نام پژوهشگر: محمد علی میرزایی
مجتبی نادری محمد علی میرزایی
رعایت اصول ایمنی در جابجائی گازمایع ، ضرورت دانش و آگاهی کامل در مورد این فرآورده را میطلبد. گازمایع تنها فرآورده نفتی است که نگهداری آن الزاماً در ظروف تحت فشار صورت میگیرد و روشهای جابجائی گازمایع تحت پوشش قوانین و استانداردهای اجباری میباشد . در سالهای اخیر علیرغم توسعه چشمگیر شبکه خطوط لوله گاز طبیعی در اقصی نقاط کشور ، به دلیل مصارف متعددی که از گازمایع میشود و سهولت جابجائی آن در ظروف مختلف تحت فشار ، شرکتهای توزیع کننده سالیانه بیش از دو میلیون تن گازمایع را طی یکصدو بیست میلیون جابجائی سیلندر از طریق عوامل مختلف توزیع به بیش از هفت میلیون خانوار مصرف کننده در سراسر کشور عرضه مینمایند . سنگینی و بدبار بودن سیلندرهای گازمایع فولادی همراه با رفتارهای غیرمتعارف مصرف کنندگان و سایر عوامل فرسایشی نظیر شرایط جوّی برخی مناطق ، فرسودگی و خرابی زودرس سیلندرها را موجب شده و سالیانه هزینه های بسیار هنگفتی مصروف بازسازی شبکه سیلندرهای گازمایع میشود . لذا پیش بینی راهکارهای لازم جهت کاربرد و بهره گیری از تکنولوژیهای برتر ، نظیرجایگزین نمودن سیلندرهای کامپوزیتی با عمر مفید و ایمنی بالاتر بجای سیلندرهای فولادی بمنظور کاهش هزینه ها و جلوگیری از اتلاف منابع ارزشمند ملّی کشورمان ضروری و محسوس میباشد . در این تحقیق با بهره گیری از استانداردهای ملّی موجود برای سیلندرهای گازمایع فولادی و همچنین بهره گیری از استانداردهای جهانی سیلندرهای گازمایع کامپوزیتی ، آزمایشهای مربوط به استحکام سیلندرهای گازمایع کامپوزیتی قابل حمل ( تست هیدرواستاتیک، تست ضربه، تست آتش) را انجام و استحکام سیلندرهای گازمایع فولادی و کامپوزیتی را مورد بررسی و مقایسه قرار داده ایم . نتایج حاصله از این مطالعه و تحقیق ، تأیید استحکام سیلندرهای کامپوزیتی در مقایسه با سیلندرهای فولادی میباشد، ضمن اینکه مزیت های جدیدی در آزمایشات تجربی سیلندرهای کامپوزیتی بروز مینماید که بر مقبولیت آن می افزاید . این تحقیق زمینه های مناسبی را برای انجام تحقیقات متعدد آتی محققین فراهم نموده و شرایط تدوین قوانین و مقرارات استاندارد ملّی برای کاربرد سیلندرهای کامپوزیتی قابل حمل را در کشورمان تسهیل می نماید.
اسماعیل محمدیان محمد علی میرزایی
کشش عمیق یکی از مهمترین فرآیندهای شکلدهی ورق است که به طور وسیعی در تغییر شکل ورقهای فلزی و تبدیل آن به قطعات توخالی به کار میرود. این فرآیند نخستین بار در اوایل قرن هیجدهم تجربه شده است. در فرآیند کشش عمیق سنتی محیط شکلپذیری به صورت صلب میباشد. این فرآیند اگر چه که برای تولید قطعات با استحکام بالا و وزن کم مناسب میباشد ولی در تولید بعضی قطعات با شیب منفی و فرمهای پیچیده استفاده از این روش غیرممکن میباشد که می توان از روش هیدروفرمینگ استفاده کرد. در این فرآیند محیط شکلپذیری به صورت سیال میباشد، فرآیند هیدروفرمینگ اگرچه که دارای مزایایی چون بهبود شکلپذیری، قابلیت شکلدهی قطعات پیچیده، کیفیت سطحی خوب و دقت ابعادی بالا میباشد ولی معایبی همچون مشکل آببندی و هزینه بالا دارد. برای رفع مشکلات فوق روش جدید فرمدهی ساچمه که برای فرمدهی ورقهای فلزی قابل استفاده است، پیشنهاد میگردد. در این روش اگر چه که محیط شکل دهی به صورت جامد بوده ولی بدلیل گسستهبودن، کاملا انعطاف پذیر می باشد، و در آن ساچمه بعنوان محیط شکل دهنده، نیرو را از سنبه به ورق منتقل می کند. از مزایای فرآیند فرمدهی ساچمه-ای میتوان به ساده بودن فرآیند، ارزانبودن و امکان ساخت قطعات با شیب منفی اشاره کرد. در این تحقیق از فرآیند جدیدی به نام فرآیند کشش عمیق ساچمه ای استفاده شده و امکان سنجی این فرآیند و ساخت قطعات و پارامترهای موثر بر آن مورد بررسی قرار گرفته و با فرآیند کشش عمیق سنتی مورد مقایسه قرار میگیرد. از جمله این پارامترها میتوان به بررسی توزیع ضخامت و نیروی فرمدهی با استفاده از نتایج تجربی و عددی و همچنین بررسی برخی از پارامترها مانند اصطکاک و شعاع ماتریس و ... با استفاده از نتایج عددی در هر دو فرآیند کشش عمیق و ساچمه ای اشاره کرد. در این تحقیق ورقهایی از جنسal1050 و al1050 آنیل شده و st14با ضخامت 1 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که نیروی مورد نیاز برای فرآیند کشش عمیق ساچمه ای بیشتر از فرآیند کشش عمیق سنتی است. همچنین نمونه شکل داده شده توسط فرآیند کشش عمیق از توزیع ضخامت یکنواخت و مناسبتری نسبت به نمونه کشش عمیق ساچمهای برخوردار است ولی حداکثر نازک شدگی در قطعات مربوط به فرآیند ساچمهای کمتر از فرآیند کشش عمیق سنتی میباشد. تطابق قابل قبولی بین نتایج حاصل از شبیهسازی و نتایج تجربی دیده می شود. همچنین ملاحظه گردید که با استفاده از فرآیند کشش عمیق ساچمه ای می توان به قطعاتی با شیب منفی دست پیدا کرد که تولید این نوع قطعه توسط فرآیند کشش عمیق سنتی امکان پذیر نمیباشد.
محمد رضا فراهانی محمد علی میرزایی
ورق¬های فلزی کاربردهای فراوانی در ساخت قطعات فلزی به روش شکل¬دهی دارند. امروزه ریزکردن دانه-های کریستالی مواد فلزی به ویژه ورق¬ها، جهت بهبود خواص مکانیکی آنها و ساخت قطعات میکرونی بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. فرآیندهای تغییر شکل شدید پلاستیک بعنوان مهمترین فرآیندهایی می¬باشند که نه تنها باعث ریزشدن دانه¬های کریستالی مواد فلزی شده بلکه ابعاد نمونه پس از فرآیند، تغییر¬ می¬کند. در این تحقیق فرآیند خم متحرک که یک روش ابداعی بوده و به عنوان یکی از فرآیندهای تغییر شکل شدید پلاستیک مورد بحث قرار می گیرد. اساس کار این روش، خم و راست کردن ورق با عبور از قالبی با خم v شکل و ایجاد کرنش¬های شدید پلاستیک می¬باشد. در این روش ابتدا ورق از جنس آلیاژ مسc12200 را بین قالب قرار داده و ورق از یک طرف به وسیله یک گیره متحرک کشیده¬ می¬شود. بنابراین ورق با هر بار عبور از بین قالب 3 بار تحت عملیات خم و راست شدن قرار می¬گیرد. در این فرآیند با افزایش کرنش سبب ریز شدن دانه¬های کریستالی تحت اثر تغییر شکل پلاستیک می شود. همچنین ابعاد ماده حین فرآیند تغییر نکرده و با کاهش انداز? دانه¬های کریستالی خواص مکانیکی بهبود می یابد. خواص مکانیکی و ریز ساختار ورق مسی تغییر شکل داده شده تا¬ 50¬سیکل عبور در فرآیند ¬خم متحرک مورد بررسی قرار گرفته و نتایج تحقیق، بیانگر افزایش استحکام و همچنین متوسط اندازه دانه¬ها تا 20 برابر کاهش می¬یابد. شبیه سازی انجام شده بر روی این فرآیند که توسط نرم افزار آنالیز المان محدود انجام گرفته است نشان دهند? ایجاد کرنش موثر بعد از اعمال هر سیکل بر روی ورق می¬باشد. همچنین، تاثیر پارامترهای عملیاتی مختلف مانند زاویه قالب، ضخامت ورق، شرایط بارگذاری و ضریب اصطکاک در فرآیند خم متحرک را بر روی میزان کرنش پلاستیک بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است.
علی اکبر نوراله زاده زواردهی محمد علی میرزایی
شکل دهی ورق را می توان توانایی ورق در تغییرشکل و تبدیل شدن به شکل مورد نظر بدون پارگی و گلویی شدن تعریف کرد. ورقها را می توان تا حد معینی تغییرشکل داد که این حد با شروع گلویی موضعی که در نهایت منجر به پارگی می شود مشخص می گردد. فرآیند « کشش عمیق »، که می توان آن را به عنوان یکی از مهمترین فرآیند های شکل دهی ورق های فلزی در صنعت امروز در نظر گرفت به صورت زیر تعریف می شود : کشش عمیق فرآیندی است که طی آن گرده یا بلانک اولیه تحت کنترل فشار ور قگیر، توسط سنبه به داخل ماتریس کشیده شده و جسم تو خالی را که ضخامت آن تقریباً با ضخامت ورق اولیه یکی است تشکیل می دهد. در این فرآیند محیط شکل پذیری به صورت جامد می باشد. فرآیند کشش عمیق اگر چه که برای تولید قطعات با استحکام بالا و وزن کم مناسب می باشد ولی در تولید بعضی قطعات با شیب منفی و فرم های پیچیده استفاده از این روش غیر ممکن می باشد که می توان از روش هیدروفرمینگ ورق استفاده کرد(شکل 1). شکل 1 : شماتیک فرآیند کشش عمیق عملیات کشش عمیق هیدروفرمینگ شبیه عملیات کشش عمیق معمولی است با این تفاوت که سیال جایگزین ماتریس می شود. در این فرآیند محیط شکل دهی بصورت سیال می باشد. فرآیند هیدروفرمینگ ورق اگرچه که دارای مزایایی چون بهبود شکل پذیری، قابلیت شکل دهی قطعات پیچیده، کیفیت سطحی خوب و دقت ابعادی بالا می باشد ولی معایبی همچون مشکل آب بندی و هزینه بالا دارد(شکل 2 ). شکل 2 : شماتیک فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ برای رفع مشکلات فوق روش جدید فرم دهی ساچمه که برای فرم دهی ورق های فلزی قابل استفاده است، پیشنهاد می گردد. در این روش محیط شکل دهی به صورت انعطاف پذیر جامد می باشد، و در آن ساچمه بعنوان محیط شکل دهنده قدرت را از سنبه به ورق منتقل می کند(شکل 3 ). شکل 3 : شماتیک فرآیند فرم دهی ساچمه ای فرآیند فرم دهی ساچمه ای دارای مزایای زیر است : 1. بسیار ساده و ارزان است. 2. نیاز به تجهیزات گران قیمت ندارد. 3. امکان ساخت قطعات با شیب منفی 4. مناسب برای تولید قطعات با فرم پیچیده به نظر می رسد با استفاده از این فرآیند، فرم پذیری و قابلیت کشش عمیق قطعه افزایش پیدا کند. در روش های فوق پارامترهای شکل دهی زیادی مانند نیروی ورق گیر، اصطکاک، شعاع سنبه، شعاع ماتریس، قطر ساچمه، پیچیدگی قالب، خواص مکانیکی ورق و ... بر روی فرآیند تاثیر گذارند. از جمله تحقیقاتی که درزمینه های هیدروفرمینگ ورق وکشش عمیق انجام شده است میتوان به فعالیتهای رضا غفوری آهنگر و همکاران در زمینه بررسی تاثیر پارامترهای کشش عمیق هیدروفرمینگ و مقایسه روشهای متداول کشش عمیق به روش المان محدود اشاره کرد.آنان نتیجه گرفتند با کاهش گوشه های سنبه، کرنش ضخامت افزایش می یابد. این تغییر دو نتیجه مهم دارد : 1. احتمال پارگی افزایش می یابد 2. کاهش ضخامت نسبت به دیگر نواحی کشش، باعث کاهش کیفیت محصول می شود. همچنین در روش هیدروفرمینگ ورق میتوان به حد کشش بالاتری نسبت به روش کشش عمیق دست یافت. در پژوهشی دیگر فرشته صنیعی و همکاران ( 1387 ) به بررسی تجربی و عددی اثرات نیروی ورق گیر و اصطکاک در فرآیند کشش عمیق پرداختند. آنان نتیجه گرفتند که وجود اصطکاک زیاد روی سنبه می تواند سبب افزایش کشش پذیری شود. همچنین وجود روانکار به جریان فلز کمک نموده و موجب پائین آمدن نیروها شده و عیوب احتمالی در قطعه مانند پارگی و در ابزار مانند فرسایش سطحی را کاهش می دهد.