکرون کاهش یافت. نتایج این آزمایش نشان می¬دهد که برای افزایش کیفیت سطح سیم، باید مقدار مناسب نانوذرات به روانکار اضافه شود. به عبارتی باید حداکثر مقداری که عملکرد نانوذرات را تضعیف نکرده و تشکیل کلوخه ندهند را اضافه کرد که بدست آوردن این مقدار تنها از طریق آزمایش امکان¬پذیر می¬باشد.

پارامترهای بهینه در فاز اول سرعت چرخ سنگ m/s 30، سرعت حرکت میز m/min 5 و عمق برشی µm 5 می باشند. در فاز دوم تأثیر پارامترهای سنگ زنی (سرعت چرخ سنگ، سرعت حرکت میز و عمق برش) بر روی نیروهای سنگ زنی و زبری سطح و با استفاده از سیال برشی حاوی نانو ذرات آلومینیوم-اکسید بررسی شد. آزمایش ها به صورت فول فاکتوریل انجام شد. در فاز دوم نیز همانند فاز اول پارامترهای سرعت چرخ سنگ، سرعت حرکت میز و عمق برش هر کدام در 3 سطح انتخاب شدند. استفاده از سیال برشی حاوی نانوذرات آلومینیوم اکسید به منظور افزایش انتقال حرارت و بهبود خاصیت خنک کاری و استفاده از خواص نانوذرات آلومینیوم اکسید در بهبود صافی سطح قطعه کار است. از روش رویه ی پاسخ برای تحلیل نتایج استفاده شد. پارامترهای بهینه در فاز دوم سرعت چرخ سنگ m/s 30، سرعت حرکت میز m/min 5 و عمق برشی µm 5 می باشند. نتایج نشان می دهند که در فاز دوم در مقایسه با فاز اول، زبری سطح سنگ زنی شده به شدت کاهش پیدا کرده است.

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.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.