لیپینگ جزء فرایندهای براده برداری با ابزارهای تعریف نشده از نظر هندسی میباشد کلید دستیابی به پرداخت مورد نظر را میتوان در کیفیت سطح، استحکام نگهدارنده، تلورانسها/پرداخت نرخ تولید، قیمت و کارکرد تولیدی جستجو کرد که این نتایج بوسیله فاکتورهای ماشین ابزار (طراحی، ویژگیها و خنک کننده) فاکتورهای مواد کار (خواص، هندسه، کیفیت قطعه) فاکتورهای انتخاب سیستم ساینده (ماده ساینده، سیال حامل، لپ، نگهدارنده، و سیستم پاششی) فاکتورهای مربوط به عملیات (نوع عملیات، فشار اعمالی، نرخ باربرداری، سیکل کاری، روشهای بازرسی و سیکل پاشش مواد ساینده) تحت تاثیر قرار میگیرند. برای هر فرایند ماشینکاری سایشی چهار فعل و انفعال واکنش مواد ساینده و قطعه کار، واکنش برادهها و مواد چسبنده. واکنش براده و قطعه کار و چسبنده را دید که از اینها، واکنش مواد ساینده و قطعه کار خیلی مهم است اما در انتخاب شرایط ماشینکاری در لپینگ بایستی به مقدار مجاز ماشین کاری و دقت لپینگ، فشار مورد نیاز در لپینگ، سرعت لپینگ، نرخ براده برداری در لپنیگ، اندازه دانه های ساینده، وابستگی بین فشار واحد، غلظت ذرات ساینده و اندازه دانه های ساینده، زمان ماشین کاری لپینگ، پرداخت لپینگ و تمیزکاری قطعات لپینگ شده توجه داشت که درباره هر مورد و ارتباط بین آنها به طور کامل بحث شده است.

نمونه سازی سریع یک فرایند تولید لایه به لایه از مواد اولیه آن است. رزین ها، ذرات پودر و نیز ورق های نازک به عنوان مواد اولیه این فرایند. در تولید سریع قطعه و یا قالب مورد استفاده قرار می گیرند. تکنیک نمونه سازی سریع با ایجاد یک مدل سه بعدی در محیط نرم افزاری cad آغاز شده و پس از ایجاد لایه های متوالی آن مدل در cad ، تمام نقاط سطح مقطع هر لایه با ویژگی پر و یا خالی شناسایی و معرفی می گردند. در این تکنیک، در نقاط منتخب هر لایه فیزیکی و مطابق نقشه آن لایه در ، cad ، مواد اولیه که در ابتدا به صورت مجزا می باشند. به یکدیگر ملحق شده و نواحی صلب قطعه نمونه را تشکیل می دهند. اتصال مواد اولیه در نقاط منتخب به واسطه اعمال انرژی حاصل از منابع انرژی متمرکز صورت می گیرد. نمونه سازی سریع امکان ساخت قطعات نمونه ای که دارای هندسه پیچیده بویژه در قسمت داخلی قطعه باشند را فراهم نموده و ضمن کاهش هزینه ساخت قطعات نمونه، زمان تولید آن ها را نیز به طور قابل توجهی کاهش می دهد. نمونه سازی سریع علاوه بر تولید قطعات نمونه، توان تولید سریع ابزار و قالب را نیز دارا می باشد. قطعات نمونه تولید شده در تکنیک نمونه سازی سریع در طیف وسیعی از صنایع مانند هوافضا، صنعت خودرو، مهندسی پزشکی، هنر، معماری و توپوگرافی کاربد یافته اند. اختلاف موجود بین روش های مختلف نمونه سازی سریع، ناشی از تفاوت موجود در نحوه ساختن قطعات از لایه های متوالی، مواد اولیه مصرف و نوع منبع انرژی متمرکز مورد استفاده می باشد. علاوه بر مزایای بسیاری که در تکنیک نمونه سازی سریع وجود دارند. محدودیت در مواد اولیه مصرفی، عدم دستیابی به دقت ابعادی و صافی سطوح، هزینه زیاد دستگاه ها و سرعت کم در تولید انبوه از جمله تنگناهایی سریع را محدود می سازد. روش های نمونه سازی سریع موجود که پودر فلزات را به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می دهند، عموما از پرتو لیزر به عنوان انرژی حرارتی متمرکز استفاده می کنند. در این پژوهش قصد بر این است که قابلیت استفاده از انرژی متمرکز قوس پلاسما برای تف جوشی موضعی پودر فلزی پوشش داده شده با مواد پلیمری در نقاط منتخب اثبات شود. لذا در این رساله ابتدا امکان پذیری روش نمونه سازی سریع با تخلیه الکتریکی (seds) اثبات گردیده و سپس فرآیند انتقال حرارت در مرحله تف جوشی اولیه در این روش نمونه سازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. در راستای تحقق اهداف رساله، ابتدا پودر فلزی بعنوان ماده اولیه پایه و مواد پلیمری بعنوان مواد پوششی انتخاب می گردد. سپس از طریق تجربی روش پوشش دهی پودر فلزی با مواد پلیمری تدوین گردیده و این پدر پوشش داده شده بعنوان ماده اولیه روش نمونه سازی سریع با تخلیه الکتریکی معرفی می شود. ابداع روش پوشش دهی پودر فلزات با مواد پلیمری یکی از دستاوردهای این رساله می باشد. سپس با استفاده از تخلیه الکتریکی بین الکترود و بستر پودر فلزی پوشش داده شده، انرژی حرارتی قوس پلاسمای تولیدی در نقاط منتخب به سطح بستر پودر اعمال کی گردد. در نقاطی از بستر پودر که تحت اعمال انرژی حرارتی قرار می گیرند. تف جوشی اولیه بین ذرات پودر انجام می شود. با تکمیل فرآیند اسکن تمام سطح یک لایه از بستر پودر، لایه دیگری از پودر بر روی لایه قبلی‍ گسترده شده و فرآیند اسکن و تف جوشی اولیه در نقاط منتخب آن لایه صورت می گیرد. با تکرار فرآیند تف جوشی اولیه برای تمام لایه های متوالی، قطعه تف جوشی شده بنام green part حاصل می شود. موفقیت در تولید قطعات با هندسه مختلف از این روش نشان می دهد که نمونه سازی سریع به کمک تخلیه الکتریکی (seds) عملا امکان پذیر می باشد. کنترل مسیر اسکن قوس پلاسما در در روش seds آسانتر از پرتوهای متمرکز دیگر مانند لیزر بوده و استفاده از تجهیزات ارزان قیمت در این روش موجب شده است نا روش seds به عنوان یک روش ارزان در مقایسه با دیگر روش های نمونه سریع معرفی گردد. بعلاوه در این مرحله از تحقیق ملاحظه شده است که استفاده از تخلیه الکتریکی با فرکانس پایین دارای محدودیت هایی است. لذا سیستم تخلیه الکتریکی با فرکانس بالا مطرح شده و به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج تجربی این پژوهش نشان می دهد که با افزایش فرکانس تخلیه الکتریکی، اولا عمق نفوذ تف جوشی در بستر پودر افزایش می یابد. ثانیاً دقت هدف گیری نقطه ای در مرحله تف جوشی اولیه بهبود می یابد. ثالثاً در فرکانس های بالاتر امکان ایجاد کانال قوس پلاسما در سطح کمتری از توان الکتریکی فراهم می شود که این امر باعث طریف شدن قوس پلاسما می گردد. همچنین به منظور افزایش سرعت تف جوشی یک لایه، استفاده از سیستم مرکب از چند الکترود مطرح گردیده و ملاحظه شده است که با استفاده از تف جوشی چند نقطه علاوه بر افزایش سرعت تف جوشی، فرسایش الکترود نیز کاهش می یابد، با افزایش تعداد الکترودها در روش seds پتانسیل لازم برای تولید قطعات نمونه با ابعاد بزرگ وجود خواهد داشت که به عنوان یک مزیت برجسته روش seds به شمار می آید. بعلاوه در این رساله فرآیند انتقال حرارت در حین تف جوشی در دو دیدگاه میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک تجزیه و تحلیل شده است. در دیدگاه میکروسکوپیک، یک دانه پودر کروی شکل مورد ملاحظه قرار گرفته است که در معرض انرژی حرارتی قوس پلاسما واقع می شود. معادله دیفرانسیل انتقال حرارت هدایت گذرا در مختصات کروی به همراه شرایط مرزی حاکم در فرایند تف جوشی اولیه مدلسازی گردیده و بر اساس روش حجم های محدود گسسته سازی شده اند. سپس با انجام حل عددی، توزیع دما در نقاط مختلف میدان حرارتی محاسبه شده است. نتایج حل عددی نشان می دهند که در قسمت های خارجی ذرات پودر کروی پوشش داده شده با مواد پلیمری، شرایط دمای لازم برای ایجاد تف جوشی اولیه بین ذرات پودر مجاور فراهم می گردد. همچنین نتایج حل عددی نشان می دهند که توزیع دمای حاصل در پودرهای پوشش داده شده با مواد پلیمری، به نوع ماده پودر فلزی پایه وابستگی کمکی دارد. در حالیکه با برسی همین نتایج، وابستگی توزیع دما به انتخاب نوع ماده پوشش پلیمری کاملاً مشهود می باشد. بررسی رفتار حرارتی یک دانه پودر پوشش داده شده در مرحله تف جوشی اولیه موضعی در نمونه سازی سریع و یافتن رفتار دمایی نقاط مختلف آن از طریق حل عددی و بر اساس روش حجم های محدود، برای اولین بار در این رساله انجام شده است. در دیدگاه میگروسکوپیک، فرآیند انتقال حرارت در بستر پودری که در معرض انرژی حرارتی قوس پلاسما قرار میگیرد، بررسی شده است. بدین منظور معادله دیفرانسیل انتقال حرارت هدایت گذرا در مختصات استوانه ای به همراه شرایط مرزی در فرآیند تف جوشی مدلسازی شده و بر اساس روش حجم های محدود گسسته سازی گردیده اند. سپس با انجام عددی، توزیع دما در بستر پودر محاسبه شده است. از نتایج حل عددی ملاحظه می شود که در ناحیه ای از بستر پودر که در معرض انرژی حرارتی قوس پلاسما قرار می گیرد. شرایط دمایی لازم برای ایجاد تف جوشی اولیه فراهم می گردد. همچنین با نصب ترموکوپل های نوع k در نقاط مختلف بستر پودر، دمای بستر پودر در شرایط تف جوشی به صورت تجربی اندازه گیری شده است. دمای اندازه گیری شده توسط این ترموکوپل ها انطباق نزدیک با دمای محاسبه شده از حل عددی دارد. بنابر این نتایج حل عددی توسط نتایج تجربی تایید می شود. دستیابی به توزیع دما در میدان حرارتی در مرحله تف جوشی در هر دو دیدگاه میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک این مطلب است که راه حل عددی بر اساس روش حجم های محدود یک روش مناسب برای تحلیل رفتار دمایی محیط پودری شکل می باشد.

در این پایان نامه به پدیده chatter پرداخته می شود و علی الخصوص مساله فرزکاری مورد بررسی قرار می گیرد در ابتدا و در فصل اول مقدمه ی در رابطه با فرزکاری chatter و راههای تشخیص آن و کاریهایی که در این زمینه انجام شده اورده شده است. در فصل دوم اصول تیوری مورد نیاز در بررسی chatterپیش بینی و تشخیص آن و مخصوصا تشخیص صوتی آورده شده است. در فصل سوم به مدلسازی این فرایند بررسی روابط و نیروها و فرایند chatter مخصوصا براساس مدل ارایه شده توسط budak پرداخته شده است در انتهای این فصل پس از ارایه دیاگرام پایداری حاصل از مدل تحلیل دو درجه آزادی بررسی روشهای مختلف مقابله با این پدیده ناخواسته یعنی ناپایداری در ماشینکاری یا همان chatter انجام شده است . براساس نیاز به یافتن پارامترهای و توابع تبدیل سیستم دینامیک فرزکاری آزمایش مدل بر روی ابزار تهیه شده انجام شده و نتایج آن در قالب نمودارهای پاسخ فرکانسی رسم شده است ودر نهایت با استفاده از این توابع تبدیل دیاگرام پایداری رسم شده است . در ادامه همین فصل تست ماشینکاری برای برسی صحت حدود پایداری یافته شده انجام شده و نتایج در قالب یک جدول و یک نمودار ارایه گردیده است در نهایت برای اطمینان از صحت نتایح آزمایش ماشینکاری با میکروفن انجام شده و سیگنالهای صوتی ضبط شده در هنگام ماشینکاری پرداخت و تحلیل شده ااست . در ضمیمه 1 برخی از برنامه های مورد استفاده در این پایان نامه آورده شده است.

یکی از عمده ترین شاخصهای اقتصادی - صنعتی یک جامعه مدرن میزان تولید و مصرف انرژی الکتریکی آن می باشد. امروزه نیروگاههای گاز بدلیل جنبه های مثبتی که دارا است ، یکی از مهمترین تولیدکننده های نیروی برق می باشد. همچنین این واحدهای دارای جنبه های منفی نظیر فرسایش شدید، در قطعات داغ آن می باشد. از مهمترین اجزایی که در این واحدها در معرض فرسایش شدید قرار دارند، پره های ردیف اول توربین می باشند، بطوریکه سالیانه تعداد زیادی از این پره ها تخریب شده و غیرقابل استفاده می شوند. به منظور رفع این مشکلات تمهیداتی نظیر انتخاب ماده مناسب ، بهبود طراحی و ... در نظر گرفته شده است . برای به تحقق رسیدن این تمهیدات باید در ابتدا شرایط کاری پره شناخته شده و با محاسبات توزیع تنش مقادیر ضریب اطمینان در نواحی مختلف پره مشخص باشد. در این روژه با بررسی شرایط کاری پره وضعیتی که به لحاظ تنشهای موجود در آن در حالت کارکرد دائم دارا می باشد، تعیین شده است . این محاسبات برای پره متحرک ردیف اول توربین گاز w251 انجام گردیده است . روشی که برای تحلیل در نظر گرفته شده است روش المانهای محدود بوده و نرم افزار مورد استفاده nisa ii می باشد. به این منظور با استفاده از محاسبات ترمودینامیکی شرایط سیال با شبکه بندی جریان بین دو پره متوالی و با اعمال شرایط مرزی محاسبه شده از حل ترمودینامیکی پارامترهای جریان در نقاط شبکه تعیین شدند. سپس با مدلسازی پره و اعمال شرایط سیال در اطراف آن توزیع دما در حالت کارکرد دائم توربین در پره محاسبه گردید. به منظور انجام محاسبات تنش به مدل هندسی پره در نرم افزار، شرایط دوران پره در کارکرد دائم اعمال شده و سپس تنشهای ناشی از نیروهای گریز از مرکز معین شدند. به این ترتیب می توان با استفاده از شرایط محاسبه شده در این نوع پره ها یک شناسایی کلی در مورد شرایط کاری پره به دست آورد و نواحی از پره که بیشتر در معرض تخریب قرار دارند تعیین شده و توسط محاسبات طراحی آنها را تقویت نموده و عیوب موجود را برطرف کرد.

در این پژوهش فرایند اکستروژن پودر فلزات مورد بررسی قرار گرفته است . از آنجائی که این روش شاخه ای از متالورژی پودر محسوب می شود، در مورد بعضی از جنبه های مربوط به آن نظیر تف جوشی، روانکاری پودر، تف جوشی سریع و جوش حالت جامد نیز مطالبی آورده شده است . از سوی دیگر این فرآیند نوعی اکستروژن می باشد و بنابراین د ر زمینه مباحث فشار مورد تحقیق قرار گرفته است . روش اکستروژن مداوم قابل تراکم یا به عبارت دیگر رفتار پودر تحت فشار مورد تحقیق قرار گرفته است . روش اکستروژن مداوم پودر فلزات به عنوان روشی جالب و مورد توجه در ساخت نیم ساخته هایی با سطح مقطع کوچک و با طول نا محدود معرفی شده است . برای درک عملی بهتر این فرایند چند مدل و ابزار نسبتا ساده طراحی شده و با سه نوع پودر مورد آزمایش عملی قرار گرفته اند. پودرهای مورد استفاده عبارتند از: پودر آاومینیوم، براده خرد شده آلومینیوم و پودر برنج. ابزارهای ساخته شده برای روش های اکستروژن مستقیم، اکستروژن جانبی و اکستروژن پیوسته طراحی شده است . محصولات به دست آمده از این مدل ها جهت ارزیابی فرآیند مورد برخی آزمایشات خواص مکانیکی قرار گرفته اند.

مساله مورد بررسی در این پروژه، پیدا کردن مقدار انتقال حرارت در سوپاپ خروجی موتور احتراق داخلی است . این مساله از این لحاظ حائز اهمیت است که در موتورهای با دور بالا و تحت بار سنگین، سوپاپ های خروجی دچار شکستگی می شوند. در این پروژه ضمن بررسی مکانیزم های انتقال حرارت در سوپاپ ، مدل اجزا جزئی آن توسط نرم افزار نیسا ساخته شده است و سپس عددی مساله صورت گرفته است . هدف از این پروژه، پیدا کردن روشی برای خنک سازی سوپاپ است که این کار می تواند توسط خنک کنندگی داخلی صورت گیرد. امروزه در برخی از موتورهای سنگین از سوپاپ های سدیمی استفاده می شود ولی این گونه سوپاپ ها به علت هزینه بالا، چندان متداول نمی باشد. در این پروژه علاوه بر بررسی میزان خنک کنندگی سدیم در دوره های مختلف موتور، روش دیگری نیز برای خنک سازی پیشنهاد شده است که آن استفاده از گرمای نهان تبخیر یک سیال برای خنک سازی است ، که عملکرد آن بسیار شبیه لوله های حرارتی است . متاسفانه به دلیل مشکل هزینه های زیاد برای ساختن یک نمونه از این سوپاپ ها و تست آنها، هیچگونه معیاری برای تایید صحت حل عددی وجود ندارد.