به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

امیر عبدالله

  • راضیه عابدینی، فائزه نجفی، محمد پسندیده فرد*، امیر عبدالله، علی فائزیان

    در این مقاله به بررسی عددی و تجربی اثر امواج آلتراسونیک روی نرخ انتقال حرارت با افزایش دامنه ی موج صوتی پرداخته می شود. مدلسازی عددی امکان بررسی تاثیر امواج آلتراسونیک را روی توزیع جریان سیال و انتقال حرارت مشخص می کند. برای این منظور، مخزن به صورت استوانه ای شبیه سازی می شود و گرمکن مارپیچی در ارتفاع ثابت و در سیال قرار می گیرد. همچنین، ترانسدیوسرهای آلتراسونیک به صورت صفحات دایروی در کف مخزن در نظر گرفته می شوند. جهت شبیه سازی انتقال حرارت جابه جایی، از نرم افزار انسیس فلوینت استفاده می شود و مدلسازی در دو مرحله شامل قبل و بعد از اعمال آلتراسونیک صورت می گیرد. جهت اعتبارسنجی، نتایج عددی برای یک دامنه ی مشخص با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می گردد. برای این منظور، در سامانه ی آزمایشگاهی که از دو استوانه ی هم محور تشکیل شده، گرمکن مارپیچی در ارتفاع مشخص در سیال آب نگهداری و پنج ترانسدیوسر در کف مخزن چسبانده می شود. نتایج آزمایشگاهی و عددی نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت جابه جایی با به کارگیری امواج آلتراسونیک افزایش می یابد و اختلاف نتایج تقریبا برابر با 4 درصد است. با افزایش ضریب انتقال حرارت، دمای آزمایشگاهی و عددی سطح گرمکن با به کارگیری امواج آلتراسونیک کاهش می یابد و نتایج با اختلاف حدود 5 درصد به هم نزدیک هستند. مقایسه ی توزیع سرعت و دما که از نتایج عددی حاصل شده، نشان می دهد که با به کارگیری امواج آلتراسونیک، اختلاط جریان سیال بهتر صورت گرفته و هر چه دامنه موج آلتراسونیک بیشتر باشد، افزایش ضریب انتقال حرارت و در نتیجه کاهش دمای سطح گرمکن بیشتر خواهد شد.

    کلید واژگان: آلتراسونیک، کاویتاسیون صوتی، موج صوتی، ضریب انتقال حرارت، دامنه ارتعاشی
    Razieh Abedini, Faezeh Najafi, Mohammad Passandideh-Fard*, Amir Abdolah, Ali Faezian

    In this article, the numerical and experimental investigation of the effect of ultrasonic waves on the heat transfer rate with an increase of the wave amplitude is discussed. Numerical modeling determines the possibility of the investigation of the ultrasonic wave’s effects on fluid flow distribution and heat transfer. For this purpose, a cylindrical tank is considered inside which a spiral heater is placed at a fixed height in the water. In addition, ultrasonic transducers are considered as circular plates under the bottom of the tank. In order to simulate, the ANSYS Fluent software is used and the modeling is accomplished in two stages before and after ultrasonic excitation. To validate the numerical results, they are compared with those of the experiments. For this purpose, an experimental setup is prepared witch consists two coaxial cylinders, a spiral heater kept at a certain height in the water, and five transducers attached to the bottom of the tank. Both experimental and numerical results show that the convection heat transfer coefficient increases with the use of ultrasonic waves with a discrepancy of nearly 4% between the results. By increasing the heat transfer coefficient, the heater surface temperature decreases. The discrepancy between the measured and calculated temperature is about 5%. The velocity and temperature distributions obtained from the numerical results show that using ultrasonic waves enhance the fluid flow mixing which in turn increases the convection heat transfer. The higher the amplitude of the ultrasonic wave, the higher the heat transfer coefficient will result.

    Keywords: ultrasonic, acoustic cavitation, acoustic streaming, heat transfer coefficient, vibration amplitude
  • مرتضی صادقی، وحید فرتاشوند*، امیر عبدالله، دکتر فلاحی آرزو دار، رضوان عابدینی
    اعمال ارتعاشات فراصوتی توان بالا در فرآیندهای شکل دهی منجر به تغییر رفتار مکانیکی ماده و کاهش تنش سیلان در حین اعمال ارتعاشات می شود. این امر سبب بهبود شکل پذیری ماده و کاهش نیروهای شکل دهی می گردد. برای بررسی تاثیر ارتعاشات فراصوتی روی مواد مختلف، می‎توان از آزمون کشش و فشار استاندارد استفاده کرد. در این پژوهش، برای بررسی رفتار فشاری آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V تحت اعمال ارتعاشات فراصوتی، یک مجموعه طراحی، تحلیل، ساخته و آزمایش شد. ارتعاشات فراصوتی توسط مبدل تولید و از طریق تقویت کننده (بوستر) و ابزار یا سنبه فشارنده (هورن) به نمونه آزمون منتقل می شود. هندسه ابزار (هورن) و شکل مود ارتعاشی (گره یا شکم) و نیز توان اعمال ارتعاشات فراصوتی از جمله پارامترهای موثر در این فرآیند است. از اینرو، شکل های مختلف سنبه ساخته شد تا نمونه در موقعیت گره (حداقل دامنه ارتعاشی) و شکم ارتعاشی (حداکثر دامنه ارتعاشی) قرار گیرد و اثر آن بر روی میزان انتقال امواج و بازدهی آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اعمال ارتعاشات فراصوتی موجب کاهش تنش سیلان ماده (تا حدود 17.36 درصد) گردید. کاهش تنش سیلان به توان ارتعاشات فراصوتی وابسته است و با افزایش توان، تنش سیلان کاهش بیشتری می یابد. همچنین پدیده سخت شوندگی پسماند در این آلیاژ مشاهده نشد و بطور کلی، اعمال ارتعاشات فراصوتی منجر به کاهش کرنش شکست نمونه ها شد. در نهایت تفاوت میزان انتقال ارتعاشات فراصوتی به نمونه ها با سنبه های مختلف مشهود بود و حالت شکل مود ارتعاشی با موقعیت گره ارتعاشی بر روی نمونه اثرپذیری بیشتری را بر روی کاهش تنش سیلان داشته است.
    کلید واژگان: ارتعاشات التراسونیک، آلیاژ تیتانیم، گره ارتعاشی، شکم ارتعاشی، آزمون فشار
    M. Sadeghi, V. Fartashvand *, A. Abdullah, A.R. Fallahi Arezoodar, R. Abedini
    Superimposing high power ultrasonic vibration on metal forming processes changes the mechanical behavior of the material and reduces its flow stress. These phenomena improve the ductility of material and reduce forming forces. To investigate the influence of ultrasonic vibration on various materials, standard compression and tensile tests under ultrasonic vibration could be performed. This research investigates the compression behavior of Ti-6Al-4V alloy under superimposed ultrasonic vibration. For this purpose, a special set-up was designed, fabricated and tested. Ultrasonic vibration is transmitted from the ultrasonic transducer to the booster and then guided by horn (punch) to apply to test sample. Horn geometry, vibrational mode shape and ultrasonic power were selected as input variables. The effect of specimen position in system vibrational mode shape was studied by using different ultrasonic transmitters, which allowed the specimen to place at node and anti-node positions. It is found that ultrasonic vibrations reduced the formability of this alloy. Acoustic hardening phenomena do not observe in this material. Also, flow stress of the material reduced under ultrasonic vibration up to 17.63% which has direct relation to ultrasonic power. In addition, the most efficiency was observed when the specimen placed in the node position.
    Keywords: Ultrasonic Vibration, Titanium Alloy, Node Position, Anti-node Position, Compression Test
  • علی محمدی سیوکی، رضوان عابدینی*، امیر عبدالله، وحید فرتاش وند

    جوشکاری فراصوتی به عنوان یک فناوری نو در بسیاری از صنایع جایگزین روش های معمول اتصال نظیر جوشکاری، بریزینگ، دوخت و... شده است. در این فناوری انرژی فراصوتی توسط ترانسدیوسر (مبدل) فراصوتی تولید و از طریق بوسترو هورن به ناحیه اتصال منتقل می شود. انرژی فراصوتی در ناحیه اتصال منتشر و جذب شده و ایجاد حرارت می نماید. اعمال هم زمان نیرو / فشار و ایجاد حرارت موجب اتصال قطعات درگیر با یکدیگر می گردد. در این فرایند پارامترهای متعدد نظیر توان، فرکانس، نیرو / فشار، زمان، جنس و شکل مواد و... بر خصوصیات اتصال و نمونه حاصل تاثیرگذار هستند. در این مقاله با هدف آشنایی محققان با اصول و کاربردهای پیرامون این فناوری، به مرور تحقیقات علمی و صنعتی در زمینه جوشکاری فراصوتی پرداخته شده است. با توجه به کاربرد عمده و مکانیزم های متفاوت تاثیرگذار، این مقاله به دو بخش اصلی جوشکاری فلزات و پلاستیک ها تقسیم بندی شده است. با توجه به اهمیت و کاربرد موضوع، اصول و روش های اعمال ارتعاشات فراصوتی، مکانیزم های متفاوت تاثیرگذاری فراصوت، پارامترهای فرایند اتصال فراصوتی و کاربردهای مهم این فناوری مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت دورنمایی از کاربرد ارتعاشات توان بالای فراصوتی در فناوری های نوین ساخت و اتصال در آینده صنعت ارایه شده است.
     

    کلید واژگان: جوشکاری فراصوتی، پارامترهای فرایند، جوشکاری فلزات، جوشکاری پلاستیک، ارتعاشات مکانیکی
    rezvan Abedin*

    Ultrasonic welding as a new technology in many industries has replaced the usual methods of joining such as welding, brazing, sewing and etc. In this technology, ultrasonic energy is generated by the ultrasonic transducer and transmitted to the joining area through the booster and horn. Ultrasonic energy is dissipated and absorbed in the joining area and generates heat. Simultaneous application of static force / pressure and heat causes the involved parts to join with each other. In this process, various parameters such as power, frequency, static force / pressure, time, material and shape of parts and etc affect the joining properties and the resulting sample. In this paper, with the aim of acquainting researchers with the principles and applications of this technology, scientific and industrial research in the field of ultrasonic welding has been reviewed. Due to the major application and different effective mechanisms, this paper is divided into two main parts of metal welding and plastic welding. Considering the importance and application of the subject, the principles and methods of applying ultrasonic vibrations, different mechanisms of ultrasonic, the parameters of the ultrasonic welding process and the important applications of this technology have been studied. Finally, a perspective on the application of high power ultrasonic vibrations in new manufacturing and joining technologies in the future of the industry is presented.

    Keywords: Ultrasonic Welding, Process parameters, Metal Welding, Plastic Welding, Mechanical Vibrations
  • موسی ارسلانی، محمدرضا رازفر*، امیر عبدالله، محسن خواجه زاده

    ماشین کاری قطعات ساخته شده از فولادهای سخت کاری شده، که سختی آنها عمدتا بالاتر از 45 راکول سی است، سخت تراشی نامیده می شود. این قطعات که عمدتا در شرایط بارگذاری خستگی کار می کنند، نیازمند مقادیر پایین زبری سطح (در حد 15/0 میکرومتر Ra) هستند که در حالت عادی با فرایند سخت تراشی و کوبش بعد از آن، قابل حصول نمی باشد. فرایند سنگ زنی، با وجود بهبود در صافی سطح قطعات، از یک سو منجر به افزایش تنش های پسماند کششی شده و از سوی دیگر به دلیل شوک های حرارتی شدید، نواحی جوانی زنی ترک را ، افزایش می دهد و بنابراین ممکن است استحکام خستگی را کاهش دهد. در این مقاله، تاثیر افزوده شدن یک فرایند سنگ زنی قبل از فرایند کوبش بر صافی سطح و نیروهای فرایند مطالعه شده و با هدف در نظر گرفتن تاثیرات فرایند سنگ زنی بر استحکام خستگی، تنش های پسماند و حد دوام قطعات تولید شده توسط طرح فرایند ساخت سخت تراشی، سنگ زنی و کوبش ساچمه ای فولاد سخت کاری شده 4130، مورد مطالعه تجربی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل، در نمونه هایی که قبل از فرایند کوبش، سنگ زنی شده باشند، زبری سطح به طور متوسط 56/91 درصد بهبود یافته و نیروهای فرایند کوبش به طور متوسط 52/39 درصد کاهش یافته و در عین حال، تنش های پسماند سطحی فشاری هستند. در نتیجه این عوامل، حد دوام قطعات تولیدی به طور متوسط 95/10 درصد نسبت به نمونه سخت تراشی افزایش یافته است.

    کلید واژگان: کوبش، زبری سطح، نیرو، سنگ زنی، حد دوام
    Moosa Arsalani, Mohammadreza Razfar *, Amir Abdullah, Mohsen Khajehzadeh

    Machining of hardened steels, which their hardness is generally higher than 45 Rockwell C, is called hard turning. These components usually work under dynamic loading conditions and require a high level of surface finish (in the order of 0.15 μm Ra) which cannot be achieved by sequential hard turning and burnishing processes. However, there are serious concerns about this complimant grinding operation; grinding process, on one hand increases tensile residual stresses and on the other hand, increases crack nucleation regions. Therefore, these two factors might decrease workpiece fatigue strength. So, in this paper, the effects of adding a grinding operation before ball burnishing process, have been experimentally studied on final surface roughness and burnishing forces; at the same time, in order to consider the possible destructive effects of grinding process, a set of experimental measurements including surface residual stresses and endurance limit measurement, have been done for AISI 4130 fatigue samples. Based on the achieved results, adding a grinding operation before burnishing process, has lead to 91.56% improvement in surface finish and 39.52% reduction in burnishing forces. In addition, surface residual stress are compressive and there is slight difference in the magnitude of compressive residual stresses in comparison to burnished hard turned samples. Due to these positive findings, endurance limit of produced samples show 10.95% improvement in comparison to burnished hard turned samples.

    Keywords: Ball Burnishing Process, Surface Roughness, Burnishing Forces, Grinding, Endurance Limit
  • حمید آبیار فیروزآبادی، امیر عبدالله*
    فرآیند تخلیه الکتریکی سیمی یا وایرکات یکی از فرآیندهای پیشرفته تولید به ویژه برای ساخت قطعات ظریف با شکل های پیچیده و مواد سخت است. خطاهای ماشین کاری روی مسیرهای قوسی کوچک شعاع یکی از مهم ترین مشکلات این فرآیند است. در این تحقیق، خطاهای ماشین کاری برش سه مرحله ای وایرکات روی مسیرهای مستقیم و قوسی با استفاده از آزمون های تجربی بررسی شده است. برای شناسایی دلایل ایجاد این خطاها و جبران آنها، بار باقیمانده روی این مسیرها بعد از هر مرحله ماشین کاری به طور جداگانه اندازه گیری و تحلیل شد. سپس خطاهای ماشین کاری روی مسیرهای مذکور و عوامل ایجاد آنها به صورت تئوری و تجربی ریشه یابی و بحث شد. آزمون های تجربی نشان دادند که مرحله خشن کاری، اثر مخرب قابل ملاحظه ای روی خطاهای ماشین کاری مسیرهای قوسی دارد و مراحل پرداخت کاری که بعد از مرحله خشن کاری انجام می شوند قادر نیستند این اثر مخرب را جبران کنند. گستره های زاویه ای جرقه زنی در مرحله خشن کاری مسیرهای قوسی محاسبه و اثر این گستره ها روی انحراف سیم از مسیر برنامه نویسی شده و خطاهای ناشی از آن تجزیه و تحلیل شد. همچنین، این تحقیق با تعریف مفاهیم و توسعه معادلات مربوط به محاسبه خطاهای مراحل پرداخت کاری، دستورالعمل نوینی برای ماشین کاری چندمرحله ای وایرکات این مسیرها پیشنهاد نموده است. خطاهای تخمین زده شده (به وسیله معادلات مذکور) با خطاهای حاصل از آزمون های تجربی همخوانی دارند. نتایج این تحقیق می توانند در کاربردهای دقیق وایرکات استفاده شوند.
    کلید واژگان: وایرکات، خطا، جرقه، مسیر، زاویه
    H. Abyar Firouzabadi, A. Abdullah*
    Wire Electrical Discharge Machining (WEDM) is known as an advanced manufacturing process, especially for producing delicate and intricate shapes and cutting difficult-to-cut materials. Machining error on is an important problem associated with this process. The current paper investigates experimentally the machining errors of three-stage WEDM on the small straight and arced paths. To reveal the reason behind these errors and to compensate them, residual materials of each cutting stage on the straight and arced corner paths were separately measured and analyzed. Machining errors of each WEDM stage in both paths were accurately considered and the causes of these errors in the straight and small arced paths were experimentally and theoretically determined and discussed. Experiments showed that the roughing stage has such a serious deteriorating influence the machining errors on the arced paths that it cannot be compensated in the following finishing stages. The spark angle domains of the roughing stage on the arced paths were calculated and the effects of these domains on the machining errors due to wire diversion from the programmed path were analyzed. In addition, this research proposes a novel guide in multi-stage WEDM by defining some machining concepts and developing equations for error calculation of WEDM finishing stages on these paths. The machining errors estimated by equations have consistency with the related experimental ones. of this study can be employed in the accurate WEDM cuttings.
    Keywords: WEDM, Error, Spark, Path, Angle
  • محمدرضا مصدقی، هادی صلواتی*، یونس علیزاده، امیر عبدالله
    در این مقاله اندازه گیری بار بحرانی شکست در نمونه های مرتبه ای ساخته شده از مس و فولاد ابزار به دو روش حل عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا نمونه های مرتبه ای دارای شیار U-شکل در حالت توقف گر شیار با استفاده روش ذوب دوباره سرباره ای ساخته شدند. سپس جهت مشخص کردن محل لایه های مرتبه ای، نمونه ها مورد آزمون سختی راکول A قرار گرفتند. در این نمونه ها خواص مکانیکی ازجمله مدول الاستیسیته و ضریب پواسون در عرض نمونه با توجه به مرتبه ای بودن آنها، متغیر می باشند. در ادامه نمونه ها تحت آزمون خمش سه نقطه در مود اول بارگذاری قرار گرفته و بار بحرانی شکست آنها از طریق نمودار نیرو جابجایی به دست آمد. همچنین با شبیه سازی این آزمون در نرم افزار المان محدود، ابتدا مقدار بحرانی انتگرال J برای هر یک از نمونه ها به دست آمده و با استفاده از آن، مقدار بار بحرانی شکست نیز ارزیابی شد. در این تحقیق به ازای عمق های مختلف نوک شیار، اثر تغییر شعاع شیار بر روی مقدار بحرانی انتگرال J و بار بحرانی شکست نمونه مرتبه ای و نمونه همگن متناظر آن اندازه گیری شده و مورد مقایسه قرارگرفته اند. میانگین اختلاف بار شکست پیش بینی شده توسط معیار انتگرال J با نتایج تجربی برابر با 84/17 درصد است. در پایان تاثیر تعداد لایه های ناحیه مرتبه ای بر روی انتگرال J بحرانی و بار شکست بررسی شده و نشان داده شد که اگر تعداد لایه ها بیشتر از 20 باشد، تعداد لایه ها تاثیری بر روی نتایج ندارد.
    کلید واژگان: بار شکست، ماده مرتبه ای، انتگرال J، ذوب دوباره سرباره ای، شیار U، شکل
    Mohammad Reza Mosadeghi, Hadi Salavati *, Yoness Alizadeh, Amir Abdollah
    In this paper, fracture behavior of functionally graded material weakened by U-notches under mode I loading has been investigated. Electro slag remelting process has been used to produce functionally graded specimens in a notch arrester configuration. Hardness test has been utilized to define the position of each layer. Mechanical properties, including elastic modulus and poisson's ratio, vary along the width of U-notched specimens. The critical fracture load (Fcr) was achieved by performing three point bending examination and using force-displacement curve.
    Then, the process simulation was done by finite element software. Firstly, Jcr of each specimen was calculated by using critical value of strain energy averaged over a well-defined control volume. Then the critical fracture load was evaluated by means of the J Integral criterion. In this research, the effect of the notch root radius, for a fixed notch depth, on the Jcr value as well as the critical fracture load has been studied. To compare fracture behavior of the FG specimens with the corresponding homogeneous ones, have the same properties with the notch root layer in FG specimen, Fcr and Jcr value of each have been investigated. The average difference between the predicted Fcr by J integral criteria and experimental results is 17.84%. Finally, the effect of number of graded area layers on Jcr and Fcr has been investigated. The results shows, the value of Jcr and Fcr do not be affected while the number the number of layers more than 20.
    Keywords: Critical load, Functionally graded material, Integral J, Electro slag remelting, U, notch
  • محمدعلی رسولی، ابوذر طاهری زاده، محمود فرزین، امیر عبدالله، محمدرضا نیرومند
    فرایند شکل دهی چرخشی لوله که گونه ای از فرایندهای شکل دهی چرخشی است، یکی از روش های ساخت لوله های مدور بدون درز در صنایع پیشرفته می باشد. در این فرایند موادی که به زیر غلتک وارد می شوند باید در جهت محوری به صورت اکسترود شده جریان پیدا کنند. ماهیت اصلی فرایند، موضعی بودن ناحیه تغییر شکل و مقید بودن این ناحیه به ابزار و مواد اطراف آن است. لذا این فرایند پتانسیل بالایی برای شکل گیری و توسعه عیوب به دلیل جریانهای ناخواسته دارد. انتخاب نامناسب پارامترهای فرایند موجب شکل گیری و توسعه عیوب هندسی و ابعادی در قطعه می گردد. در این تحقیق بر اساس اصول طراحی آزمایش، چگونگی تاثیر پارامترهای فرایند بر شکل گیری و توسعه عیوب و ارتباط آن با جریان مواد و نیروهای فرایند در شکل دهی آلیاژهای آلومینیم آنیل شده 6061 بررسی شدند. نتایج آزمون های تجربی نشان می دهد با استفاده از نسبت کاهش ضخامت و میزان پیشروی در دور بهینه می توان از توسعه عیوب هندسی و ابعادی جلوگیری کرد. همچنین ارزیابی نحوه تغییرات نیروهای اندازه گیری شده نسبت به نیروهای محاسبه شده با استفاده از روابط معیار نشان می دهد که میزان انحراف نیروهای اندازه گیری شده نسبت به نیروهای محاسبه شده با استفاده از روابط معیار ناشی از جریان ناخواسته مواد است که عامل اصلی توسعه عیوب هندسی و ابعادی و تغییر ماهیت فرایند نیز می باشد.
    کلید واژگان: شکل دهی چرخشی لوله، آلیاژ آلومینیوم 6061، توسعه عیوب، نیروی شکل دهی
    Mohammad Ali Rasouli, Aboozar Taherizadeh, Mahmood Farzin, Amir Abdolah, Mohammad Reza Niroomand
    Investigating the effects of process parameters on forming forces and defects formation in tube spinning process of AA6061
    ˜یÏå [English]
    Tube spinning or flow forming process is used for manufacturing of seamless tubes widely put into service in advanced industries. The ideal flow for materials entering the deformation zone in this process is extrusion-type flow in axial direction. Very localized deformation zone which is confined by outer materials and forming tools is very important aspect of this process. Therefore, development of defects during the deformation process with undesirable flow of materials can be easily occurred. The main reason of undesirable flow of materials is choosing inappropriate process parameters which results in arising various geometrical and dimensional defects. In this paper, the effects of process parameters on formation and growth of different defects and their correlations with material flow and forming forces in tube spinning of AA6061 was investigated by using design of experiment (DOE) method. The results of experiments show that by applying the optimized values of reduction and feed rate per revolution, these defects can be controlled. Also, by comparing the experimentally measured and theoretically calculated forming forces it can be shown that the larger the deviation of measured forces from calculated ones gets the more severe formation of defects and undesirable materials flow becomes.
    Keywords: Tube spinning, AA6061, Defects formation, Forming forces
  • رضوان عابدینی، امیر عبدالله*، یونس علیزاده، وحید فرتاش وند
    فرایند فشردن داغ پودر با هدف تولید قطعات با خصوصیات مشابه مواد اولیه کار سرد شده انجام می گیرد. مهمترین مشکل در فرایند متالورژی پودر وجود تخلخل، عدم یکنواختی خصوصیات در نقاط مختلف قطعه، عدم پایداری هندسی و ابعادی و کاهش استحکام قطعات تولیدی می باشد که ناشی از اصطکاک ذرات پودر با یکدیگر و ذرات پودر با جداره قالب است. دستیابی به قطعات با چگالی بالا و ساختار همگن بزرگترین هدف در ساخت قطعات متالورژی پودر می باشد. از اینرو تلاش ها برای دستیابی به حداکثر چگالی به همراه توزیع یکنواخت چگالی مورد توجه محققین قرار گرفته است. به منظور نیل به این هدف یکی از راه حل ها استفاده از فرایندهای کمکی نظیر اعمال ارتعاشات فراصوت می باشد که می تواند منجر به بالا رفتن نرخ چگالش فرایند و در نتیجه افزایش چگالی و استحکام قطعه گردد. در راستای ارزیابی این ایده، در این مقاله اثر اعمال ارتعاشات طولی فراصوت در فشرده سازی پودر فلزات آلومینیوم AA1100 و آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V در شرایط دما و تنش ثابت و همچنین برهم کنش آن با پارامترهای مستقل دیگر نظیر دما و نوع ذرات پودر توسط انجام آزمون های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور چیدمان آزمون فشردن داغ پودر به کمک ارتعاشات فراصوت شامل تجهیزات اعمال نیروی استاتیک و ارتعاشی فراصوت طراحی و ساخته شده است. نتایج نشان داده اند که اعمال ارتعاشات فراصوت به سنبه موجب دستیابی به چگالی بالاتر می شود. همچنین دما اثر متفاوت بر تاثیرگذاری فراصوت در دو نوع پودر داشته است.
    کلید واژگان: فشردن محوری داغ، چگالش پودر، ارتعاشات فراصوت، AA1100، Ti-6Al-4V
    Rezvan Abedini, Amir Abdullah*, Yunes Alizadeh, Vahid Fartashvand
    Hot pressing of metal powders is used in production of parts for similar properties to wrought materials. Since residual porosity, inhomogeneous properties, dimensional and geometrical instability and therefore reduction in mechanical strength are the main problems in powder metallurgy components which are due to friction between powder particle interfaces and powder compact and die walls. Because of this, access to parts with high density and homogeneous structure is the great object in powder metallurgy. One of the remedies can be employment of ultrasonic vibrations which is thought to result in increased rates of densification and therefore higher efficiency of the process in increase of part density and strength. To evaluate this solution, this paper deals with the effects of high power longitudinal ultrasonic vibrations on the densification of AA1100 aluminum and Ti-6Al-4V titanium alloy powder under constant applied stress and different temperatures. The effects of powder type and process temperature on the densification behavior and ultrasonic efficiency are discussed. For experimental tests, setup of ultrasonic assisted hot pressing of powders were designed and fabricated. The results show that applying ultrasonic vibrations leads to obtaining higher relative density. In addition, it is found that the effect of ultrasonic vibrations is greater for Ti-6Al-4V powders. However, the temperature has different effects on the ultrasonic vibrations efficiency in two types of powders.
    Keywords: Vertical hot pressing, Powder densification, Ultrasonic vibration, Experimental tests, AA1100, Ti-6Al-4V
  • رضوان عابدینی، امیر عبدالله*، یونس علیزاده، وحید فرتاش وند
    شکل دهی فلزات یکی از روش های سنتی ساخت قطعات می باشد که در آن ماده به شکل ساده با تغییرشکل پلاستیک به صورت قطعات صنعتی در می آید. کاهش نیروهای شکل دهی و دستیابی به قطعات با کیفیت بهتر همیشه یکی از اهداف مورد نظر محققان و صنعتگران بوده است. به منظور نیل به این هدف، در کنار روش های سنتی مانند افزایش دمای قطعه، روش های نوین نظیر اعمال ارتعاشات توان بالای فراصوت نیز به کمک آمده اند. در این روش ارتعاشات توسط ترانسدیوسر فراصوت تولید شده و به ناحیه تغییر شکل و تماس بین ابزار (یا قالب) و قطعه کار اعمال می شود. نتایج نشان می دهند که اعمال ارتعاشات مکانیکی فرکانس بالا با دامنه میکرونی موجب کاهش نیروهای شکل دهی، افزایش دقت ابعادی و عمر ابزارها و در نتیجه افزایش نرخ تولید و بهره وری می شوند. با توجه به اهمیت و کاربرد موضوع، در این مقاله به معرفی فرایند اعمال ارتعاشات فراصوت و پدیده های در پی آن پرداخته شده است. بر این اساس، اصول علمی و تکنولوژیکی اعمال ارتعاشات فراصوت در کنار تاثیر آن بر فرایند و عوامل و مکانیزم های در ارتباط با آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. همچنین راهکارهای پیشبرد این فناوری در صنعت امروز و تجاری سازی آن به همراه خلاصه ای از مزایا و محدودیت های این فرایند در شکل دهی فلزات ارائه گردیده است.
    کلید واژگان: شکل دهی فلزات، ارتعاشات فراصوت، تغییرشکل پلاستیک، ترانسدیوسر فراصوت
    Rezvan Abedini, Amir Abdullah*, Yunes Alizadeh, Vahid Fartashvand
    Metal forming is a conventional manufacturing process that a material with simple form is subjected to plastic deformation and emerged to industrial end products. Reduction of forming forces and improving of products quality have been a promising object for investigators and artisans. To accede this purpose, primary methods such as increasing material temperature and modern methods such as use of high power low amplitude ultrasonic vibrations were introduced. In ultrasonic assisted forming, high power ultrasonic transducer produces low amplitude high frequency mechanical vibrations which transmitted to material subjected to deformation and contacting surfaces of tool/workpiece. Results show reduction of forming forces and tool wear as well as improving surface integrity and dimensional stability that lead to increasing production rate and process efficiency. By regarding to importance and capability of ultrasonic assisted metal forming, this paper is concerned with application of ultrasonic vibration on metal forming processes. To this purpose, fundamental and mechanisms of application of high power ultrasonic were introduces and discussed. Also, industrial future of this technology as well as its advantages, range of application and its restriction were mentioned.
    Keywords: Metal Forming, Ultrasonic Vibration, Plastic Deformation, Ultrasonic Transducer
  • امین الله محمدی*، علیرضا فدایی تهرانی، امیر عبدالله
    در فرایند تراش کاری تخلیه الکتریکی برش با سیم به کمک ارتعاشات آلتراسونیک افزایش نرخ باربرداری تا دو برابر را می توان به اثرهای جبهه های موج فشاری و مکشی در مایع دیالکتریک و لغزش کانال پلاسما ناشی از ارتعاش آلتراسونیک بر روی کانال پلاسما و چاله مذاب مربوط دانست. با مطالعه تحلیلی و تجربی یک تک جرقه، نیروها و عوامل موثر بر کانال پلاسما شامل نیروی لورنتس، افزایش فشار و یونیزاسیون بخار محیطی کانال پلاسما، کشیدگی کانال پلاسما در اثر حرکت جانبی سیم برش و ایجاد جبهه های موج فشار و مکش بر روی چاله مذاب در اثر ارتعاش آلتراسونیک بررسی شده است. آزمایش های لازم در پارامترهای متفاوت ماشین کاری ولتاژ و توان در حالت با و بدون استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک انجام شده است. در اثر ارتعاش آلتراسونیک رشد حباب بخار کاهش یافته و دانسیته کانال پلاسما افزایش می یابد. دانسیته جریان الکتریکی نیز افزایش یافته و همچنین نرخ افت فشار در انتهای جرقه بیشتر میشود. در نتیجه هنگام قطع جرقه مقدار مواد بیشتری از چاله مذاب در اثر پدیده جوشش حجمی به بیرون پرتاب میشود. لغزش کانال پلاسما نیز موجب کشیدگی چاله مذاب بر روی سطح قطعه کار میشود. در نهایت، این عوامل باعث افزایش نرخ باربرداری شده است.
    کلید واژگان: تراشکاری تخلیه الکتریکی برش با سیم، ارتعاشات آلتراسونیک، تک جرقه، چاله مذاب، نرخ باربرداری
    Aminollah Mohammadi *, Alireza Fadaei Tehrani, Amir Abdullah
    The increased material removal rate in ultrasonic-assisted wire electrical discharge turning (by∼2 times)was attributed to compressive and rarefying wave front in dielectric and discharge column sliding into plasma channel and molten crater due to applying lateral ultrasonic vibration on the wire. A single discharge was analytically and experimentally studied and the effective forces and factors on plasma channel including Lorentz force¡ increase of pressure and surrounding vapor ionization of plasma channel¡ elongation of molten crater due to lateral displacement of wire and creation of positive and negative pressures of the ultrasonic wave on molten crater were investigated. Experiments were performed in different machining parameters of voltage and power with and without ultrasonic vibrations. By using ultrasonic vibration¡ the plasma density was increased due to decrease of bubble growth. The current density was increased and pressure drop in the end of discharge was increased. As a result¡ a great amount of the material was exploded out of the crater due to bulk boiling. The plasma channel sliding was elongated the molten crater on workpiece surface¡ which leads to material removal increase.
    Keywords: Wire Electrical Discharge Turning, Ultrasonic Vibration, Single Discharge, Molten Crater, Material Removal Rate
  • حمید آبیار فیروزآبادی، امیر عبدالله، جمشید پرویزیان
    از مهمترین مشکلات فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات)، دقیق نبودن هندسه ی برش گوشه و قوس گوشه است. دستیابی به شکل هندسی صحیح و دقت ابعادی بالا می تواند برتری این فرآیند را استوار نماید. مطالعه ی شیار برش می تواند به تحلیل و پیش بینی خطا در برش وایرکات کمک نماید. در این تحقیق، شکاف واقعی برش روی مسیر مستقیم و قوس گوشه در مرحله ی خشن کاری بررسی شده است. آزمایش ها بر اساس سه متغیر فرکانس تخلیه، کشش سیم و شعاع قوس توسط روش فاکتوریل کامل طراحی شده اند. به کمک تحلیل های آماری اثر این متغیرها بر پهنای شیار برش روی مسیر مستقیم و قوس گوشه ارزیابی شده است. مقادیر تجربی گپ ماشین کاری روی مسیر مستقیم و گپ متوسط ماشین کاری روی قوس گوشه برای شرایط مختلف آزمون به دست آمده اند. تقعر دیواره ی قوس داخلی و تحدب دیواره ی قوس بیرونی مسیر در روی قوس گوشه، در اندازه گیری پهنای شیار خطا ایجاد می نماید. در محل خروج سیم از مسیر قوس انباشتگی مواد دیده می شود. با توجه به آزمایش ها و محاسبه ی گپ متغیر ماشین کاری روی قوس گوشه، مقادیر تجربی انحراف سیم و خطای ماشینکاری قوس محدب گوشه محاسبه می شوند.
    کلید واژگان: ماشینکاری وایرکات، خطای ماشینکای، قوس گوشه، پهنای شیار، انحراف سیم
    H. Abyar Firouzabadi, A. Abdullah, J. Parvizian
    Wire electrical discharge machining (wire-EDM) is very important in the manufacturing, due to its growing industrial and research applications. Inaccurate geometry in corner and especially sharp-curved corner cutting is one of the major problems in this process. Creation of exact geometry and high dimensional accuracy has been subject of many research works. In the present research, actual cutting slots on straight and curved paths are studied in roughing operation. Experiments are designed using the Full Factorial Method by considering frequency of discharges, wire tension and radius of curvature as variables. By employing statistical techniques in analysis, influences of these parameters on width of the cut of slot, on both straight and curved paths, are evaluated. Practical results for straight side gap and curved corner average gap are achieved, for each set of parameters. Because of concavity of wall on inner arc and convexity of wall on outer arc, measuring errors appear in the measurement of slot width at the curved corner. In addition, depletion of material and accumulation of material are observed at entrance and exit of the curved path, respectively. By calculating variable side gap on a curved corner, practical wire diversion and machining error are obtained.
    Keywords: WEDM, Machining Error, Corner Radius, Groove Width, Wire Diversion
  • محمد مهدی ابوترابی زارچی، محمدرضا رازفر، امیر عبدالله
    کاهش نیروی برشی در یک فرآیند ماشینکاری دارای مزایای فراوانی از جمله افزایش عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح ماشینکاری شده است. یکی از تکنیک های نوین برای کاهش نیروی برشی، براده برداری به کمک ارتعاش آلتراسونیک است. در این مقاله، فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بعدی روی آلیاژ آلومینیم Al7022 مطالعه شده است. با طراحی یک مکانیزم موثر برای اعمال ارتعاش آلتراسونیک به قطعه کار، تاثیر پارامترهای سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش شعاعی و دامنه ارتعاش بر مولفه های سه گانه نیروی برشی و برآیند آنها در هر دو فرآیند فرزکاری معمولی و فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. اعمال ارتعاش آلتراسونیک به فرزکاری، بیشترین تاثیر را بر مولفه پیشروی نیروی برشی که در راستای ارتعاش قطعه کار است، گذاشته و به طور متوسط آن را 33/5% کاهش داده است. هرچه سرعت برشی کوچکتر و دامنه ارتعاش بزرگتر باشد، میزان جدایش ابزار و قطعه کار در قسمت هایی از هر سیکل ارتعاشی افزایش یافته و مولفه پیشروی نیروی برشی کاهش بیشتری می یابد. برآیند نیروی برشی نیز به طور متوسط 10/8% در فرزکاری ارتعاشی نسبت به فرزکاری معمولی کاهش یافته است.
    کلید واژگان: فرزکاری به کمک آلتراسونیک، فرزکاری معمولی، نیروی برشی، دامنه ارتعاش، سرعت برشی
    Mohammad Mahdi Abootorabi Zarchi, Mohammad Reza Razfar, Amir Abdullah
    Reduction of cutting force in a machining process offers several advantages including increase in tool life, and improvement in the quality of the machined surface. One the new techniques for reducing cutting force relates to ultrasonic vibration assisted machining. In the present paper, one-dimensional ultrasonic vibration-assisted side milling process of Al7022 aluminum alloy has been studied. In order to investigate the effect of cutting speed, feed rate, radial depth of cut, and vibration amplitude on three cutting force components and their resultant, a special experimental setup has been designed and established which applies one dimensional ultrasonic vibration to work piece. Applying the ultrasonic vibrations on milling process, affects mostly on feed component of cutting force which is unidirectional with the work piece vibration, and decreases it by 33.5% in average. Decrease in cutting speed and increase in vibration amplitude, results to increase the separation of tool and work piece from each other in a portion of each vibration cycle, and larger decrease of the feed force. The average decrease of the resultant cutting force in ultrasonic-assisted milling process is 10.8%.
    Keywords: Ultrasonic Assisted Milling, Conventional Milling, Cutting Force, Vibration Amplitude, Cutting Speed
  • مرتضی صادقی، امیر عبدالله، علیرضا فلاحی آرزودار، رضوان عابدینی
    پدیده های فیزیکی مانند امواج فراصوتی، مایکروویو، الکترومغناطیس و گرمایی هرکدام براساس ذات درونی خود بر برخی و یا تمامی مواد اعم از فلزی و غیر فلزی اثرات متنوعی دارند. تحقیق در مورد اثر هرکدام از انواع این پدیده ها امروزه یکی از پربحث ترین زمینه های تحقیقاتی می باشد. در این بین مشاهده شده است که ارتعاشات فراصوت اثرات مفیدی مانند کاهش نیروهای شکل دهی و ماشینکاری در جهت تسهیل فرایند های ساخت قطعات دارد. بیشتر تحقیقاتی که در این زمینه انجام گرفته است بر روی اثر اعمال ارتعاشات فراصوت بر رفتار تنش-کرنش ماده می باشد و در این زمینه کمتر به پدیده های فیزیکی و متالورژیکی موثر در این مشاهدات پرداخته شده است. در این مقاله به عوامل اثرگذار ارتعاشات فراصوت بر رفتار متالورژیکی مواد پرداخته شده است و اثر و احتمال بروز هرکدام از پدیده ها در شرایط و فرایندهای مختلف حین اعمال ارتعاشات مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله مهمترین تاثیرات ارتعاشات فراصوت بر رفتار متالورژیکی ماده می توان به افزایش سرعت رشد دانه ها، کاهش میزان نابجایی ها، کاهش چرخش شبکه های کریستالی، کاهش تشکیل ریزمرزها و ریزدانه ها و افزایش میزان بازیابی و تبلور مجدد ماده اشاره کرد. امواج فراصوتی در مواضع ناهمگونی و ناپیوستگی ایجاد حرارت موضعی می نماید و به همین دلیل در مواضعی که به صورت عادی نابجایی ها قفل می شوند، به علت وجود حرارت موضعی، امکان حرکت و نفوذ نابجایی ها از کریستالی به کریستال دیگر و از دانه ای به دانه ی دیگر امکان پذیر می گردد و با ادغام نابجایی های دو قطبی با یکدیگر، از میزان نابجایی ها کاسته می شود.
    کلید واژگان: ارتعاشات فراصوت، نرم شدگی آکوستیکی، متالورژی، فلزات، نابجایی
  • مهدی وحدتی، رمضانعلی مهدوی نژاد، سعید امینی، امیر عبدالله، کارن ابری نیا
    مکانیزم فرآیند شکل دهی تدریجی بر اساس تغییرشکل پلاستیکی و موضعی ورق فلزی، می باشد. در این فرآیند، ورق فلزی با استفاده از ابزار سرنیمکروی واقع بر روی اسپیندل ماشین فرز CNC و مطابق مسیر تعریف شده، شکل دهی خواهد شد. مطالعه ی رفتار نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، به عنوان یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در این فرآیند می باشد. افزایش اندازه ی گام عمودی ابزار، قطر ابزار، زاویه ی دیواره و ضخامت ورق به همراه کاربرد ورق های فلزی و آلیاژی سبک وزن با استحکام بالا، منجر به افزایش نیروی اعمالی به ابزار شکل دهی، خواهد شد. در این مقاله، روند طراحی، ساخت و تست ابزار شکل دهی مرتعش به منظور توسعه ی فرآیند «شکل دهی تدریجی ورق فلزی به کمک ارتعاش اولتراسونیک»، ارائه شده است. نتایج حاصل از تحلیل مودال و آنالیز تجربی فرکانس طبیعی ابزار مرتعش، موید ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیده-ی رزونانس در ابزار شکل دهی، می باشد. در ادامه، تاثیر اعمال ارتعاش اولتراسونیک بر مولفه ی عمودی نیروی شکل دهی و پدیده برگشت فنری، مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O، نشان داد که انتقال و اعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار شکل دهی در مقایسه با فرآیند متداول شکل دهی تدریجی، موجب کاهش میانگین نیروی اعمالی به محور ابزار شکل دهی و کاهش میزان برگشت فنری نمونه شکل دهی شده، خواهد شد.
    کلید واژگان: شکل دهی تدریجی، ارتعاش اولتراسونیک، تحلیل مودال، نیروی شکل دهی، برگشت فنری
    Mehdi Vahdaty, Ramezan Ali Mahdavinejad, Saeid Amini, Amir Abdullah, Karen Abrinia
    Incremental Sheet Metal Forming (ISMF) is based on localized plastic deformation. In this process, a hemispherical-head tool, controlled by a CNC milling machine, shapes a sheet metal according to a defined path. Study of the forming force is one of the most important topics in this process. Increasing of vertical step size, tool diameter, wall angle and sheet thickness together with using of high strength sheet metals and lightweight alloys, leads to an increase in the forming force. In this paper, the performance of a novel forming process, named Ultrasonic Vibration assisted Incremental Sheet Metal Forming (UVaISMF) has been investigated. The procedure of design, manufacture and test of vibratory forming tool, is presented. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Furthermore, the effect of ultrasonic vibration on the vertical component of forming force and spring-back has been studied. Aluminium sheet of grade Al 1050-O is used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that ultrasonic excitation of forming tool, will reduce the average of vertical component of forming force and spring-back in comparison to conventional process.
    Keywords: Incremental forming, Ultrasonic vibration, Modal Analysis, Forming force, Spring, back
  • محمد مهدی ابوترابی زارچی، امیر عبدالله، محمدرضا رازفر
    محاسبه نیروی برشی در همه فرآیندهای ماشینکاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، ضخامت براده تغییر شکل نیافته در فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بعدی محاسبه و سپس، مدلی برای تعیین نیروی برشی در این فرآیند ارائه شده است. روابط تحلیلی نشان می دهند که بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی بیشتر از فرزکاری معمولی است ولی، میانگین نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی کاهش یافته است. برای راستی آزمایی مدل سازی پیشنهاد شده، به کمک یک تنظیم تجربی خاص و اعمال ارتعاش یک بعدی در راستای پیشروی به قطعه کار، نیروی برشی در فرزکاری معمولی و ارتعاشی به صورت تجربی اندازه گیری شده است. بزرگتر بودن بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و کاهش میانگین نیروی برشی در آن نسبت به فرزکاری معمولی، در نتایج تجربی نیز مشاهده می شود. مقایسه مقادیر متوسط نیروی برشی نشان می دهد که روابط تحلیلی برای پیش بینی نیروی برشی در فرزکاری معمولی به طور متوسط 16% و در فرزکاری آلتراسونیکی به طور متوسط 40% خطا دارد. با توجه به اینکه محاسبه تحلیلی ضخامت براده تغییر شکل نیافته و نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و همچنین مقایسه نیروهای تجربی با نیروهای مدل سازی شده، برای نخستین بار در این مقاله انجام شده است، می توان دقت روابط ارائه شده را قابل قبول دانست.
    کلید واژگان: فرزکاری به کمک آلتراسونیک، فرزکاری معمولی، نیروی برشی، ضخامت براده
    Mohammad Mahdi Abootorabi Zarchi, Amir Abdullah, Mohammad Reza Razfar
    Calculation the cutting force in machining processes is of great importance. In this paper، undeformed chip thickness in one-dimensional ultrasonic vibration assisted milling is calculated and then، a model for determining the cutting force in this process is presented. Analytical relations show that in ultrasonic assisted milling (UAM)، the maximum cutting force is greater than in conventional milling (CM)، but the average cutting force is decreased. To verify the proposed relations، with the aid of a particular experimental setup، one-dimensional vibration in feed direction is applied to workpiece and cutting force in CM and UAM is measured experimentally. Greater maximum cutting force in UAM and decrease of average cutting force in UAM compared to CM is observed experimentally as well. Comparison of average values of cutting force shows that the analytical relations for predicting the cutting force have 16% average error in CM and 40% average error in UAM. Given that the analytical calculation of undeformed chip thickness and cutting force in UAM and also comparison of experimental forces with the modeled ones has been done in this paper for the first time، the accuracy of proposed relations are acceptable.
    Keywords: Ultrasonic Assisted Milling, Conventional Milling, Cutting Force, Chip Thickness
  • علیرضا حاجی علی محمدی*، دیمون هونری، امیر عبدالله، سید مصطفی میرسلیم
    پردازش تصویر نرم افزاری، یکی از روش هایی است که امروزه می توان به کمک آن خصوصیات مختلف فواره سوخت موتورهای احتراق داخلی را تعیین نمود. روش عکسبرداری و کیفیت عکس ها دو عامل اصلی تعیین کننده دقت و صحت نتایج حاصل از این روش اند. در این مقاله، با توجه به استفاده از روش لبه یابی برای تحلیل تصاویر فواره گاز بدست آمده از روش شیلرین، تحلیل حساسیت اثر متغیرهای حدآستانه روش لبه یابی، ضریب مقیاس و درجه ماتی و ناهنجاری موجود در تصاویر شیلرین فواره تزریق مستقیم گاز روی نتایج پردازش تصویر (عمق نفوذ و سرعت لبه فواره) مطالعه شد. ضمنا استفاده از روش اوتسو برای تعیین حدآستانه متغیر برای پردازش تصاویر شیلرین فواره گاز پیشنهاد شد. نتایج نشان دادند که حساسیت سرعت لبه فواره به حد آستانه ای که لبه فواره را از زمینه تصویر فواره جدا می کند (در محدوده مجاز حد آستانه) بسیار کم است و این حساسیت در مناطقی که سرعت لبه کندتر است، بیشتر می شود و ممکن است به 14 درصد خطا بینجامد. همچنین، حساسیت عمق نفوذ فواره به مقدار ماتی (با توزیع گوسی) کمتر از سرعت لبه است و حداکثر 2 درصد خطا ممکن است در بیشترین ماتی (انحراف معیار برابر 4) اتفاق بیفتد ولی در همین شرائط تا 28 درصد خطا در نتایج سرعت لبه ایجاد می شود.
    کلید واژگان: پردازش تصویر، فواره گاز، لبه یابی، اوتسو، حد آستانه
    A. Hajialimohammadi *, D. Honnery, A. Abdullah, S.M. Mirsalim
    Digital image processing is one of efficient methods that is adopted today for the determination of fuel spray characteristics in internal combustion engines. The imaging method and the images quality are two important factors that influence the accuracy of results. In this paper, an edge finding method was employed for processing of the Schlieren image of the gaseous jet, and sensitivity analysis has been conducted to investigate effects of the edge finding method threshold, the experiments scale factor and the level of the blur and the noise of images on image processing results. A method based on the Otsu method has been proposed also for finding the dynamic threshold for Schlieren jet images. Results showed that the sensitivity of the jet tip velocity to the edge finding method threshold was low (in the valid range of the threshold), but in regions that the jet tip velocity was low, this sensitivity was as high as 14%. The sensitivity of the jet tip penetration to the blur level of images was less than 2%, while the tip velocity was more sensitive to the blur content of images, and the blur with the standard deviation of 4 could led to 28% error in the tip velocity.
    Keywords: Image processing, Gaseous jet, Edge finding, Otsu, Canny
  • حمید آبیار فیروزآبادی، جمشید پرویزیان، امیر عبدالله، علیرضا فدایی تهرانی
    ماشین کاری تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات) برای تولید شکل های پیچیده و ظریف روی مواد سخت توسعه یافته است. عدم دستیابی به دقت های بالا در ماشین کاری قوس های کوچک گوشه یکی از مهمترین مشکلات این فرآیند است. در تحقیق حاضر، خطاهای ماشین کاری شعاع گوشه بررسی شده است. برای مرحله ی خشن کاری بر اساس سه متغیر فرکانس تخلیه، کشش سیم و شعاع قوس، توسط روش فاکتوریل کامل آزمایش ها طراحی و بار باقیمانده روی مسیر مستقیم و قوس گوشه تحلیل شده است. آزمون های عملی این تحقیق روی فولاد ابزار سردکار 1.2510 انجام شده است. با به کارگیری تحلیل های آماری و محاسبه ی گپ متغیر ماشین کاری در روی قوس گوشه، خطای ماشین کاری برای قوس های محدب گوشه به شعاع 150، 300 و 450 میکرون محاسبه شده است. بررسی ها نشان می دهند چنانچه مسیر سیم در روی قوس بر اساس مقدار خطای محاسبه شده اصلاح گردد بار باقیمانده ی یکسان روی مسیر مستقیم و قوس های مختلف گوشه حاصل می شود و این بار باقیمانده با یک افست ساده قابل برداشتن است.
    کلید واژگان: ماشین کاری وایرکات، خطای ماشینکای، شعاع گوشه، بار باقیمانده، انحراف سیم
    H. A. Firouzabadi, J. Parvizian, A. Abdullah, A. Fadaei Tehrani
    Wire electrical discharge machining (wire-EDM) is able to generate delicate and complex shapes on hard materials which are difficult to cut. Inaccuracy in the cutting of small radius curved corners is one of the major problems in this process. In the present paper, corner radii machining errors have been investigated. Experiments are designed using the Full Factorial Method for roughing operations by considering frequency of discharges, wire tension and radius of curvature as variables, and the residual material on straight and curved paths as the output parameters. Practical works are implemented on tool steel 1.2510. By employing statistical techniques for analysis and by calculating variable side gap on curved corners, the machining error is obtained for 150, 300 and 450 µm radius curvatures. Results show that the thickness of residual material left on the workpiece on straight and curved paths can be the same if the cutting path on curvature is corrected according to the findings of this paper.
    Keywords: WEDM, Machining Error, corner radii, Residual Material, Wire Deviation
  • محمد مهدی ابوترابی زارچی، امیر عبدالله، محمدرضا رازفر
    در فرایند ماشینکاری، کاهش نیروی برشی مزایای بسیاری چون افزایش عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح ماشینکاری دارد. از جمله روش های جدید برای کاهش نیروی برشی، ماشینکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک است. در این مقاله، تاثیر جهت اعمال ارتعاش اولتراسونیک به قطعه کار در فرایند فرزکاری به کمک اولتراسونیک[i] بر نیروهای برشی به صورت تجربی با انجام دو مجموعه متفاوت آزمایشی و به کمک یک تنظیم تجربی مخصوص مطالعه شده است. در مجموعه نخست، که جهت پیشروی ابزار همراستا با ارتعاش قطعه کار است، نیروهای برشی به دلیل جدایش ابزار و قطعه کار از یکدیگر در قسمت هایی از هر سیکل ارتعاشی، به طور متوسط 7/16 درصد نسبت به فرزکاری معمولی[ii]کاهش یافته اند. در مجموعه دوم اما، که پیشروی ابزار عمود بر راستای ارتعاش قطعه کار است، نیروهای برشی در فرزکاری اولتراسونیکی به طور متوسط 5/53 درصد نسبت به فرزکاری معمولی افزایش یافته اند. دلیل این افزایش نیرو، وجود ضربه های جانبی متوالی بین ابزار و قطعه کار و عدم جدایش آنها از یکدیگر است. نتایج تجربی نشان می دهند که تغییر رفتار اصطکاک در فرزکاری اولتراسونیکی تاثیری بر کاهش نیروی برشی ندارد و دلیل اصلی کاهش نیروی برشی در فرایندهای ماشینکاری ارتعاشی، جدایش ابزار و قطعه کار به سبب اعمال ارتعاش است. در حالتی که پیشروی ابزار و ارتعاش قطعه کار همراستاست، برخلاف عمق برش شعاعی و نرخ پیشروی، سرعت برشی بر میزان کاهش نیروی برشی در فرزکاری به کمک اولتراسونیک نسبت به فرزکاری معمولی موثر است، به گونه ای که با افزایش سرعت برشی، نیروی برشی در این دو فرایند به یکدیگر نزدیک می شود.
    کلید واژگان: فرزکاری به کمک اولتراسونیک، فرزکاری معمولی، نیروی برشی، راستای ارتعاش
  • جمشید پرویزیان، حمید آبیار، امیر عبدالله، اسماعیل غدیری زهرانی
    یکی از مهمترین مشکلات فرآیند وایرکات، خطای ماشینکاری گوشه و شعاع گوشه است. این تحقیق خطای شعاع گوشه محدب در یک برش متوالی (شامل یک مرحله خشن و دو مرحله پرداخت) وایرکات را بررسی نموده است. طراحی آزمایش ها بر اساس فرکانس تخلیه و سرعت پیشروی مرحله ی خشن کاری به روش فاکتوریل کامل انجام و بار باقیمانده روی مسیر مستقیم و قوس گوشه به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شده اند. نتایج حاکی از تاثیر قابل توجه بهینه سازی این پارامترها روی کنترل بار باقیمانده در مسیر مستقیم در مقایسه با مسیر قوس گوشه اند. دیگر آن که خشن کاری موثرین مرحله ی برش است و به وسیله بهینه سازی پارامترهای وایرکات نمی توان خطای شعاع گوشه را به طور کامل حذف کرد. در ادامه، شعاع گوشه ی مقعر ایجاد شده در برش های متوالی و اثر زاویه و شعاع گوشه و خطای شعاع در زوایای مختلف گوشه مطالعه شده است. تحلیل داده های به دست آمده نشان می دهد که تاثیر بار باقیمانده بر خطای شعاع گوشه با افزایش زاویه گوشه افزایش می یابد. یک رویکرد موثر به منظور بهبود دقت ماشینکاری شعاع گوشه ی مقعر برای برش پرداخت ارائه گردیده است. نتیجه مهم آن که در یک گوشه ی کوچک-شعاع مقعر، برای دستیابی به دقت مناسب، طول قوس پیموده شده باید تا حد امکان افزایش یابد.
    کلید واژگان: ماشین کاری وایرکات، دقت ابعادی گوشه، شعاع گوشه، ماده ی باقیمانده
    Jamshid Parvizian, Hamid Abyar, Amir Abdullah
    Wire electrical discharge machining (wire-EDM) has a significant position among production technologies mainly due to its capacity of machining hard materials and intricate shapes. One of the major problems with this process is the error in cutting corners. Processing forces acting on the wire and low rigidity of the wire are responsible for wire deformation، which has a direct influence on the accuracy of the corner cutting. In this research، investigation is focused on the convex corner radii errors and alternative solutions are proposed for the case of successive cuts (one roughing and two finishings). Experiments are carried out for roughing operation by considering frequency of discharges and feed speed. The residual materials on straight and curved paths are the output parameters. Results indicate that optimization of these parameters have a better influence for control of residual material thickness on straight paths than on curved corners. One important conclusion is that roughing is the most influential stage of cutting by WEDM. Then، concave corner radii produced during successive cuts، the effect of corner angle and corner radii are investigated. Errors at radii of different corner angles are identified and related to arc length and residual material thickness in the curved corner. Finally، an effective approach is presented for improving the accuracy of the small-radius concave corner radii of finishing stage. The main conclusion is that to achieve accurate corner radii، one must increase the traversed corner arc length by wire in the small-radius concave corner radii.
    Keywords: WEDM, Dimensional Accuracy of Corner, Corner radii, Residual material
  • فیروز بختیاری نژاد، امیر عبدالله، وحید فرتاش وند، رضوان عابدینی
    امواج فراصوتی به صورت گسترده در حوزه های مختلف نظیر پزشکی، بازرسی غیرمخرب، رباتیک و فرایندهای تولید مورد استفاده قرار می گیرد. در یک تکنیک جدید از فراصوت به عنوان نیروی تابشی استفاده می شود که به آن ویبروآکوستوگرافی می گویند. در این روش کشسانی نگاری (الاستوگرافی)، پاسخ جسم به تنش تابشی دینامیکی با فرکانس کم تولید شده توسط پرتو فراصوتی ضبط می شود. تابش دینامیکی در اثر اندازه حرکت موج گذرا به یک جسم یا محیط انتشار ایجاد می شود. در ویبروآکوستوگرافی، این تنش توسط دو پرتو فراصوت مونوکروماتیک متمرکز با اندکی اختلاف فرکانس ایجاد می شود. در پاسخ، جسم قرارگرفته در ناحیه کانونی سیستم میدان آکوستیک ثانویه ایجاد می کند. این سیگنال های آکوستیک حاوی اطلاعاتی درباره دینامیک جسم می باشند که توسط هیدروفن ضبط می شوند. بر اساس تئوری، فشار سیگنال های آکوستیکی به وجود آمده متناسب با بزرگی شکل مودها در نقطه کانونی پرتو فراصوت می باشد. این فناوری نوین می تواند در ارزیابی شکل مودهای ارتعاشی اشیای کوچک و تصویربرداری صنعتی و پزشکی استفاده شود. در این مقاله به بیان اصول پایه ویبروآکوستوگرافی پرداخته شده و برخی از کاربردهای این روش تشریح شده است.
    کلید واژگان: فراصوت، ویبروآکوستوگرافی، تصویربرداری، نیروی تابشی
  • سعید امینی، محمد جواد ناطق، امیر عبدالله
    در این تحقیق تراشکاری ارتعاشی، تراشکاری ارتعاش بیضوی و تراشکاری معمولی بر روی قطعه کار سوپر آلیاژ In738 مورد آزمایش قرار گرفته است. این آزمایش ها با ابزار الماس تک کریستال و دستگاه تراش CNC انجام شد. جهت اعمال ارتعاش در فرآیند تراشکاری ارتعاشی در جهت سرعت برشی و در فرآیند تراشکاری ارتعاش بیضوی در جهت سرعت برشی و عمق برش می باشد. فرکانس ارتعاشی 36.16 Khz و دامنه می باشد. نتایج آزمایش ها نشان داد که نیروی ماشین کاری و زبری سطح در تراشکاری ارتعاش بیضوی، کمتر از تراشکاری ارتعاشی و تراشکاری معمولی است. در فرآیند تراشکاری ارتعاش بیضوی، زبری سطح هم در جهت برشی و هم در جهت پیشروی، کمتر از دو فرآیند دیگر می باشد. سپس با تغییر پارامترهای ماشین کاری شامل، سرعت برشی، پیشروی و دامنه ارتعاش، نیروی ماشین کاری و زبری سطح در فرآیندهای فوق بررسی و مقایسه گردید.
    کلید واژگان: تراشکاری ارتعاشی (VC)، تراشکاری ارتعاش بیضوی (EVC)، ماشین کاری
    Saeed Amini, Mohammad Javad Nategh, Amir Abdollah
    Vibration cutting (VC), elliptical vibration cutting (EVC) and ordinary cutting (OC) of In738 work-pieces have been experimentally investigated in the present research. The experiments were carried out by using single crystal diamond tool and ultra-precision CNC lathe. Vibration frequency is 36.16KHz and the amplitude is. The influence of various cutting parameters including cutting speed, feed-rate, vibration amplitude and phase angle on the cutting force, surface roughness and tool life have been studied and the results have been compared. The results indicate that the cutting force in EVC is much less than the two other processes. The surface roughness in both the cutting and feed directions was also less than those in other processes.
    Keywords: Vibration cutting (VC), elliptical vibration cutting (EVC), In738 machining
  • حمید آبیارفیروز آبادی، امیر عبدالله، جمشید پرویزیان
    یکی از مهمترین مشکلات فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات) عدم دستیابی به دقت های بالا در ماشینکاری گوشه ها و قوس ها است. در این تحقیق خطای شعاع گوشه در برش های متوالی وایرکات (شامل یک مرحله خشن کاری و دو مرحله پرداخت کاری) بررسی شده است. تاثیر فرکانس تخلیه، ولتاژ متوسط گپ، و سرعت پیشروی در دو مرحله ی پرداخت روی بار باقیمانده روی مسیر مستقیم و قوس گوشه مورد ارزیابی و آزمایش قرارگرفته است. نتایج آزمایش ها نشان دادند که تاثیر بهینه سازی این پارامترها روی بار باقیمانده در روی مسیر مستقیم بیشتر از روی قوس گوشه است. به هرحال، بهینه سازی پارامترها در این دو مرحله، توانست خطای شعاع گوشه را حدود 12 درصد کاهش دهد. همچنین مشخص شد که مرحله ی خشن کاری موثرین قسمت برش است و خطاهای ابعادی بیشتر ناشی از مرحله ی خشن کاری است.
    کلید واژگان: ماشین کاری وایرکات، ماده ی باقیمانده، دقت گوشه، خیز سیم
    H. Abyarfirouzabadi, A. Abdullah, J. Parvizian
    Lack of machining accuracy، at corners and corner radii، is one of the major problems in Wire-EDM process. The focus of investigation in this work was on corner radii errors through successive cuts of roughing and finishing operations. Effects of discharge frequency، inter-electrode average gap voltage، and feed-speed were investigated for finishing operations. Residual material left on straight path and over-cut on convex curved path were measured. Results indicated that the influence of the input variable parameters on the thickness of the residual material on straight paths is remarkable in comparison to curved corners. Ultimately، for corner radii، an optimum set of parameters could reduce the errors only by 12%. It was، then، concluded that the roughing operation is the most influential stage of cutting on corner radii
    Keywords: WEDM, Dimenesional accuracy of corners, Corner radii, Residual material, Wire deflection
  • علیرضا حاجی علی محمدی*، دیمون هونری، امیر عبدالله، سید مصطفی میرسلیم
    با توجه به اینکه در موتورهای تزریق مستقیم گاز اشتعال جرقه ای هدایت فواره، زمان بسیار کمی در چرخه کاری موتور به شکل گیری مخلوط اختصاص دارد تعیین دقیق خصوصیات فواره خروجی از افشانه در این موتورها ضرورت می یابد. هدف از اجرای این پژوهش مطالعه اثر نسبت فشار و نسبت چگالی گاز تزریق به گاز داخل محفظه، روی عمق نفوذ محوری و شعاعی و سرعت لبه فواره خروجی از افشانه هفت سوراخ بود. برای این منظور عکسبرداری پرسرعت با بزرگنمایی زیاد در منطقه نزدیک دماغه در بازه زمانی 8/0-0 میلی ثانیه با استفاده از روش شیلرین به عنوان روش آشکارساز فواره گازی شکل مورد استفاده قرار گرفت. عکس های به دست آمده از فواره با استفاده از روش پردازش تصویر نرم افزاری بر مبنای روش لبه یابی، با نوشتن کدی نرم افزاری تحلیل شدند. نتایج نشان دادند که با توجه به منحنی سرعت، شکل گیری فواره تزریق مستقیم گاز خروجی از افشانه چند سوراخ از سه مرحله اصلی نفوذ پلوم های تکی، برخورد پلوم ها و نفوذ فواره اصلی شکل گرفته، تشکیل شده است. تغییر چگالی گاز درون مخزن تاثیری روی زمان های رویداد نقاط حداقل و حداکثر سرعت ندارد. اما در نسبت فشار ثابت با افزایش چگالی گاز داخل محفظه (کاهش نسبت چگالی گاز تزریق به گاز داخل محفظه) عمق نفوذ محوری و سرعت لبه فواره کاهش می یابند ولی عمق نفوذ شعاعی (زاویه گسترش) فواره افزایش می یابد.
    کلید واژگان: تزریق مستقیم گاز، فواره، شیلرین، پردازش تصویر نرم افزاری، افشانه چند سوراخ
    Alireza Hajialimohammadi*, Damon Honnery, Amir Abdullah, Seyed Mostafa Mirsalim
    As for spray-guided direct injection gaseous fueled engines, a few time is available for mixture preparation, exact determination of the gaseous jet characteristics emanating from the injector is very important. The main purpose of the present work is investigation of the effects of pressure and density ratios on the multi hole gaseous jet tip axial and radial penetration lengths and its velocity. For this, ultra high speed Schlieren imaging of the transient jet with high spatial and temporal resolution was utilized. jet images were analyzed using digital image processing method and the jet characteristics were extracted using an in house software which worked based on edge detection approach. Results revealed that regarding to the velocity curves, formation of the multi-hole gaseous jet is comprised of three stages of: emergence of the individual plumes, merging and penetration of the main spray. It was also found that changing the chamber gas density wouldn’t alter the maximum and minimum times in velocity curves and decreasing the density ratio of the injection gas to chamber gas would decrease axial penetration and jet tip velocity and increase jet spreading angle.
    Keywords: transient jet, direct injection, Schlieren, high speed imaging
  • بهناز تاجیک، عباس عباسی، مجید صفاراول، امیر عبدالله، محمد کاظمی، حسین بابایی
    در این مقاله اثر جریان آکوستیک بر افزایش انتقال حرارت از یک گرمکن تخت افقی و رو به پایین در یک محفظه بسته استوانه ای شکل پر از آب، به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. امواج ایستا بین منبع حرارتی، به عنوان منعکس کننده و صفحه مرتعش پایینی ایجاد می شود. جریان آکوستیک، یک جریان پایدار چرخشی است که توسط این میدان امواج ایستا، القا می شود. صفحه بالایی با شار حرارتی ثابت گرم شده و دیواره های کناری در یک دمای ثابت نگاه داشته می شوند. بنابراین اثرات گرانش در این مقاله ناچیز است و افزایش انتقال حرارت، به دلیل ارتعاشات فراصوت است. برای یافتن بهترین محدوده قدرت آکوستیک، فشار آکوستیک اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش انتقال حرارت می تواند به کمک ارتعاشات فراصوت، نزدیک به 400٪ افزایش یابد. افزایش در توان ترانسدیوسر و کاهش در ارتفاع گرمکن، موجب افزایش ضریب انتقال حرارتی در محفظه می شود. همچنین افزایش کاویتاسیون به شدت موجب تضعیف افزایش ضریب انتقال حرارت می شود.
    کلید واژگان: افزایش انتقال حرارت، جریان های آکوستیک، امواج ایستا، محفظه استوانه ای، فراصوت، کاویتاسیون
    Behnaz Tajik, Abbas Abbasi, Majid Saffar Avval, Amir Abdollah, Mohammad Kazemi, Hosein Babaei
    In this study, the effect of acoustic streaming on heat transfer enhancement of a down-ward-facing horizontal heating surface in a closed cylindrical enclosure filled with water was investigated experimentally. Standing waves were generated between the heating source as a reflector and vibrating lower plate. Acoustic streaming is a steady circular flow induced by this standing waves field. The upper plate was heated with a constant heat flux and side-walls were kept at the constant temperature. Therefore, the gravitational effects were negligible and the heat transfer enhancement was due to ultrasonic vibrations. In order to find out the best range of ultrasonic power, the acoustic pressure was measured. The results show that the enhancement of the heat transfer can be up to 400% by the ultrasonic vibrations. The increase in the transducer power and the decrease in the height of the heater cause the higher heat transfer coefficient in the enclosure. In addition, the increase in cavitation phenomenon severely weakens the increase in heat transfer coefficient.
    Keywords: heat transfer enhancement, acoustic streaming, standing wave, cylindrical enclosure, ultrasonic, cavitation
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال