رضوان عابدینی
-
این پژوهش به بررسی شروع آسیب در ریزساختار فولاد دوفازی DP1000 تحت شرایط خستگی با سیکل بسیار بالا (VHCF) پرداخته است. ریزساختار این فولاد شامل فازهای فریت و مارتنزیت است که ترکیب این فازها خواص مکانیکی برجسته ای مانند استحکام بالا و مقاومت به خستگی را فراهم می کند. در این مطالعه، از یک روش دقیق عملیات حرارتی استفاده شد که منجر به بهینه سازی ریزساختار فولاد گردید. این فرآیند، توزیعی یکنواخت از فازهای فریت نرم (50%) و مارتنزیت سخت (50%) ایجاد کرد. همچنین، طراحی نمونه های دمبلی شکل برای آزمون خستگی فراصوت (20 کیلوهرتز) و استفاده از یک سیستم خنک کاری ترکیبی جدید، امکان کنترل پایدار دمای نمونه ها را در طول آزمایش فراهم ساخت. این روش کنترل دما، شرایطی را ایجاد کرد که آزمون خستگی با سیکل بسیار بالا برای اولین بار بدون تاثیر تنش های حرارتی انجام شوند و نتایج با دقت و اطمینان بالاتری نسبت به تحقیقات پیشین ثبت شوند. به طوری که شکست برا اثر خستگی در تنش های 250 تا 300 مگاپاسکال اتفاق می افتد که منجر به بهبود 10 درصدی نسبت به سایر تحقیقات شده است. در این آزمایش، جابجایی انتهای آزاد نمونه ها با حسگر لیزری اندازه گیری و نمودار S-N ترسیم شد. نتایج نشان داد که ریزساختار بهینه شده، موجب تاخیر در شروع آسیب و کاهش نرخ رشد ترک گردید، در حالی که توزیع نامناسب فازها منجر به تسریع رشد ترک ها شد.
کلید واژگان: خستگی سیکل بسیار بالا، فولاد دوفازی، فراصوت، ترک، ریز ساختار، DP1000This study investigated damage initiation in the microstructure of DP1000 dual-phase steel under ultrasonic very high cycle fatigue (VHCF) conditions. The microstructure of this steel consists of ferrite and martensite phases, a combination of which provides outstanding mechanical properties such as high strength and fatigue resistance. In this study, a precise heat treatment method was employed to optimize the steels microstructure, resulting in a uniform distribution of 50% soft ferrite and 50% hard martensite. Additionally, the design of hourglass-shaped specimens for ultrasonic fatigue testing (20 kHz) and the implementation of a novel combined cooling system enabled stable temperature control during testing. This temperature control method allowed very high cycle fatigue testing to be conducted for the first time without the influence of thermal stresses, yielding results with greater accuracy and reliability compared to previous research. During the test, the displacement of the specimens free end was measured using a laser sensor and the S-N diagram was constructed. The results demonstrated that the optimized microstructure delayed damage initiation and reduced the crack growth rate, whereas an improper phase’s distribution accelerated crack growth
Keywords: Very High Cycle Fatigue, Dual-Phase Steel, Ultrasound, Crack, Microstructure, DP 1000 -
ترنسدیوسرهای توان بالای فراصوتی با انتشار امواج فرکانس بالا در محیط مایع و ایجاد میدان های صوتی شدید موجب ایجاد پدیده کاویتاسیون درون مخزن مایع می شوند. انفجار حباب های ریز که به کاویتاسیون معروف هستند، حاصل میدان صوتی شدید، پدیده های فیزیکی و شیمیایی می باشند و برای زدودن آلودگی ها از سطح قطعات حساس و پیچیده استفاده می شود. تعیین میدان آکوستیک ترنسدیوسر فراصوتی درون مخزن می تواند کمک شایانی در تعیین تعداد ترنسدیوسر لازم، فاصله بهینه بین آن ها و ابعاد مناسب مخزن نماید. با توجه به هزینه بالای آزمون های تجربی، روش اجزاء محدود یک ابزار مناسب جهت پیش بینی رفتار مجموعه ارتعاشی و تعیین میدان آکوستیک فراصوت در مایع درون مخزن می باشد. در این پژوهش تعیین فرکانس های رزونانس مجموعه ی ارتعاشی و بررسی میدان انتشار موج آکوستیک توسط نرم افزار تحلیل اجزاء محدود کامسول انجام گرفت. پس از ساخت اجزاء و مونتاژ مخزن، در بخش آزمون تجربی، میدان آکوستیک حاصل از ارتعاش فراصوت، به وسیله هیدروفون فرکانس بالا در موقعیت های مختلف مخزن اندازه گیری شد. بر اساس داده های نقشه برداری تجربی و مقایسه آن با نتایج شبیه سازی، فرکانس های هارمونیک و سوپرهارمونیک به صورت همزمان در محیط آب مشاهده شدند. تطابق نتایج شبیه سازی و آزمون تجربی نشان داد که روش شبیه سازی یک ابزار مناسب جهت پیش بینی رفتار مایع درون مخزن تحت ارتعاشات فراصوت توان بالا می باشد.کلید واژگان: شستشوی فراصوتی، میدان آکوستیک، امواج فرکانس بالا، ترنسدیوسرHigh-power ultrasonic transducers emit high-frequency waves in a liquid environment, creating intense sound fields that cause the phenomenon of cavitation inside the liquid tank. The explosion of small bubbles, known as cavitation, results from intense sound fields, as well as physical and chemical phenomena. This process is used to remove contamination from the surface of sensitive and complex parts. Determining the acoustic field of the ultrasonic transducer within the tank can assist in identifying the required number of transducers, the optimal distance between them, and the appropriate dimensions of the tank. Given the high cost of experimental tests, the finite element method is a suitable tool for predicting the behavior of the vibrating assembly and determining the ultrasonic acoustic field within the liquid inside the tank. In this research, the resonance frequencies of the vibrating assembly and the acoustic wave propagation field were investigated using COMSOL finite element analysis software. After fabricating the components and assembling the tank, the acoustic field resulting from ultrasonic vibration was measured in different positions of the tank using a high-frequency hydrophone during the experimental test phase. Based on the experimental mapping data and its comparison with the simulation results, both harmonic and superharmonic frequencies were observed simultaneously in the water environment. The consistency between the simulation results and the experimental tests demonstrated that the simulation method is a suitable tool for predicting the behavior of the liquid inside the tank under high-power ultrasonic vibrations.Keywords: Ultrasonic Cleaning, Acoustic Field, High Frequency Waves, Transducer
-
اتصال دهی کامپوزیت های گرمانرم بوسیله جوشکاری پیوسته فراصوتی منجر به ایجاد اتصال دهی سریع با قابلیت تحمل بار بالا می شود. این روش در دسته جوشکاری ذوبی قرار می گیرد. رفتار ویسکوالاستیک در مواد پلیمری، بصورت رفتار غالب، در دمای بالاتر از دمای گذار شیشه ای آن ها مشاهده می شود. در این شرایط اعمال ارتعاشات فراصوتی، منجر به ایجاد تلفات ویسکوالاستیک درون ماده می شود و حرارت کافی برای ذوب زمینه پلیمری کامپوزیت را فراهم می آورد. در این پژوهش، جوشکاری پیوسته فراصوتی کامپوزیت پایه پلیمری پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف بافته شده شیشه بصورت تجربی بررسی شده است، ابتدا صفحات کامپوزیتی ساخته و به صفحاتی به ابعاد 101.6´140 میلیمتر برش داده شدند، سپس با استفاده از روش جوشکاری پیوسته فراصوتی و با درنظر گرفتن پارامترهای جوشکاری نظیر توان، سرعت و فشار جوش، حالت های مختلف جوشکاری بر روی صفحات کامپوزیت بصورت لبه بر روی لبه انجام شد. در ادامه با محاسبه استحکام برشی اتصالات حاصل، براساس استاندارد موجود و بررسی سطح شکست اتصالات در طول خط جوش، اثر حالت های مختلف جوشکاری بر یکنواختی و استحکام برشی جوش، به منظور رسیدن به جوشی مناسب بررسی شد. درنهایت با تنظیم صحیح پارامترهای فرآیند بر روی مقادیر توان 100 درصد، سرعت 30 میلیمتر بر ثانیه و فشار 0.83 مگاپاسکال جوشی یکنواخت با استحکام 4 مگاپاسکال حاصل شد.
کلید واژگان: جوشکاری پیوسته فراصوتی، کامپوزیت پایه پلیمری، استحکام اتصالThe joining of thermoplastic composites by continuous ultrasonic welding results in the creation of a fast joint with high load-bearing capability. This method falls into the category of fusion welding. The viscoelastic behavior of polymeric materials becomes dominant at temperatures higher than their glass transition temperature. Under these conditions, the application of ultrasonic vibrations induces viscoelastic losses in the material, generating sufficient heat to melt the polymer matrix of the composite. In this study, the continuous ultrasonic welding of polypropylene reinforced with woven glass fibers was investigated experimentally. Composite plates were fabricated and cut into dimensions of 101.6 × 140 mm. Subsequently, lap joints were welded using the continuous ultrasonic welding method while considering welding parameters such as power, speed, and welding pressure. Various welding modes were applied to the composite plates. The shear strength of the resulting joints was calculated based on existing standards, and the fracture surfaces along the welding line were examined to evaluate the effect of different welding modes on the uniformity and shear strength of the welds. Finally, by properly setting the process parameters—100% power, a speed of 30 mm/s, and a pressure of 0.83 MPa—an uniform weld with 4 MPa lap shear strength was achieved.
Keywords: Continuous Ultrasonic Welding, Polymer Matrix Composite, Joint Strength -
فرایند ساچمه زنی فراصوتی به عنوان یک عملیات سطحی برای ایجاد کارسختی در سطوح قطعات استفاده می شود. در این فرایند، ساچمه هایی با اندازه، جنس و تعداد معین توسط یک جسم مرتعش به حرکت درآمده و به سطح قطعه کار برخورد می کنند. از سوی دیگر، فولاد زنگ نزن به علت استحکام بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون، نقش مهمی در توسعه فناوری های ساخت و تولید دارد. از این رو در این پژوهش، فرایند ساچمه زنی فراصوتی بر روی فولاد زنگ نزن گرید 316L انجام شد و تاثیر توان مولد و مدت زمان ساچمه زنی بر میکروسختی مقطع عرضی نمونه ها در دو عمق 75 و 250 میکرونی تحت ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با اجرای فرایند ساچمه زنی فراصوتی، میکروسختی مقطع عرضی در عمق های 75 و 250 میکرونی به ترتیب به میزان حداکثر 43.37 درصد و 18.5 درصد نسبت به نمونه خام افزایش می یابد. لذا با افزایش عمق از سطح ساچمه زنی شده، تاثیر فرایند به میزان 57.34 درصد کاهش یافت. نتایج حاصل از تحلیل واریانس نیز نشان داد که توان مولد در هر دو عمق، به عنوان موثرترین متغیر ورودی شناخته می شود و در عمق 250 میکرونی، تاثیر توان مولد بیشتر از مدت زمان ساچمه زنی می باشد. همچنین، بهینه سازی دوهدفه جهت دستیابی به بیشینه سختی در هر دو عمق با استفاده از روش مطلوبیت، انجام شد و مقادیر بهینه توان مولد و مدت زمان ساچمه زنی به ترتیب مساوی 100 درصد و 195 ثانیه با مقدار مطلوبیت 87 درصد، حاصل شدند.کلید واژگان: ساچمه زنی فراصوتی، تنش پسماند فشاری، میکروسختی، تحلیل واریانس، بهینه سازیUltrasonic shot peening (USP) is used as a surface treatment to create work-hardening on the surfaces of the parts. In this process, spherical shots with a certain size, type and number are moved by a vibrating object (horn) and hit the surface of the workpiece. On the other hand, stainless steel plays an important role in the development of manufacturing technologies due to its high strength and oxidation resistance. Therefore, in this research, the USP process was performed on 316L stainless steel, and the effect of ultrasonic power and shot peening duration on the cross-sectional microhardness of the samples was evaluated at two depths of 75 and 250 microns. The results showed that by applying the USP, the microhardness of the cross section at the depths of 75 and 250 microns increases by a maximum of 43.37% and 18.5% compared to the raw sample, respectively. Therefore, by increasing the depth from the shot-treated surface, the effect of the USP decreased by 57.34%. The ANOVA results also showed that the ultrasonic power in both depths is known as the most effective input variable and in the depth of 250 microns, the effect of the ultrasonic power is greater than the duration of shot peening. Also, dual-objective optimization was done to achieve the maximum hardness in both depths using the desirability method, and the optimal values of the ultrasonic power and shot peening duration were equal to 100% and 195 seconds, respectively, with a desirability value of 87%.Keywords: Ultrasonic Shot Peening, Compressive Residual Stress, Microhardness, ANOVA, Optimization
-
جوشکاری پیوسته فراصوتی یکی از روش های جدید و بسیار سریع برای اتصال دهی کامپوزیت های گرمانرم می باشد که در آن با استفاده از امواج فراصوتی توان بالا با فرکانس 20kHz و انتقال آن به فصل مشترک صفحات کامپوزیتی که دارای هم پوشانی مشخص می باشند، حرارت ویسکوالاستیک تولیدی منجر به ذوب پلیمر می شود. هم زمان با اعمال فشار، فرآیند جوشکاری صفحات کامپوزیت در راستای دلخواه بصورت پیوسته انجام می شود. در این پژوهش ابتدا با ساخت صفحات کامپوزیت شیشه پلی آمید6 و طرح ریزی آزمایش های جوشکاری پیوسته فراصوتی اثر سه پارامتر اصلی این فرآیند شامل توان جوشکاری، سرعت و فشار جوشکاری بر استحکام برشی جوش پیوسته بررسی شد. برای توجیه اثر هرکدام از پارامترها بر روی استحکام جوش از تصاویر سطح شکست اتصال جوش توسط میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی بهره گرفته شد. درنهایت مشخص شد که پارامتر توان رابطه مستقیم و پارامترهای سرعت و فشار رابطه معکوس با استحکام برشی جوش پیوسته فراصوتی کامپوزیت شیشه پلی آمید6 دارند؛ علاوه بر آن توان بیشترین و فشار کمترین تاثیر را بر استحکام جوش دارد.
کلید واژگان: جوش پیوسته فراصوتی، کامپوزیت گرمانرم، شیشه پلی آمید 6، استحکام برشی اتصالContinuous ultrasonic welding is one of the new and very fast methods for joining thermoplastic composites, in which by using high power ultrasonic waves with a frequency of 20kHz and transferring it to the interface of the composite plates that have a certain overlap, the viscoelastic heat produced leads to the melting of the polymer and at the same time as the pressure is applied, the welding process of the composite plates in the desired direction is done continuously. In this research, the effect of three main parameters of this process, i.e., welding power, welding speed and pressure, on the lap shear strength of continuous ultrasonic welding is investigated by making glass-polyamide 6 composite plates and planning continuous ultrasonic welding experiments. To justify the effect of each parameter on the welding strength, The images of the fracture surface of the weld joint were used by optical and scanning electron microscopes. Finally, it was found that the power parameter has a direct relationship and the speed and pressure parameters have an inverse relationship with the lap shear strength of continuous ultrasonic welding glass-polyamide6 composite.additionally, power has the greatest effect and pressure has the least effect on weld strength.
Keywords: Continuous Ultrasonic Welding, Thermoplastic Composite, GF, PA6, Shear Strength -
فناوری های جراحی نوین با هدف افزایش راحتی و قابلیت کنترل عملیات حین عمل و کاهش صدمات حاصل از عمل جراحی در حال توسعه می باشند. ابزار جراحی لاپاراسکوپی فراصوتی یک فناوری نوین جهت کاهش صدمات حاصل از عمل جراحی می باشد. دستیابی به پارامترهای ورودی مناسب در ابزار جراحی فراصوتی، باعث افزایش قابلیت اطمینان عمل و کاهش صدمات حاصل می شود. در پژوهش حاضر با ثابت نگه داشتن نیروی اعمالی بر بافت رگ، اثر تغییر معیار توان و زمان اعمال ارتعاشات فراصوتی و معادل آن انرژی ورودی به رگ در عمل جراحی، بر استحکام مکانیکی اتصال بافت و اثرات حرارتی عمل مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور قابلیت تحمل فشار خون در سرخرگ کاروتید مشترک گوسفند و آسیب حرارتی (سوختگی) ناحیه تحت عمل به ترتیب توسط آزمون فشار و بررسی تصویر اثر حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پژوهش نشان داده است که در یک زمان مشخص، یک توان بهینه برای دستیابی به بیشترین قابلیت تحمل فشار بدست آمده است. اما با ثابت نگه داشتن توان، معیار زمان تاثیر یکسانی بر قابلیت تحمل فشار رگ نداشته است. بیشترین مقدار تحمل فشار رگ برابر با 1100 میلیمتر جیوه در توان 44 وات و زمان 10 ثانیه در نیروی 10 نیوتن بدست آمد. نتایج نشان داد با افزایش انرژی ورودی، میزان آسیب حرارتی به بافت اطراف نیز افزایش می یابد.
کلید واژگان: چاقوی جراحی فراصوتی، برش و انعقاد رگ، آسیب حرارتی، استحکام مکانیکیNew surgical technologies are continuously being developed to enhance control during operations and mitigate injuries resulting from surgical procedures. One such advancement is the ultrasonic laparoscopic surgical tool known as the ultrasonic scalpel, which is designed to minimize surgery-related injuries when used alongside conventional tools. Establishing optimal input parameters for this ultrasonic instrument not only enhances operational reliability but also decreases the risk of resultant injuries. Ongoing research investigates the impact of varying power and duration of ultrasonic vibrations, along with the equivalent energy input into the blood vessel during surgery, on tissue mechanical characteristics and thermal effects. This study assesses the ability of sheep carotid artery tissues to withstand blood pressure within the vessel and examines thermal damage through pressure testing and optical imaging. Findings indicate that maintaining constant time at specific power yields maximum pressure tolerance at optimal power levels. However, varying the time at specific power settings produces different effects. For instance, the highest blood pressure resistance, at 1100 mmHg, was observed at 44 Watt of power over a 10 second duration at 10 newton. Furthermore, results demonstrate that increased energy input correlates with heightened thermal damage to surrounding tissues during the operation.
Keywords: Vessel Sealing, Ultrasonic Surgical Device, Thermal Damage, Ultrasonic Scalpel, Mechanical Strength -
در پژوهش حاضر از روش شبیه سازی اجزاء محدود و آزمون های تجربی برای طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد یک مجموعه رادیاتور ارتعاشی فراصوتی توان بالا بهره گرفته شده است. دو هدف اصلی در طراحی دستیابی به فرکانس تشدید نامی 20 کیلوهرتز در شکل مود ارتعاش طولی مجموعه ترنسدیوسر و بوستر و شکل مود خمشی صفحه رادیاتور و دور نمودن شکل مودهای مزاحم از محدوده فرکانسی شکل مود اصلی است. پس از طراحی و ساخت نمونه براساس نتایج شبیه سازی، آزمون های تجربی تحلیل مودال، آزمون ضربه و تحلیل امپدانسی برای ارزیابی مشخصات عملکردی مجموعه رادیاتور ارتعاشی فراصوت انجام گرفت. جهت صحت سنجی، نتایج شبیه سازی شامل فرکانس تشدید و موقعیت گره و شکم ارتعاشی با نتایج آزمون تجربی مقایسه شدند. نتایج آزمون های تجربی تعیین فرکانس تشدید و مقایسه آن با نتایج شبیه سازی (خطای کمتر از 0.5 درصد)، بیانگر دقت پیش بینی نتایج و تطابق فرکانس تشدید با مقدار نامی طراحی شده است. همچنین شکل مودهای مزاحم با فاصله قابل قبولی از شکل مود اصلی خمشی رادیاتور قرار داشتند. در نهایت نتایج آزمون اندازه گیری دامنه ارتعاشی بیانگر تطابق موقعیت نقاط گره و شکم ارتعاشی در آزمون تجربی با مقادیر شبیه سازی اجزاء محدود می باشد.
کلید واژگان: رادیاتور فراصوتی، ارتعاشات فراصوتی، شبیه سازی اجزاء محدود، فرکانس رزونانس، دامنه ارتعاشاتIn the current research, finite element simulation and experimental tests have been used to design, manufacture and evaluate the performance of a high-power ultrasonic radiator. The two main goals in the design are to achieve a nominal resonance frequency of 20 kHz in longitudinal mode shape of the transducer and booster assembly and the flexural mode shape of the radiator plate and to remove the disturbing modes from the frequency range of the main mode shape. After designing and manufacturing the sample based on the simulation results, experimental tests of modal analysis, impact test and impedance analysis were performed to evaluate the performance characteristics of the ultrasonic radiator. In order to verify the accuracy, the simulation results, including the resonance frequency and position of the node and anti-node, were compared with the experimental test results. The results of the experimental tests to determine the resonance frequency and compare it with the simulation results (error less than 0.5%), indicate the accuracy of the prediction of the results and the matching of the resonance frequency with the designed nominal value. Also, the disturbing mode shapes were at an acceptable distance from the main flexural mode shape of the radiator. Finally, the vibration amplitude measurement test results show that the position of the node and anti-node points in the experimental test match with the finite element simulation results.
Keywords: Ultrasonic radiator, Ultrasonic vibrations, Finite Elements Simulation, Resonance frequency, Vibration Amplitude -
کامپوزیت های الیاف ممتد نسبت به کامپوزیت های الیاف کوتاه عملکرد مکانیکی بالاتری دارند به همین سبب به طور قابل توجهی در صنایع هوایی استفاده می شوند. یکی از روش های نوین اتصال کامپوزیت ها جوش فراصوتی (التراسونیک) می باشد. در این فرآیند با اعمال ارتعاشات توان بالا (100 الی 2000 وات) و فرکانس بالا (15 تا 100 کیلوهرتز) به محل اتصال دو قطعه، حرارت در محل اتصال ایجاد و باعث چسبیدن دو قطعه به هم می شود. در این تحقیق به بررسی پارامترهای اتصال جوش فراصوتی کامپوزیت شیشه پلی آمید 6، تاثیر فیلم لایه واسط و جهت الیاف در استحکام اتصال پرداخته شده است و در انتها اتصال جوش فراصوتی با اتصال چسبی مقایسه شده است. در بررسی اتصال به صورت اتصال لبه روی هم، نمونه ها با توجه به استاندارد ASTM D5868 برش خوردند و پس از جوشکاری فراصوتی تحت آزمون کشش-برش قرار گرفتند. با در نظر گرفتن پارامترهای ورودی متوسط برای زمان، فشار و توان مشاهده شد استفاده از یک لایه فیلم پلیمر خالص به عنوان فیلم لایه واسط استحکام جوش را افزایش می دهد. با تغییر جهت الیاف تمامی لایه ها به اندازه 90 درجه، استحکام جوش مقداری کاهش و مقدار بیرون زدگی پلیمر و الیاف بیشتر شد و کیفیت ظاهری کاهش یافت. در مقایسه اتصال جوش با اتصال چسب، مقدار استحکام جوش بالاتر از استحکام اتصال چسب بود و همچنین زمان صرف شده در اتصال جوش بسیار کمتر از زمان صرف شده در اتصال چسبی بوده است.کلید واژگان: کامپوزیت شیشه پلی آمید، جوش التراسونیک، اتصال دهی کامپوزیت ترموپلاست، اتصال لبه روی هم، کامپوزیت الیاف ممتدComposites of continuous fibers have higher mechanical performance than short fibers, which is why they are produced and used significantly in the aviation industry. One of the new methods of joining composites is ultrasonic welding. In this process, by applying high power (100 to 2000 watts) and high frequency (15 to 100 kHz) vibrations to the joint of two parts, heat is generated in the joint and causes the two parts to stick together. In this research, the parameters of the ultrasonic welding of polyamide 6 glass composite, the effect of the interlayer film, and the direction of the fibers on the strength of the connection have been investigated. Ultimately, the ultrasonic welding connection has been compared with the adhesive bond. In examining the connection as an edge-to-edge connection, the samples were cut according to ASTM D5868 standard and subjected to a tensile-shear test after ultrasonic welding. Considering the average input parameters for time, pressure, and power, it was observed that using a pure polymer film layer as the interlayer film increases the welding strength. By changing the direction of the fibers of all layers by 90 degrees, the welding strength decreased a little. The amount of polymer and fiber protrusion increased, and the appearance quality decreased. In comparing the welding connection with the adhesive bond, the value of the welding strength was higher than the strength of the adhesive connection. Also, the time spent on the welding connection was much less than on the adhesive bonding.Keywords: Ultrasonic Welding, composites, Polyamide 6 glass fiber, Lap shear joint, Continuous fiber glass composite
-
برش مواد یکی از فرایندهای پرکاربرد صنعتی می باشد که همواره با چالش هایی همراه است. یکی از این چالش ها قابلیت برش مواد با قابلیت کشسانی بالا مانند لاستیک و یا مواد نرم و ترد مانند کیک است. به منظور بالابردن طول عمر ابزار و دستیابی به سطح برش مناسب و دقیق و دست یابی به سرعت برش بالا از فناوری ارتعاشات توان بالای فراصوتی در صنایع مدرن تولید تایر و لاستیک و صنایع غذایی استفاده می شود. طراحی مناسب ابزار برش فراصوتی تضمین کننده عملکرد مناسب و طول عمر ابزار است. طراحی و ساخت هورن های برشی فراصوتی به دلیل تاثیرگذاری عوامل متنوع در شکل و ابعاد قطعه از پیچیدگی هایی برخوردار است. در مقاله حاضر اثر پارامترهای ابعادی طراحی هورن، بر دو عامل خروجی مهم یعنی فرکانس تشدید شکل مود ارتعاش طولی و یکنواختی ارتعاشات سطح جلو تیغه برش فراصوتی از جنس آلیاژ تیتانیوم مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با استفاده از بهبود طراحی در نرم افزارهای اجزاء محدود می توان به یک تیغه برشی با فرکانس نزدیک به فرکانس نامی طراحی و با بیشترین یکنواختی دامنه ارتعاشی در سطح جلو هورن دست یافت.
کلید واژگان: ارتعاشات توان بالای فراصوتی، تیغه برش فراصوتی، فرکانس تشدید، یکنواختی دامنه ارتعاشات، شبیه سازیApplication of Finite Element Method in Design and Performance Evaluation of Ultrasonic Cutting HornMaterial cutting is one of the most widely used industrial processes, which is always accompanied by challenges. One of these challenges is the ability to cut materials with high elasticity such as rubber or soft and crispy materials such as cake. In order to increase the life of the tool and achieve a suitable and accurate cutting surface and achieve a high cutting speed, the technology of high power ultrasonic vibrations is used in the modern industries of tire and rubber production and food industries. The proper design of the ultrasonic cutting tool, guarantees the proper performance and the tool life. The design and manufacture of ultrasonic cutting horns is complicated due to the influence of various factors on the shape and dimensions of the part. In this article, the effect of the dimensional parameters of the horn design on two important output factors, namely the resonance frequency of longitudinal vibration mode and the uniformity of the vibrations of the front surface of the ultrasonic cutting horn made of titanium alloy, have been investigated and analyzed. The results have shown that by using design improvements in finite element software, it is possible to achieve a cutting horn with a frequency close to the nominal design frequency and with the highest uniformity of the vibration amplitude on the front surface of the horn.
Keywords: High power ultrasonic vibrations, ultrasonic cutting blade, resonance frequency, vibration amplitude uniformity, Simulation -
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 فشارSuperimposing 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
-
شناسایی عیب های پیزوالکتریک و ترنسدیوسرهای فراصوتی براساس امپدانس الکترومکانیکی یکی از روش های پایش سلامت آن ها می باشد. در یک پیزوالکتریک سالم، امپدانس الکترومکانیکی براساس خصوصیات، شکل و ابعاد پیزوالکتریک تعیین می شود. با هدف شناسایی و پیش بینی خرابی پیزوالکتریک ها، در این مقاله، یک رویه عملی و موثر برای ارزیابی کیفیت و سلامت پیزوالکتریک های مورد استفاده در ترنسدیوسرهای التراسونیک توان بالا ارایه شده است. مبنای این رویه ، بررسی تغییر مشخصات امپدانس الکتریکی قطعه پیزوالکتریک است که مطابق استاندارد قابل اندازه گیری است. این رویه برای محققان و سازندگان محصولات پیزوالکتریک قابل استفاده است. نتایج آزمون های تجربی نشان داده است که با تحلیل نمودار امپدانسی پیزوالکتریک ها به خوبی می توان خرابی و عیب در آن ها را شناسایی نمود؛ حتی قبل از آن که با چشم قابل رویت باشند. همچنین مقایسه کیفیت سازندگان مختلف پیزوالکتریک و بررسی میزان افت عملکرد یک پیزو کارکرده سالم نسبت به یک پیزو نو قابل بررسی می باشد.
کلید واژگان: سرامیک پیزوالکتریک، آزمون امپدانس الکترومکانیکی، ترنسدیوسر ساندویچی پیزوالکتریک، پایش سلامتIdentifying piezoelectric defects and ultrasonic transducers failure based on electromechanical impedance is one of the methods to assess their health. In a healthy piezoelectric, the electromechanical impedance is determined based on the piezoelectric properties, shape and size. In order to identify and predict the failure of piezoelectric, in this paper, a practical and effective method for evaluating the quality and health of piezoelectric used in high power ultrasonic transducers is presented. The basis of this procedure is to study the change in electric impedance characteristics of the piezoelectric disc, which can be measured according to the standard. This method can be used by researchers and manufacturers of piezoelectric. The results of experimental tests have shown that by analyzing the impedance diagram of piezoelectric, it is possible to identify faults and defects in them; even before they are visible to the naked eye. It is also possible to compare the quality of different piezoelectric manufacturers and to evaluate the performance of a healthy worked piezoceramic compared to a new component.
Keywords: Piezoelectric Ceramic, Impedance Analysis Method, Sandwich Piezoelectric Transducer, Health Monitoring -
امروزه فناوری فراصوت جایگاه ویژه ای در جراحی پزشکی پیدا کرده است. در سال های اخیر محققان تلاش کرده اند تا این فناوری را برای انجام جراحی های مختلف ارتقاء دهند. از مهم ترین ویژگی های تجهیزات جراحی فراصوت در مقایسه با نمونه های سنتی را می توان به برش دقیق و عدم آسیب به بافت های اطراف، خون ریزی کمتر، کاهش زمان بهبودی بافت، راحت تر شدن کار جراح و همچنین امکان تاثیرگذاری به برخی از بافت ها به روش غیرتهاجمی اشاره کرد. با توجه به اهمیت و کاربردهای زیاد این موضوع، در این مقاله به بررسی کاربردهای فناوری فراصوت در جراحی پزشکی، پارامترهای موثر بر تجهیزات مورد استفاده در این حوزه و مکانیزم های تاثیر فراصوت در بدن پرداخته شده است. به علاوه راهکارهای پیشبرد این فناوری در جراحی پزشکی، چالش ها و آینده تحقیقات علمی و صنعتی در این زمینه نیز ارایه شده اند.
کلید واژگان: فراصوت توان بالا، جراحی پزشکی، ترنسدیوسر فراصوت، مکانیزم های تاثیر فراصوت، پارامترهای فراصوتToday, ultrasound technology has found a special place in medical surgery. In recent years, researchers have tried to upgrade this technology to perform various surgeries. The most important features of ultrasound surgical equipment compared to traditional models are accurate cutting and no damage to surrounding tissues, less bleeding, reduced tissue healing time, Easier operation of the surgeon and, also the possibility of affecting some tissues in a non-invasive way. Due to the importance and many applications of this issue, this article examines the applications of ultrasound technology in medical surgery, the parameters affecting the equipment used in this field and, the mechanisms of the effect of ultrasound in the body. In addition, ways to advance this technology in medical surgery, challenges and, the future of scientific and industrial research in this field are also presented. challenges and, the future of scientific and industrial research in this field are also presented.
Keywords: High Power Ultrasonic, Medical Surgery, Ultrasonic Transducer, Ultrasonic Mechanism, Ultrasonic Parameters -
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 مکانیکیUltrasonic 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 -
تراز الکترونیکی به عنوان ابزار تنظیم زوایای دقیق در تجهیزات پیشرفته کاربرد دارند. دقت و صحت عملکرد تراز باید با استفاده از وسایل کالیبراسیون ظریف و حساس مورد ارزیابی قرار گیرد. در این پژوهش به منظور کالیبراسیون و ارزیابی دقت یک تراز الکترونیکی دو محوره دقیق، یک ابزار کالیبراسیون با قابلیت موقعیت دهی و تفکیک پذیری یک میکرون طراحی و ساخته شده است. سپس به بررسی روابط خطی و غیرخطی حاکم بر رفتار تراز الکترونیکی پرداخته شده است. خطای غیرخطی بودن رفتار تراز و همچنین تکرارپذیری رفتار آن در زوایای مختلف، جهت سنجش میزان قابلیت اطمینان حسگر استخراج شده است. با بکارگیری و مقایسه دو روش میانگین حسابی و هندسی، به روش تحلیلی و با شناسایی عوامل موثر بر خطای خروجی کالیبراتور، اثر دقت و خطای اندازه گیری هرکدام از آن عوامل بر روی عدم قطعیت اندازه گیری زاویه در فرایند کالیبراسیون بدست آمده است. نتایج نشان دهنده آن است که می توان از هر دو روش میانگین گیری معرفی شده برای استخراج رابطه انتشار عدم قطعیت با دقت خوبی استفاده نمود. همچنین، تحلیل عدم قطعیت پایه ساخته شده و فرآیند کالیبراسیون تناسب تجهیزات بکارگرفته شده را برای ارزیابی تراز الکترونیکی دقیق نمایان می سازد.کلید واژگان: تراز الکترونیکی، کالیبراسیون، عدم قطعیت اندازه گیری، حسگر الکترولیتیElectronic tiltmeter is used as a tool of setting the accurate angles in advanced equipment. The accuracy and precision of tiltmeter should be evaluated by means of precise calibration equipment. This study aimed to calibrate and evaluate the accuracy of a precise dual axis electronic tiltmeter. To this end, a calibration setup with accurate positioning capability was designed and constructed. Then the calibration setup was employed to investigate linear and nonlinear behavior of electronic tiltmeter and extract the corresponding equations. In order to assess the reliability of the tiltmeter sensor, nonlinearity error and repeatability of the tiltmeter at different angles were obtained. Afterwards in an analytic way, arithmetic and geometric means were compared and the factors which affect the calibrator output error were identified to obtain that how much the accuracy and measurement error of each of those factors affect the uncertainty of angle measurement in the calibration process. The results indicate that both introduced methods of averaging can be used to derive relationship of uncertainty propagation accurately. Uncertainty analysis of the constructed base and calibration process demonstrate that the employed equipment correspond with the evaluation of a precise electronic tiltmeter.Keywords: Electrolytic tiltmeter, Calibration, Uncertainty of measurement, Electrolyte sensor
-
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-4VHot 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
-
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 فراصوتMetal 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
-
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 -
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 -
امروزه کاربرد فناوری التراسونیک در وسائل با کاربری جدید نظیر موتورها و محرک ها توجه محققان و صنعتگران بسیاری را به خود جلب کرده است. جابه جایی میکرو و نانوپودرها با استفاده از امواج التراسونیک روشی جدید و نویدبخش برای استفاده در صنایع گوناگون همچون روش های نمونه سازی سریع و صنایع دارویی است. در این مقاله کاربرد امواج التراسونیک در جابه جایی پودر با دقت بالا تشریح شده است. جابه جایی پودرها با التراسونیک دارای تجهیزاتی نسبتا ساده است و می تواند در صنایع گوناگون، که نیازمند تغذیه دقیق میکرو/نانوپودر می باشند، مورد استفاده قرار گیرد.
- 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.