فهرست مطالب

International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology
Volume:2 Issue: 3, 2009

  • تاریخ انتشار: 1388/01/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سید محمد جواد میرنیا، کارن ابری نیا، عباس راستگو صفحه 2

    در تحقیق انجام شده حاضر، منطقه تغییر شکل فرآیند ECAE (Equal Channel Angular Extrusion) با استفاده از تئوری حد بالا مورد مطالعه قرار گرفت. برای این کار ابتدا خطوط جریان در منطقه تغییر شکل به صورت منحنی های بزیر درجه سه در نظر گرفته شدند. سپس با استفاده از تئوری حد بالا، پارامترهای تعریف کننده این خطوط به نحوی بدست آمدند که نیروی لازم برای انجام فرایند بهینه شود. با بدست آوردن خطوط جریان، مقدار کرنش معادل بدست آمد. با استفاده از این خطوط جریان، شکل منطقه مرده فلز حدس زده شد. تاثیر شرایط اصطکاکی مختلف بر روی منطقه تغییر شکل مورد مطالعه قرار گرفت. مقدار نیروی بهینه لازم برای انجام فرآیند توسط حد بالا تعیین شد و مقدار آن با مقادیر تجربی و تئوری گزارش شده توسط دیگران مقایسه شد که نزدیکی بسیار خوبی نسبت به تحلیل های حد بالای قبلی با مقادیر تجربی داشته است.

    کلیدواژگان: ECAE، تئوری حد بالا، منحنی بزیر، خطوط جریان، شکل منطقه مرده
  • محمود مهرداد شکریه، سامان صفری دیناچالی صفحه 10
    در این تحقیق پارامترهای تاثیرگذار بر میزان تابیدگی مواد کامپوزیتی ترموپلاستیک تقویت شده با الیاف کوتاه مورد بررسی قرار گرفته است. نخست پارامترهای تاثیر گذار بر فرآیند شناسایی شده و سپس مطالعات طراحی آزمایشات برای کاهش تعداد آزمایشات و آرایش آنها انجام شده است. به کمک تئوری میکرومکانیک و مدل های ضرایب انبساط حرارتی در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف کوتاه، آزمایشات به کمک کد شبیه ساز انجام شده است. در نهایت اثر پارامترها مطالعه شده و مهمترین پارامتر تاثیرگذار بر میزان تابیدگی در این مواد شناسایی شده است. سپس به کمک روش بهینه سازی تاگوچی، میزان تابیدگی کمینه شده است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های الیاف کوتاه، روش تاگوچی، تابیدگی، بهینه سازی
  • مسعود نیکبخت، نقدعلی چوپانی صفحه 18
    در سالهای اخیر کاربرد مواد مرکب در صنایع مختلف از جمله هوافضا و خودرو بسیار افزایش یافته است. در این میان، مباحث مربوط به پیشگیری از شکست و خرابی سازه های کامپوزیتی نیز، به تبع این افزایش کاربرد، از توجه خاصی در بین محققین صنایع مختلف برخوردار شده است. به دلیل عدم وجود تقویت کننده ای در جهت عمود بر لایه ها و در ضخامت سازه، سازه هایی که از مواد مرکب لایه ای ساخته می شوند به شدت در معرض خطر هستند. این خرابی در حقیقت شروع و انتشار ترک های بین لایه ای در فصل مشترک دو لایه می باشد. از آنجا که کاربرد اصلی این مواد در ساخت قطعات پرکاربرد در صنایع هوافضا است، محاسبه دقیق مقدار آسیب و عمر کاری مفید باقیمانده در این سازه ها یا همان دامنه آسیب، از اهمیتی حیاتی برخوردار است. به منظور محاسبه میزان آسیب یا عمر باقیمانده قطعه ترک دار، ابتدا باید خصوصیات شکست آن ماده مشخص باشد. برای تعیین پارامترها و خصوصیات شکست مواد مختلف، آزمایش های گوناگونی وجود دارد. آزمایش اصلاح شده آرکان یکی از بهترین گزینه های موجود تحت بارگذاری مودهای مختلف داخل صفحه است. در این پژوهش به منظور کاهش پاره ای هزینه ها و مشکلات ناشی از استفاده از اتصالات چسبی، نمونه ای جدید طراحی شد و با روشی مشابه با روش آرکان مورد آزمایش قرار گرفت. پارامترهای بحرانی شکست ماده مرکب کربن- اپوکسی که از پرکاربردترین مواد مرکب در صنایع هوافضا، خودرو و نظامی است در دمای اتاق با استفاده از کارهای آزمایشگاهی و مطالعات عددی تعیین شده است. این پارامترها شامل ضرایب شدت تنش بحرانی و انرژی کرنشی بحرانی آزاد شده در راس ترک می شوند. با استفاده از مدل های دو بعدی، ضرایب اصلاح هندسی برای دستگاه اصلاح شده آرکان محاسبه شده است. با استفاده از ضرایب اصلاح هندسی و بار بحرانی شکست، مقادیر پارامترهای بحرانی شکست محاسبه و ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مکانیک شکست، مد مرکب، آزمایش آرکان، المان محدود
  • مهدی سلمانی تهرانی، مهدی نیکفروز صفحه 28
    شکل دهی غلتکی سرد فرآیندی است که در آن نوار ورق در حالت سرد با عبور پیوسته از بین مجموعه غلتک های دوار، بدون تغییر محسوس در ضخامت، به یک پروفیل با مقطع دلخواه شکل داده می شود. با توجه به نیاز به تولید قطعاتی با مقطع کانال نامتقارن، در این مقاله اثر پارامترهای هندسی بر زاویه ی پیچش مقطع در شکل دهی کانال نامتقارن بررسی می شود. منظور از عدم تقارن در این مقاله، تفاوت عرض بال های کانال است. برای این کار و با توجه به عدم وجود سابقه ی پژوهشی درباره ی کانال نامتقارن، یک فرایند نمونه ی شکل دهی کانال متقارن انتخاب شده است. ابتدا با شبیه سازی اجزای محدود این فرایند و مقایسه ی توزیع کرنش طولی در نزدیکی لبه ی بال با کرنش های تجربی، اعتبار نتایج شبیه سازی نشان داده شده است. سپس با تکرار شبیه سازی اجزای محدود برای مقطعی مشابه و با عرض بال های متفاوت و تغییر پارامترهای هندسی مانند تفاوت عرض بال-ها، ضخامت ورق و زاویه ی پروفیل، اثر این پارامترها بر زاویه ی پیچش مقطع بررسی شده است. بررسی نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که زاویه ی پیچش مقطع با کاهش زاویه ی پروفیل و ضخامت ورق و نیز با افزایش تفاوت عرض بال ها، افزایش می یابد. شبیه سازی ها با استفاده از نسخه ی 7/6 نرم افزار ABAQUS انجام شده اند.
    کلیدواژگان: شکل دهی غلتکی سرد، مقطع کانال نامتقارن، زاویه ی پیچش مقطع، شبیه سازی اجزای محدود
  • وحید عابدینی، بهروز آرزو، محسن شاکری صفحه 38

    امروزه استفاده از قالب های مرحله ای در ساخت قطعات ورقی بسیار رایج است. در قالب های مرحله ای ترکیب چندین عملیات سبب ساخت محصول نهایی می شود. قالب ها و طراحی چیدمان ورق در قالب ها پی در پی به صورت تجربی با سعی و خطا تغییر کرده تا در نهایت بهترین نحوه چیدمان ورق در قالب و همچنین در ادامه آن بهترین طرح قالب حاصل شود. دانش مورد نیاز برای طراحی از تئوری های پلاستیسیته، نتایج تجربی و تجربه افراد خبره استخراج شده است. در تحقیق حاضر، نرم افزاری تهیه گردیده که قادر است با شناخت سریع و درست اشکال قطعه، ترتیب چیدمان خمکاری در قالب مرحله ای خم را ایجاد نماید. نرم افزار از سه ماژول (Module) اصلی شناسایی اشکال (Feature Recognition) و قوانین طراحی برای ساخت، ایجاد نقشه گسترده و تعیین چیدمان خمکاری با استفاده از مجموعه های فازی تشکیل شده است. ورودی به نرم افزار طرح سه بعدی قطعه و خروجی طرح سه بعدی چیدمان است. این سیستم می تواند به عنوان سیستم ارزشمندی برای طراحان قالب محسوب شود. نرم افزار ارائه شده در محیط SolidWorks و با استفاده از برنامه نویسی ویژوال بیسیک (VB) نوشته شده است.

    کلیدواژگان: قالب خم مرحله ای، شناسایی اشکال، تعیین چیدمان خمکاری، مجموعه های فازی
  • علی کفاش هوشیار، نگین بریانی نظافت، سعید دانشمند صفحه 46

    امروزه با گسترش دانش نانو شاهد ورود این علم به بخش های مختلف علوم مهندسی هستیم. بدلیل لزوم مدلسازی مولکولی اولیه در فرآیند های ساخت در ابعاد نانو شاهد گسترش این نوع مدلسازی ها و ایجاد نرم افزارهایی بر این پایه می باشیم. مدلسازی در ابعاد اتمی در این مقاله با دو هدف اصلی مورد توجه قرار گرفته است که عبارتند از: 1- بررسی های ساختاری قطعات در ابعاد نانو- ماکرو 2- شبیه سازی های حرکتی بر پایه دینامیک مولکولی. در این مقاله اصول و مبانی هر دو روش مورد بررسی قرار گرفته و با کمک نرم افزار مت لب الگوریتمی جهت مدلسازی ساختاری و شبیه سازی دینامیکی قطعات در ابعاد نانو ارایه شده است. در ابتدا قطعات در فرم های مکعب و استوانه با توجه به شبکه کریستالی آنها در ابعاد اتمی شبیه سازی شده است، تاثیرات حرارتی در دماهای متفاوت به کمک این شبیه سازی مورد بررسی قرار می گیرد. در بخش دوم مدلی بر پایه شبیه سازی دینامیکی مولکولی در حالت دو بعدی به منظور مدلسازی نوک پروب میکرسکوپ نیروی اتمی ایجاد شده است. و به کمک این مدل تاثیر نیرو بر تغییر شکل پروب میکروسکوپ نیروی اتمی شبیه سازی شده است.

    کلیدواژگان: نانو، مت لب، مدلسازی مولکولی، اثرات دمایی، میکروسکوب نیروی اتمی
  • یاسر مغانی قهرمانلویی، مهدی احمدی نجف آبادی، سیروس آقانجفی صفحه 58

    پس از تولید فنرها تنش های پسماند مختلفی در سطح داخلی و خارجی مفتول فنر تولید می شود. بعضی ار این تنش های پسماند از جمله تنش های پسماند فشاری مفید و بعضی دیگر مضر می باشند. اثرات این تنش ها باعث می شوند فنرها هنگام بارگذاری متناوب دچار افت طول و افت تنش (spring relaxation) شوند. برای بررسی این موضوع در این تحقیق ابتدا دستگاه تستی با فرکانس 5/0 هرتز ساخته شد، در ادامه با ایده گیری از مکانیزم عملکرد دستگاه تقسیم دستگاه فرز و مکانیزم عملکرد بادامک، فیکسچری جهت تعیین مقدار جابجایی فنر در تست و میزان حداقل فشردگی فنر در طول کلیه مراحل تست فنر طراحی و ساخته شد. در ادامه فنرهای ساخته شده تحت عملیات حرارتی تنش زدایی با نرخ های مختلف دمایی و زمانی قرار گرفتند. فنرهای حاصل از تنش زدایی به وسیله تستر ساخته شده تحت بارگذاری دینامیکی قرار گرفتند و طول آزاد آنها پس از 10000 سیکل کاری اندازه گیری شد. با بررسی نتایج حاصل از این تست، تاثیر تغییرات دما و زمان عملیات تنش زدایی بر کاهش طول آزاد فنرها مورد بررسی قرار گرفت. معادله تقریبی درجه یک و دو حاکم بر داده های آزمایش استخراج شد و در نهایت عملیات تنش زدایی بهینه بدست آمد.

    کلیدواژگان: فنر، تنش زدایی، دما، زمان، کارکرد دینامیکی، افت تنش، طول فنر
  • سعید بهشتیان مسگران، محمد علی صادقی، داریوش جواب ور صفحه 64

    در این تحقیق هدف بررسی و تحلیل فرآیند آهنگری چرخ دنده مخروطی به روش اجزای محدود به کمک نرم افزار (Super Forge) و مقایسه آن با نتایج تجربی می باشد، در همین راستا نیز مقایسه ای بین ریز ساختار چرخ دنده های ماشینکاری شده و چرخ دنده هایی که از طریق آهنگری حاصل شده اند بعد و قبل از فرآیند عملیات حرارتی روی آنها انجام شد. بعد از انجام آزمایشات متالوگرافی در سطح چرخ دنده آهنگری شده مارتنزیت های ریزتر با فواصل کم دیده شد ولی در سطح چرخ دنده ماشینکاری شده مارتنزیت های درشتر و با فواصل بیشتر مشاهده شد. نتایج حاصله بیانگر این است که روش تولید قطعات قبل از انجام عملیات حرارتی تاثیر بسزایی روی ریز ساختار خواهد داشت. همچنین افزایش قطر بیلت که منجر به کاهش ارتفاع بیلت می شود، باعث افزایش نیروی پرس خواهد شد. نتایج بدست آمده از عملیات شبیه سازی در انتهای مقاله نشان داده شده است.

    کلیدواژگان: آهنگری، اجزای محدود، نیروی پرس، عملیات حرارتی
|
  • Sayed Mohammadjavad Mirnia, Karen Abrinia, Abbas Rastgoo Page 2

    In the present paper, the deformation zone of the ECAE (Equal Channel Angular Extrusion) process was investigated using the upper bound theorem. For this purpose, the shape of the streamlines in the deformation zone was assumed to be cubic Bezier curves. Then, the force required for the ECAE process was optimized with regard to the parameters defining the shape of streamlines by the upper bound theorem. By using of these streamlines, equivalent stain induced through one pass of the ECAE was calculated and the shape of the dead metal zone was determined. The influence of different friction conditions on the deformation field was studied. The force applied through the process was determined by optimizing an upper bound solution and was compared with other works including experimental and theoretical data. Also using this comparison, it was seen that the difference between the theoretical and experimental value for the force was reduced in the present method.

  • Mahmood Shokrieh, Saman Safari Page 10
    In this study, the effective factors on warpage in short fibre reinforced thermoplastic composites has been studied. First of all, the effective factors in manufacturing process were detected and then in order to decrease the number of experiments, the approach of Design of Experiments has been applied. By using micromechanics theory in composites and coefficients of thermal expansion models, a dedicaded code has been used to set up the experimnts. Then the effect of each significant parameter drived and the most effective parameter on warpage phenomenon is detected. At last by using Taguchi's optimization method, warpage of short fibre reinforced thermoplastic composites has been minimized.
  • Masoud Nikbakht, Naghdali Choupani Page 18
    In recent years, the application of composite materials in aircraft and space vehicle structural components has become increasingly popular. Preventing failure of composite structural systems has been an important issue in engineering design. Due to the lack of through-the-thickness reinforcement, structures made from laminated composite materials and adhesively bonded joints are highly susceptible to failure caused by interfacial crack initiation and growth. The delamination phenomenon in a laminated composite structure may reduce the structural stiffness and strength and redistribute the load in a way that the structural failure is delayed or may lead to structural collapse. As the most application of these materials is in space structures, the failure of a composite structure component can lead to a catastrophic failure of the structure as whole, thus, an accurate quantitative measurement and understanding of damage and determination of remaining useful service life plays a vital role in prediction of failure of such structures. To do so, first, the fracture properties of material should be determined. To calculate these properties, there are several experimental methods. Among them, the modified Arcan test is one of the most apposite methods for in-plane mixed-mode loading condition. In this investigation, a new specimen has been introduced to reduce cost and problems concerning utilization of adhesively. The critical fracture parameters of carbon-epoxy woven laminated composite material, which is of paramount materials in industry, in room temperatures is calculated both with experimental and numerical methods. These parameters include the critical stress intensity factors and critical strain energy release rate on crack tip. The geometric correction factors for modified Arcan test are calculated with a 2D finite element analysis. Finally, the values of critical fracture properties are calculated using these geometric modification factors and critical loads generated via experimental procedure
  • Mehdi Nikforuz, Mehdi Salmani Tehrani Page 28
    Cold roll-forming is a process in which the roll of sheet is formed by passing continuously through the set of rotary rollers without changing thickness in a cool way until it is formed to the desired profile. In this paper a parametric study on the section twist angle in roll-forming the non-symmetric channel is presented, using finite element simulation. At first finite element simulation results are validated by comparing the computed longitudinal strain, near the flange edge, with previously published experimental strains, for a special symmetric channel section. Here symmetric channel section was considered for verifying the finite element results, because of the lack of previous researches on non-symmetric channel section. Then by repeating the finite element simulation for similar section but with different flange width and changing the geometrical parameters such as flange width difference, sheet thickness and profile angle the effect of these parameters on twist angle is investigated. Investigating the results show that section twist angle is increased by decreasing the profile angle and sheet thickness and by increasing the flange width difference. All simulations were carried out using the commercial software ABAQUS 6.7.
  • Vahid Abedini, Behrouz Arezoo, Mohsen Shakeri Page 38

    Sheet metal components design and manufacture need a great deal of experience and know-how. Strip layout design is usually done with trial and error until best design for strip layout is finally achieved. Knowledge for the system is formulated from plasticity theories, experimental results, and the empirical knowledge of field experts. In this paper, an algorithm which can automatically design the bending sequence for progressive dies is described. A computer program is developed based on the algorithms and it composed of several modules, namely: feature recognition and design advisory module, flat pattern layout module and strip layout module. In the feature recognition module, all of the features of a 3-D component can be recognized automatically and checked against some manufacturability rules. In the second module, the flat pattern layout of the component is created automatically. In the strip layout module, the bending sequence is determined using fuzzy set theory. The system is developed in Visual Basic on a Solid Works platform. The software can also be used as an advisory system for die designers.

  • Ali Kaffash Houshyar, Negin Beryani Nezafat, Saeed Daneshmand Page 46

    According to recent achievements in Nano technology we can see its effects in different engineering fields. In Nano manufacture process the first essential step is modeling coordinately in order to make it available different software are developing for this propose. In this paper Nano modeling for two papers is developed first understanding structure in Nano and micro size and second simulations of molecular movements in Nano size. In this paper fundamental concepts of both methods are discussed and MATLAB based software is developed for this purpose. In first step cubic and cylindrical shapes are modeled by the software then some simulations in which temperature’s effect modeled are presented. In second part a 2D model based on molecular dynamics is presented wit using this model we can find effects of force on AFM cantilever’s tip which has a great important in different Nano manufacture areas

  • Yaser Moghani, Mehdi Ahmadi, Cyros Aghanajafi Page 58

    After springs production, different residual stresses are created in the inner and outer surfaces of spring wires. Some of these stresses for example compressive residual stresses are useful and some are harmful. The effects of vareation of these stresses are caused spring relaxation and decrising in their free length when they are loaded intermittently. For review this phenomena in this research, first a test device with 0.5 Hz operational frequency was made. Then with the idea of operation mechanism of milling machines dividing attachment and cams mechanism and performance, a fixtures was designed and manufactured in order to apply displacement and preload to springs. In the next step manufactured springs were stress relieved under different temperatures and times.After that they were loaded intermittently and their free lengths after 10,000 cycles were measured. Investigation on tests results showed the effects of changes in temperature and time of stress relieving on springs free length decreasing. Two approximate equations with first and second degree were extracted from experimental data. Finally, optimal operation of stress relieving was obtained

  • Mohammadali Sadeghi, Saeed Beheshtian, Darioush Javabvar Page 64

    The purpose of this research is to analyze the bevel gear forge process with finite element method by means of Super forge software and to compare it with the experimental results. Also a comparison between the microstructure of machining gears and forge gears after applying heat treatment on them is done. After committing the metallography experiments, we observe that the microstructure of forged gears has tinier martensites with short distances in gears surface, but machining gear has greater martensites with long distances.The obtained results show that the method of pieces production just before applying the heat treatment process will have a high effectiveness on the microstructure. Also, increasing in billet diameter that results billte’s heigh deduction, will cause pressure tonnage increasing. The obtained results of the simulation process show at the end of this paper.