فهرست مطالب
فصلنامه مکانیک هوافضا
سال پنجم شماره 3 (پیاپی 17، پاییز 1388)
- ساخت و تولید
- تاریخ انتشار: 1388/07/10
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1در حال حاضر، شکل دهی ورق های فلزی با استفاده از پرتو لیزر برای صنایعی مانند هوا فضا، خودروسازی و کشتی سازی که قبلا از قالب و پرس های بزرگ و پرهزینه برای شکل دهی فلزات استفاده می کردند، دارای ارزش زیادی است. در این مقاله، به منظور کاهش زمان طولانی محاسبات خمش خطی ورق های فلزی با استفاده از پرتو لیزر که معمولا با تحلیل سه - بعدی و غیر خطی اجزا محدود همراه است، یک مدل ساده تحلیل مکانیکی برای پیش بینی زاویه خمش ارائه شده و در این مقاله تاثیر پارامترهای موثر بر زاویه خم ورق های فلزی در فرآیند شکل دهی لیزری به صورت تحلیلی مطالعه شده است. پیش بینی زاویه خم با استفاده از محدوده ای است که تغییرات ریز ساختاری در مقطع ورق ایجاد شده و این محدوده از آزمایش های تجربی صورت گرفته، محاسبه شده و در پیش بینی زاویه خمش استفاده شده است. مقایسه داده های مدل تحلیلی مکانیکی و تجربی تطابق نسبتا خوبی را نشان می دهد.
کلیدواژگان: شکل دهی لیزری، شکل دهی ورق های فلزی، خمش خطی ورق های فلزی با لیزر -
صفحه 13
در جوشکاری انفجاری، فشار بسیار زیاد درنقطه برخورد سبب کاهش لایه های ناخالصی سطحی شده و درنتیجه شرایط تماس فلز به فلز در فصل مشترک و اتصال متالورژیکی بین دوفلز غیرهم جنس ایجاد می شود. در این مقاله، ضمن معرفی اتصال اسکارف، جوشکاری انفجاری فلزات آلومینیوم و مس برمبنای این نوع اتصال، در حالات مختلف بارگذاری انجام شده و استحکام برشی اتصالات اسکارف به وسیله روشی جدید ارزیابی می شود. رابطه بین استحکام برشی و بارگذاری انفجاری در نمونه های مختلف به وسیله مدل های غیرخطی و لگاریتمی به کمک روش رگرسیون و استفاده از جدول ANOVA ارائه می شود. کفایت مدل های مربوطه در آزمایش های روکش انفجاری ارزیابی شد. نتیجه آنکه، با انجام اتصال اسکارف در فلزات غیرهم جنس (با استفاده از روش محاسباتی که در این مقاله ارائه شده) می توان انواع بارگذاری انفجاری را در یک مرحله ارزیابی نمود و با ایجاد مدل مناسب، استحکام برشی قطعات روکش کاری شده انفجاری را تخمین زد.
کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، اتصال اسکارف، استحکام برشی، پنجره جوشکاری -
صفحه 27می توان بسیاری از فلزات و سازه های همجنس را به وسیله روش های متداول به یکدیگر متصل نمود. این درحالی است که اتصال فلزات غیرهمجنس، برای دستیابی به ترکیبات بسیار کاربردی، موضوع تحقیق بسیاری از دانشمندان بوده است. در این مقاله، ضمن معرفی اتصال گوه ای، جوشکاری انفجاری فلزات آلومینیوم و مس صورت می گیرد و فصل مشترک اتصال از دیدگاه ماکروسکوپی و بررسی خواص مکانیکی به وسیله انجام آزمایش های کشش، برش خالص و میکروسختی سنجی، ارزیابی می شود. در اجرای آزمایش های برش، با بررسی بارگذاری انفجاری در نمونه ها، مدل هایی به روش رگرسیونی و تحلیل واریانس برای بیان استحکام برشی برحسب بارگذاری انفجاری ارائه می شود. مدل های مربوطه در آزمایش های روکش انفجاری تائید می شود. در نتیجه، با ایجاد اتصال گوه ای در صفحات غیرهمجنس می توان شرایط فصل مشترک اتصال را در فلزاتی با ضخامتهای مختلف صفحات پران و ماده منفجره در فرآیند روکش کاری انفجاری در یک مرحله ارزیابی کرد و مدل مناسبی برای ارزیابی استحکام برشی- نسبت بارگذاری اتصال ارائه نمود.
کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، اتصال گوه ای، ماکروسکوپی، استحکام برشی، میکروسختی سنجی -
صفحه 41فرایند قالبگیری انتقالی رزین که زیرمجموعه دسته وسیع تر قالبگیری مایعی است، از جمله فرایندهای مهم تولید کامپوزیت های پلیمری محسوب می شود. به منظور بهبود این فرایند و افزایش کیفیت تولید، تاکنون روش های اصلاحی متنوعی ارائه شده که یکی از مهمترین آنها فرایند قالبگیری انتقالی رزین به کمک خلاء با پوسته قالب منعطف می باشد. به-دلیل انعطاف پذیری پوسته قالب، جریان رزین داخل قالب سبب فشردگی الیاف پیش شکل داده شده و تغییر ضخامت آن می شود. این پدیده بر تمامی پارامترهای فرایند تاثیر می گذارد. به منظور دستیابی به نتایج واقعی-تر و مدل سازی دقیق فرایند در مرحله پرشدن، در این مقاله معادلات حاکم بر مرحله پرشدن قالب های طویل، با احتساب اثرات انعطاف پذیری پوسته قالب و الیاف پیش شکل داده شده و همچنین افت اصطکاکی و گرانشی لوله تزریق بصورت تحلیلی حل شده است. سپس، نتایج عددی حاصل از تحلیل حاضر با مدل های قبلی و آزمایشات موجود در این زمینه مورد مقایسه قرار گرفته و برخی از نتایج سودمند ارائه شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده بهبود مدل سازی فرایند نسبت به مدل های قبلی و همخوانی بهتر با نتایج تجربی می باشد. همچنین، نشان داده شده که صرف نظر کردن از لوله تزریق در مدل سازی فرایند قالبگیری انتقالی رزین با پوسته قالب منعطف، در مقایسه با فرایند قالبگیری انتقالی رزین با قالب های ستنی از خطای بیشتری برخوردار خواهد بود.
کلیدواژگان: فرایند قالبگیری انتقالی رزین به کمک خلاء، پوسته قالب منعطف، قطعات طویل کامپوزیتی، لوله تزریق رزین، کسر حجمی الیاف -
صفحه 55در این مقاله، به کمک معادلات ارتعاشی ابزار در دو جهت x و y، پدیده چتر در فرآیند فرزکاری مدل سازی شده است. برای حل این معادلات، ویژگی های ساختاری ابزار برشی، نظیر فرکانس طبیعی اصلی، ضریب میرایی و سختی آن در جهت های x و y باید معلوم باشد. برای تعیین این ویژگی ها، «آزمایش مودال» انجام شده و نتایج آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مدل تحلیلی ارائه شده برای پدیده چتر، در عمق های برش محوری مختلف مورد بررسی تجربی قرار گرفته و درستی آن تایید شده است. میزان عمق برش بحرانی در فرآیند شیارتراشی آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V با ابزار کاربایدی بصورت های تجربی و تحلیلی درحدود 5 میلیمتر بدست آمده است. پس از اطمینان از صحت مدل ارائه شده برای پیش بینی وقوع یا عدم وقوع پدیده چتر، تاثیر پارامترهای سرعت برشی، سختی ابزار فرز انگشتی و عمق برش شعاعی بر پایداری سیستم برشی شبیه سازی شده است. با افزایش سرعت برشی، سیستم بین حالت های پایدار و ناپایدار چند بار سوئیچ می کند. دلیل این رفتار شکل خاص نمودار دالان های پایداری (SLD) است. افزایش سختی ابزار برشی و کاهش میزان درگیری شعاعی ابزار با قطعه کار فرآیند را پایدارتر می سازد.
کلیدواژگان: فرزکاری، چتر، آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V، آزمایش مودال، مدل سازی نیروی برشی -
شبیه سازی اجزای محدود و بررسی تجربی شکل دهی قطعات مخروطی با روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعیصفحه 69شکل دهی قطعات مخروطی در صنعت یکی از زمینه های پیچیده و دشوار فرایند های شکل دهی فلزات محسوب می شود. به علت تماس کم سطح ورق با سنبه در مراحل اولیه شکل دهی، تنش زیادی به ورق اعمال شده که موجب پارگی آن می شود. به علاوه، از آنجا که بخش عمده ای از سطح ورق در ناحیه بین نوک سنبه و ورق گیر آزاد است، در صورت کشیده شدن ورق، در دیواره قطعه مخروطی چروک ایجاد می شود. به همین دلیل، این قطعات را در صنعت عموما با روش اسپینینگ، شکل دهی انفجاری و یا با کشش عمیق چند مرحله ای شکل می دهند. در زمینه شکل دهی قطعات مخروطی، تحقیقات محدودی صورت گرفته است. در این مقاله، شکل دهی قطعات مخروطی در فرآیند هیدروفرمینگ با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و مراحل آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. با بررسی مسیرهای فشار متفاوت، تاثیر مسیر فشار بر پارگی و توزیع ضخامت قطعه مورد بررسی قرار گرفت. با اعمال مسیر فشار مطلوب، قطعات مخروطی با عمق زیاد و با کیفیت مناسب شکل داده شده است.
کلیدواژگان: هیدروفرمینگ ورق، قطعات مخروطی، کشش عمیق هیدرودینامیکی، شبیه سازی اجزای محدود -
صفحه 81در این مقاله، به کمک معادلات ارتعاشی ابزار در دو جهت x و y، پدیده چتر در فرآیند فرزکاری مدل سازی شده است. برای حل این معادلات، ویژگی های ساختاری ابزار برشی، نظیر فرکانس طبیعی اصلی، ضریب میرایی و سختی آن در جهت های x و y باید معلوم باشد. برای تعیین این ویژگی ها، «آزمایش مودال» انجام شده و نتایج آن مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مدل تحلیلی ارائه شده برای پدیده چتر، در عمق های برش محوری مختلف مورد بررسی تجربی قرار گرفته و درستی آن تایید شده است. میزان عمق برش بحرانی در فرآیند شیارتراشی آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V با ابزار کاربایدی بصورت های تجربی و تحلیلی درحدود 5 میلیمتر بدست آمده است. پس از اطمینان از صحت مدل ارائه شده برای پیش بینی وقوع یا عدم وقوع پدیده چتر، تاثیر پارامترهای سرعت برشی، سختی ابزار فرز انگشتی و عمق برش شعاعی بر پایداری سیستم برشی شبیه سازی شده است. با افزایش سرعت برشی، سیستم بین حالت های پایدار و ناپایدار چند بار سوئیچ می کند. دلیل این رفتار شکل خاص نمودار دالان های پایداری (SLD) است. افزایش سختی ابزار برشی و کاهش میزان درگیری شعاعی ابزار با قطعه کار فرآیند را پایدارتر می سازد.
کلیدواژگان: فرزکاری، چتر، آلیاژ تیتانیوم Ti6Al4V، آزمایش مودال، مدل سازی نیروی برشی
-
Page 1The laser sheet metal forming process has significant importance in industries such as aerospace, automotive, and ship building, which previously relied on using expensive stamping dies and presses. In this paper, a simplified model has been developed to predict the bending angle. The calculation of bending angle by a simplified model takes less time than three-dimensional finite element simulation, which is used to analyze the process. The effect of process parameters on bending angle and predicting of bending angle by calculating plastic zone have been studied. The tests have shown that the bending angle is directly proportional to the laser power and is in inverse proportion to the path feed-rate and the laser spot beam diameter. The comparison between theoretical and experimental results has shown reasonable agreements.Keywords: Laser Forming, Sheet Metal Forming, Linear Laser Bending
-
Page 13
In Explosive Welding (EXW) process, there is a situation in which high amount of pressure in collision point leads to decrease in impurity of superficial layers and metal gets in contact with another dissimilar metal and Metallurgical bond can be initiated at the interface. In this paper, in addition to introduction of scarf welding, explosive welding of aluminium to copper plate in different conditions of explosive loading performed and shear strength of bond was evaluated through new method. The Relationship between shear strength and explosive loading was demonstrated by establishment of non-linear and logarithmic models through regression method and ANOVA table. Adequacy of the developed models was verified in explosive cladding process. Consequently, explosive loading varieties can be evaluated in one experiment by production of scarf joint between dissimilar metals (according to the computational method employed in this paper) and with development of proper model, the shear strength of cladding metals can be estimated.
Keywords: Explosive Welding, Scarf Joint, Shear Strength, Welding Window -
Page 27It is possible and practicable to make a joint in similar materials, whereas, bonding of dissimilar metals in order to achieve applicable components has been subjected to many investigations. The purpose of this study is to produce scarf joint through explosive welding process (EXW) between chamfered end of aluminium and copper plates. Macroscopic observations and mechanical properties of interface, such as bond shear strength and micro-hardness was carried out on the bond interface. Mathematical models were adopted for the interface properties of the scarf joint to make relationship between the bond shear strength and explosive loading ratio with regression method and variance analysis. These models verify in explosive cladding processes. Consequently, mathematical model which is based on scarf joints in dissimilar metals could predict bond properties of cladding metals under desired explosive loading and flyer plate thickness. This led to establishment of appropriate model to explain shear strength- Explosive loading ratio.Keywords: Explosive Welding, Scarf Joint, Macroscopic, Micro, hardness
-
Page 41Resin transfer molding, that is a sub-branch of liquid composite molding, is one of the manufacturing methods of polymeric composites. Various modification has been presented to improve this process and enhance the product quality. One of the most important modified suggestions is the vacuum assisted resin transfer molding process with flexible tools. Because of the flexibility of tools, resin flow in the mold compact the fiber preform and consequently the thickness of the preform is varied. This phenomenon will affect all process parameters. In order to achieve more actual results and a proper modeling of the mold filling stage, in this article, the governing equations of the molding of a large part incorporating flexibility of tools, gravitational effects, and also friction losses have been solved analyticaly. Then, numerical results have been compared with other models and existing experimental results. It has been shown that neglecting injection tube in modeling of resin transfer molding process with flexible tools has more errors in comparison with RTM process, using traditional molds.Keywords: Vaccum Assisted Resin Transfer Molding Process, Flexible Tools, Large Composite Parts, Injection Tube, Fiber Volume Fraction
-
Page 55In recent years, several sheet hydroforming methods have been introduced by researchers. Despite the advantages of these methods, they have some limitations. A new sheet hydroforming process was previously introduced by the authors, where in a polyurethane diaphragm is used to control the blank holder force and to reduce wrinkling in the flange area. In this paper, the effect of significant parameters, including pre-bulging and forming pressure was studied by experimental work and by finite element simulation. It was shown that in forming by the proposed die, a much lower pressure was required compared to those in other sheet hydroformings. Moreover, it was concluded that in the new die, pre-bulging does not considerably affect the sheet thickness distribution. It was also illustrated that by increasing the internal pressure, the critical thickness will be transferred from the punch tip area towards the product wall area. Also, the effect of friction coefficient between the punch and the blank was studied numerically and it was shown that increasing the friction coefficient causes improvement in the thickness distribution.Keywords: Metal Forming, Deep Drawing, Sheet Hydroforming, Finite Element Simulation
-
Page 69Forming conical parts is one of the complex and difficult fields in metal forming processes. Because of low contact area of the sheet with punch in the initial stages of forming, high stresses is applied to the sheet that causes tearing. Moreover, since most of the sheet surface in the area between the punch tip and the blank holder is free, when the sheet is drawn, wrinkles are occurred in the wall of the part. Thus, these parts are normally formed by spinning, explosive forming, or multistage deep drawing processes. A few number of research works have been carried out in the area of forming conical parts. In this paper, forming these parts in the hydroforming process is studied, using finite element simulation and experiments. By examining several pressure paths, the effect of pressure path on tearing and thickness distribution of the sheet has been studied. By obtaining the desired pressure path, a conical part with a high depth has been formed.Keywords: Sheet Hydroforming, Conical Parts, Hydrodynamic Deep Drawing, Finite Element Method
-
Page 81Using cutting tool vibration equations in x and y directions, the chatter phenomenon in milling process is modeled. To solve these equations, cutting tool structural characteristics, such as natural frequency, damping ratio, and its stiffness in x and y directions must be known. For finding these properties, “Modal Test” is performed and its results are analyzed. The suggested analytical model for chatter phenomenon is tested experimentally in different axial depth of cut and its correctness is proved. The critical depth of cut in slotting Titanium alloy Ti6Al4V with Carbide tool is achieved both experimentally and analytically about 5 mm. After validation the suggested model for predicting chatter, the effect of cutting speed, endmill stiffness, and radial depth of cut on cutting system stability are simulated. Increasing the cutting speed causes system switches between stable and unstable conditions for several times. This is because of the special shape of the Stability Lobe Diagram (SLD). Increasing the endmill stiffness and decreasing the radial depth of the cut or tool-workpiece engagement make the process more stable.Keywords: Milling, Chatter, Titanium Alloy Ti6Al4V, Modal Test, Cutting Force Modeling
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.