فهرست مطالب

International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology
Volume:2 Issue: 2, 2008

  • تاریخ انتشار: 1387/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • امین میراحمدی، نادر شرفی صفحه 1
    با توجه به تقاضای روز افزون صنعت برای استفاده قطعات با استحکام و سختی زیاد، کاربرد ماشینکاری الکتروشیمایی نیز روز به روز بیشتر می شود. در ماشینکاری الکتروشیمیایی که بصورت معمول انجام می شود از یک ابزار که به شکل پروفیل مورد نظر است، استفاده می شود. در تحقیق حاضر از یک نازل که الکترولیت را به شکل یک جت الکتروشیمیایی به گپ ماشینکاری می رساند، برای ماشینکاری قطعات استوانه ای، استفاده شده است. با حرکت جت الکتروشیمیایی بر روی قطعه کار در حال دوران پروفیل مورد نظر بر روی آن ایجاد می شود. از تفاوت های مهم این روش با سایر روش های متداول ECM استفاده از ولتاژهای بالا و گپ ماشینکاری بزرگ می باشد.
    کلیدواژگان: جت الکتروشیمیایی، ماشینکاری الکتروشیمیایی، تراشکاری با جت الکتروشیمیایی، ECM، ECJT
  • مهدی جعفریان، غلامحسین دهقان، عباس وفایی صفت صفحه 11

    صافی سطح یکی از مهمترین پارامترهای ماشینکاری است که نقش بسزایی در کیفیت محصولات مهندسی ایفا می کند. یک سطح با کیفیت خوب، باعث بهبود مقاومت خستگی، خوردگی و مقاومت به سایش قطعه کار می شود. از طرفی افزایش سرعت ماشینکاری و کاهش زمان ماشینکاری از دیگر مطلوبیت های سازندگان می باشد که به منظور کاهش هزینه اقتصادی و افزایش نرخ تولید به دنبال آن می باشند. با توجه به اهمیت این دو موضوع، داشتن سطحی خوب با هزینه کم مستلزم شناخت صحیحی از پارامترهای ماشینکاری وایرکات می باشد که دراین مقاله تاثیر پارامترهای توان، زمان خاموشی پالس، ولتاژ و سرو ولتاژ را بر روی تنگستن کارباید بررسی خواهیم کرد.

    کلیدواژگان: تخلیه الکتریکی با سیم (وایرکات)، صافی سطح و سرعت ماشینکاری، تنگستن کارباید
  • زهرا بنی عامریان، سیروس آقانجفی صفحه 17
    یکی از اهداف مهم در اعمال جریان های دوفاز در اکثر سیستم ها، بالا بردن نرخ انتقال حرارت این سیستم هاست. امروزه به منظور حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از تخریب لایه اوزون، استفاده از سیال عامل های طبیعی همچون دی اکسید کربن، مورد توجه قرار گرفته است. تنها مشکل استفاده از دی اکسید کربن مایع به عنوان سیال عامل، فشار کارکرد بالای آن می باشد. با پیشرفت تکنولوژی های ساخت، این مشکل تا حدودی قابل اغماض است به طوری که تلاش برای جایگزینی دی اکسید کربن با سیال عامل های موجود همچنان ادامه دارد. آزمایش های محدودی در زمینه دی اکسید کربن صورت گرفته است که در اغلب موارد به واسطه محدودیت های آزمایشگاهی که تکرار آزمایش ها را محدود می نماید، اختلاف های عمده ای در نتایج آنها مشاهده می شود. دی اکسید کربن به خاطر خواص ترموفیزیکی خاص، در جریان دوفاز رفتار متفاوتی از سایر مبردها نشان می دهد لذا استفاده از مدل های موجود برای شبیه سازی رفتار این سیال موفق نبوده و یک مدل آزمایشگاهی، با تکیه بر رفتارهای خاص این ماده، بسیار مورد نیاز است. در این مقاله جدیدترین تحقیقات انجام شده در زمینه دی اکسید کربن از دو دیدگاه انتقال حرارت و افت فشار بررسی می گردد. از آنجا که رژیم غالب جریان دوفاز در اکثر جریان های داخلی، رژیم حلقوی است و از طرفی انتقال حرارت این رژیم از جریان دوفاز موثرتر از سایر رژیم هاست، تاکید این مقاله بر بخش انتقال حرارت و افت فشار این رژیم از جریان بیش از سایر رژیم هاست. در نهایت یک نتیجه گیری واحد بر مبنای گزارش ها و نتایج تحقیقات موجود، ارائه شده و مقایسه ای بین رفتار دی اکسید کربن با سایر سیال عامل های رایج ارائه می گردد.
    کلیدواژگان: جریان دوفاز، رژیم جریان حلقوی، دی اکسید کربن، انتقال حرارت، افت فشار
  • سید محمد مهدی میزان عدل، محسن دشتی اردکانی، محمود خداداد صفحه 33

    در تحقیق حاضر مساله معکوس در شناسایی حفره درون یک جسم الاستیک دو بعدی با انجام انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته شده است. بدین منظور از تلفیق روش های المان مرزی، الگوریتم ژنتیک و گرادیان مزدوج استفاده شده است. اساس روش بر مبنای مینیمم سازی تابع هدفی است که به صورت مجموع مربعات تفاضل دماهای محاسبه شده و دماهای اندازه گیری شده از آزمایش انتقال حرارت بر روی مرز خارجی جسم تعریف می گردد. مینیمم سازی تابع هدف با استفاده از روش گرادیان مزدوج صورت می گیرد. با توجه به بد وضع بودن مساله معکوس و نیاز به حدس اولیه مناسب در روش های بهینه سازی محلی، در این مقاله مدلی ابتکاری بر پایه الگوریتم ژنتیک برای تعیین حدس اولیه مناسب ارائه می شود. با تعیین حدس اولیه مناسب، ادامه کار به روش گرادیان مزدوج واگذار شده، موقعیت و هندسه حفره بدرستی مشخص می شود. از عمده موارد کاربرد این تحقیق در صنایع ریخته گری است.

    کلیدواژگان: روش المان های مرزی- الگوریتم ژنتیک - روش گرادیان مزدوج، حفره
  • فرهاد طالبی، سید مهدی سید نصرالله، فاطمه یوسفی لالیمی صفحه 41

    مقاله حاضر نتیجه تحقیق بر روی کاهش زمان رسیدن به حالت پایای سیستم های حرارتی است. به این ترتیب که شرایط مرزی با توجه به مشخصات فیزیکی سامانه تا وصول به حالت دائم تحت کنترل قرار می گیرد. در این پژوهش یک سامانه حرارتی آزمایشگاهی با استفاده از شبیه سازی عددی بررسی شده و نتایج حل عددی با نتایج اجرای چند آزمایش تجربی مقایسه انجام شده است. بررسی ها نشان می دهد که با استفاده از دو روش اعمال شار حرارتی اولیه و اعمال تغییر سرعت اولیه می توان زمان رسیدن به حالت پایای سامانه های حرارتی را به میزان بسیار زیادی کاهش داد. این دوروش در برنامه ریزی آزمایش های تجربی و همچنین اجرای برنامه های محاسباتی کاربرد دارد. نتایج آزمایشگاهی حاصل از دو روش بالا در مقالات قبلی ارائه شدند، در این پژوهش با مروری کوتاه بر نتایج حاصل، تحلیل فیزیکی از رفتار مشابه سیستم های حرارتی ارائه شده است. همچنین با استفاده از روش های آماری روابط همبستگی برای زمان رسیدن به زمان بدون بعد بر حسب سرعت اولیه بدون بعد و گرمای اولیه بدون بعد ارائه شده است.

    کلیدواژگان: انتقال حرارت غیر دائم، سطوح پره دار، کاهش زمان رسیدن به حالت دائم، بررسی تجربی، حل عددی
  • محمدرضا الهامی، مجتبی حیدری صفحه 51
    یکی از مهمترین عامل هایی که بر روی دقت ماشین ابزارها مؤثر است، ارتعاشات ناشی از دستگاه می باشد. در این مقاله به شیوه رفع عیب یک ماشین دریل عمودی که مشکل ارتعاشات مضاعف تنه و سر دریل دارد، پرداخته شده است. دستگاه به صورت یک سیستم سه درجه آزادی شبیه سازی شده و معادلات حاکم بر آن به صورت پارامتری بدست آمده است. سپس با استفاده از مشخصات فنی مواد استفاده شده در ماشین مقادیر عددی آنها جایگزین و دامنه سر دستگاه در یکی از حالات نامطلوب کاری محاسبه شده است. دو شیوه برای کم کردن دامنه حرکتی سر دستگاه بررسی شده است. در شیوه اول با استفاده از تغییر سختی، یعنی تغییر جنس مواد در ساختمان ماشین، سعی شده است تا دامنه حرکتی سر دستگاه کاهش داده شود. در شیوه دوم سیستم به یک جاذب دینامیکی متصل شده و به صورت چهار درجه آزادی با دو متغیر مجهول یعنی جرم و فنر جاذب برای کم کردن دامنه تا حد مطلوب حل شده است. در شیوه دوم، سه مکان قرارگیری جاذب بررسی شده و دامنه ارتعاشی سر دستگاه بر اساس بازه های متفاوت جرم و فنر جاذب در دستگاه مختلط با استفاده از نرم افزار MATLAB محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد شیوه اول به دلیل کمیاب بودن موادی با آن کیفیت ویژه و اقتصادی نبودن آن نمی تواند شرایط مطلوب را برآورده کند. اما شیوه دوم، هنگامی که جاذب به سر دستگاه متصل می شود، به نحوه مطلوب با هزینه کمتر شرایط دلخواه ایجاد می شود. در آخر یک بازه طراحی برای جرم و فنر جاذب پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: جاذب دینامیکی، ماشین ابزار، ارتعاشات، امپدانس مکانیکی، روش بهینه
  • نوید نگهبانی، مصطفی غیور صفحه 61
    در این مقاله یک ربات مارسان بدون چرخ با تعدادی عضو با طول و جرم یکنواخت و با در نظر گرفتن اینکه اصطکاک های موجود از نوع ویسکوزی است، مدل می شود. معادلات حرکت ربات استخراج می گردد. سپس حرکت ربات به گونه ای کنترل می شود که ربات بتواند با تقلید از حرکت مارهای واقعی، مسیری را که از پیش تعیین شده دنبال نماید. کنترلر، مرکز جرم و جهت گیری ربات را کنترل می کند. حرکت ربات برای دنبال کردن یک خط راست و یک منحنی سینوسی شبیه سازی شده و دیده می شود ربات با حرکتی نرم مسیرها را دنبال می کند.
    کلیدواژگان: ربات مارسان، حرکت سرپنوییدی، طراحی مسیر - دینامیک - کنترل، زنجیره سینماتیکی
  • ابراهیم حریربافان، سیدمحسن محسنی شکیب، علی اکبر کریمی، مجتبی حیدری صفحه 73
    لولای منعطف یکی از کارآمدترین سیستم ها جهت کنترل راستای نیروی پیشران در موشک ها سوخت جامد می باشد. در این مقاله فرمول تحلیلی جدیدی برای محاسبه سختی لولای الاستومر- فلز کروی با استفاده از تئوری الاستیسیته خطی و روش حل تحلیلی ولاسف کانترویج که برپایه حاصلضرب جابجایی های بدست آمده از گشتاور خمشی می باشد ارائه شده است. همچنین لولا با نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS شبیه سازی گردیده و تحت بارگذاری گشتاور خمشی برای برداردهی 15 درجه قرار گرفته است. با توجه به ماکزیمم تنش ایجاد شده در الاستومر و گشتاور مورد نیاز در هفت حالت طراحی شده برای لولا، بهترین حالت از نظر جنس و ضخامت الاستومر بدست آمد. در انتها مقایسه نتایج حاصل از حل تحلیلی با شبیه سازی لولای منعطف توسط نرم افزار اجزاء محدود، صحت و دقت فرمول ارائه شده تحلیلی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: لولای انعطاف پذیر_ گشتاور خمشی، سختی خمشی
|
  • Nader Sharafi, Amin Mirahmadi Page 1
    The applications of electrochemical machining are increasing because of increasing requests of industries for materials with high strengh and high hardness. Regular ECM uses a tool with spicified profile shape that is similar to final shape of workpiece. In this reasearch a nozzle that delivers electrolyte to the machining gap is used for machining cylinderical workpieces. By moving the electrochemical jet on the rotating workpiece the desired profile will be shaped on it. Using high voltage and big machining gap is the most important difference between this methode and other conventional ECM mehods.
  • Mehdi Jafarian, Gholamhosein Dehghan, Abbas Vafaei Sefat Page 11

    Surface roughness is one of the most important parameters that plays very critical role in determining the quality of engineering components. A good surface quality resulting in improve of fatigue strength, corrosion and wear resistance of the workpiece. On the other hand, increasing cutting speed and decreasing time of machining are desirable for manufacturers in order to reduce costs and increase rate of production. According to importance of above subjects, having high surface with low cost is required to have proper understanding of cutting parameters of WEDM. In this study, the effect of parameters such as Power, Time-off pulse, Open circuit voltage and Servo voltage on Tungsten carbide is investigated

  • Cyros Aghanajafi, Zahra Baniamerian Page 17
    Applying two-phase flows improves heat transfer rate which is an important objective in most of applications. Due to environmental concerns and corresponding regulations, carbon dioxide (), naturally exists in the atmosphere, has been reintroduced as a possible replacement for the most of commonly used refrigerants in air conditioning applications. High pressure working conditions of carbon dioxides had been the only difficulty in applying it in industrial applications for many years. Nowadays, by progressing in manufacturing technologies, the mentioned difficulty can be simply solved and attempts are resumed for replacing HFCs by carbon dioxide. There are limited numbers of experiments applying carbon dioxide as working fluid and due to common laboratories restrictions, that decrease the possibilities of repetition of experiments, there are dominant differences in results of present experiments in the literature. Having specific thermo-physical characteristics, carbon dioxide behaves different from other refrigerants in two-phase conditions. Therefore applying models based on other refrigerants for simulating carbon dioxide behavior results in dominant deviations from reality. In the present article the most recent experiments on carbon dioxide is gathered and investigated from aspect of heat transfer and pressure drop. Most of internal two-phase flows reach the annular flow pattern which has further heat transfer rate in compare with other flow patterns. This issue leads us to select this flow pattern in this article. The most important objective of the present study, apart from having a review on the performed studies, is to compare carbon dioxide efficiency with that of other refrigerants. At last it will appear that applying carbon dioxide as working fluid results in much more heat transfer rate and much less pressure drop level in compare with similar conditions of other refrigerants.
  • Sayed Mohammadmahdi Mizanadl, Mohsen Dashti Ardakani, Mahmoud Khodadad Page 33

    In present paper, the inverse problem of cavity identification, i.e. determining the location and geometric shape of a cavity inside a two dimensional elastic body using temperature measurements obtained by performing a simple heat conduction test is investigated. The Boundary Element Method (BEM) coupled with Genetic Algorithm (GA) and Conjugate Gradient Method (CGM) is used to solve this inverse problem. A fitness function which is the squared differences between measured temperatures and calculated ones at the same locations on the exterior boundary of a sample containing a cavity is minimized using CGM. Considering that inverse problems are generally ill-posed and local optimization methods require a good initial guess, a mete heuristic model based on GA for determining a good initial guess of the cavity is presented in this study. Then this initial guess is used by CGM to achieve accurate location and geometric shape of cavity. The major cases application of this research is in the casting industry.

  • Farhad Talebi, Sayed Mehdi Sayed Nasrollah, Fatemeh Yusefi Laimi Page 41

    Present paper is a result of consideration in reducing steady-state time of heating systems. For this purpose one should study boundary condition of the system until steady state condition. In the research, a laboratory heating system was considered using numerical simulation and the numerical results were compared with several experimental tests. Studies shows that the steady-state time reduces significantly via two major methods called "Initial Heat Method" and "Initial Velocity Method". These two methods can apply in experimental tests planning and also in numerical simulation programs. Complete results for the experiments of both methods were presented in previous papers, and a little survey of them with some physical analysis from similar heating systems was explained in this research. Furthermore two correlation equations were presented for dimensionless time vs. dimensionless initial heat and dimensionless initial velocity using statistical methods.

  • Mohammadreza Elhami, Mojtaba Heydari Page 51
    One of the main factors in poor performance of machine tools is undesirable vibrations. Unbalancing in rotary elements of machine tools cause induced vibration in machine head that influences on precision of processing material. The work presented in this paper is intended to resolve this problem. In this paper, a 3- DOF system has been modeled with design parameters in a machine tool. Based on technical specification of material used in this milling machine real amount of parameters were calculated. The equations solved and the amplitude movement of machine head in a crucial condition of vibration obtained. The main aim of optimization in this work is to reduce this amplitude by considerable amount. For this purpose, two approaches have been suggested. The first approach is solving the dynamic equations of 3-DOF model and changing stiffness and damping property of machine body material so that reduce the head movement to the desired level. It was found that such an especial material is not easy available and in case of finding, is not economical. Therefore, the second approach was suggested, i.e. adding a dynamic absorber to the drilling machine in three different positions to improve the situation. In this approach, only one DOF is added to the model and solve four differential equations with unknowns of mass (MD) and stiffness constant of spring (KD) for dynamic absorber. The mechanical impedance was used for these equations and the results obtained in complex coordination. In MATLAB, a procedure for optimization of MD and KD of dynamic absorber has been developed. Finally, the range of available MD and KD in industrial market was defined. The results have shown that adding dynamic absorber both more effective and more economical than changing material. The final achievement is though, the place of installing dynamic absorber. If the dynamic absorber install on the machine head is much more effective than putting in the base of machine tools, as a regular practice. Finally, a design criteria has been suggested for mass and stiffness of the dynamic absorber.
  • Mostafa Ghayour, Navid Negahbani Page 61
    In this paper a modular wheel less snake-like robot by considering viscous friction is modeled. The motion equations of the robot are derived. Then by imitating a real snake motion, the robot is controlled on the way that tracks the predefined trajectory. The controller controls the center of mass and global orientation. The motion of the robot is simulated for tracking a line and a sine curve. It is shown that the robot tracks the trajectories smoothly.
  • Ebrahim Harirbafan, Sayed Mohsen Mohseni Shakib, Aliakbar Karimi, Mojtaba Heydari Page 73
    Flexible joint has the most critical role in Thrust Vector Control (TVC) solid fuel rockets. In this paper, a new analytic method for calculation of stiffness of spherical Elastomer-Metal joint by the theory of linear elasticity and Velasof Kantorowicz analytic method is developed. Velasof Kantorowicz analytic method is based on cross displacement which is driven from bending equation. Then flexible joint is simulated by ABAQUS code under bending load when thrust vector angle is critical (i.e. 15 degrees). Seven different configurations of metal and rubber layers are considered. In each configuration, required bending is determined when thrust vector is 15 degrees and maximum stress is calculated. Based on these results best selection of elastomer material and stiffness is proposed. Finally, the results of analytical and those of simulation are compared which show good agreement. This comparison shows that the derived formula predicts stresses precisely.