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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

ارتعاشات التراسونیک

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه ارتعاشات التراسونیک در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • مرتضی زندی پور، حمید سلیمانی مهر*، سعید امینی

    سوراخکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک روش جدید و یکی از فرآیندهای نوین و نوید بخش، برای ماشینکاری فلزات به خصوص آلیاژهای فلزی با قابلیت ماشینکاری پایین می باشد. در این تحقیق، با استفاده از یک مجموعه مطالعات آزمایشگاهی، تاثیر استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک روی نیروی لازم برای سوراخکاری قطعه کارهای جدار نازک آلومینیوم با سه ضخامت متفاوت در سه سرعت دوران مختلف و چهار نرخ پیشروی متفاوت بررسی شده است. نتایج نشان داد که در دو قطعه کار آلومینیوم 1 و 5/1 میلیمتر، استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک عموما باعث کاهش نیروی محوری شده است اما در قطعه کار 2 میلیمتری در مورد اثر اضافه کردن ارتعاشات آلتراسونیک نمی توان اظهار نظر قطعی نمود. به بیان دیگر می توان گفت که اضافه کردن ارتعاشات آلتراسونیک با دامنه و فرکانس ثابت اثر یکسانی بر سوراخکاری در شرایط متفاوت ندارد و برای رسیدن به مطلوب ترین حالت سوراخکاری باید مشخصات ارتعاش بهینه مورد مطالعه قرار گیرد.

    کلید واژگان: سوراخ کاری، ارتعاشات آلتراسونیک، قطعه کار جدار نازک آلومینیوم، نیروی محوری
    Morteza Zandipour, Hamid Soleimanimehr*, Saeed Amini

    Ultrasonic vibration assisted drilling is a new technique, and one of the modern and promising processes for drilling metals, especially metal alloys with low machinability. In this paper, a set of laboratory tests is used to investigate the effect of using ultrasonic vibrations on the force required for drilling of the thin aluminum specimens. For this purpose, three aluminum workpieces with different thickness are drilled under three different rotation speeds, and four different penetration rates. The results showed that in two aluminum workpieces, 1 and 1.5 mm, the use of ultrasonic vibrations generally reduced the axial force, but in the 2 mm workpiece, it is impossible to understand a meaningful effect of applying ultrasonic vibrations. In other words, it can be said that adding ultrasonic vibrations with constant amplitude and frequency does not have the same effect on drilling in different conditions, and to reach the most efficient drilling; the characteristics of optimal vibration should be studied.

    Keywords: Drilling, Ultrasonic Vibration, Thin Aluminum Workpieces, Axial force
  • 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
  • هادی عیوضی باقری، حمید گرجی*، محمدرضا شبگرد، سلمان نوروزی
    در این مقاله به دلیل اهمیت کیفیت سطح قطعات تولیدی، تاثیر ارتعاشات التراسونیک الکترود آلیاژساز (مونل 400) با فرکانس 20 کیلوهرتز بر روی پارامترهای خروجی ارزیابی خواص سطح (سختی و مقاومت به سایش سطح، ضخامت لایه ی تشکیل شده، عمق نفوذ عناصر مس و نیکل به سطح و زبری سطح آلومینیوم) در فرآیند آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی، ضخامت لایه تشکیل شده سطحی در حالت تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تخلیه الکتریکی، بیشتر از حالت بدون ارتعاش می باشد، لذا افزایش ضخامت این لایه مقاومت به سایش سطح را افزایش می دهد. همچنین نتایج میکروسختی سنجی نشان می دهد سختی سطح آلومینیوم پس از تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تا 450 ویکرز افزایش یافته است. مطابق نتایج آنالیز EDX عمق و درصد نفوذ عناصر آلیاژی (مس و نیکل) به سطح در حالت استفاده از امواج التراسونیک بیشتر شده است بطوریکه ضخامت لایه سطحی به 50 میکرون رسیده است. همچنین براساس نتایج زبری سنجی سطح، ارتعاشات التراسونیک باعث کاهش زبری سطح آلومینیوم بعد از آلیاژسازی سطحی شده است.
    کلید واژگان: آلیاژسازی سطحی، تخلیه الکتریکی، ارتعاشات التراسونیک، آلومینیوم، مونل 400
    Hadi Eivazi Bagheri, Hamid Gorji *, Mohammad Reza Shabgard, Salman Nourouzi
    In this paper, considering the importance of surface integrity, effect of ultrasonic vibration of the Monel 400 electrode with a frequency of 20 kHz on the output parameters of the aluminum surface properties (surface hardness and wear resistance, thickness of the surface layer, the depth of copper and nickel diffusion to the aluminum surface and surface roughness) by the method of electrical discharge surface alloying has been studied. Based on the results of the SEM images, the surface layer thickness in the combination of ultrasonic vibration with the electrical discharge alloying process is more than the non-vibration mode. Therefore, increasing the thickness of this layer increases the surface wear resistance. Also, the microhardness test results show that surface hardness of the aluminum has increased to 450 vickers after the combination of ultrasonic vibration with the alloying process. According to the results of EDX analysis, the diffusion depth of alloying elements (copper and nickel) is higher in ultrasonic electrical discharge alloying, So that the surface layer thickness is up to 50 microns. Also, based on the results of surface roughness measuring, ultrasonic vibrations reduce the aluminum surface roughness after surface alloying.
    Keywords: Surface alloying, electrical discharge, ultrasonic vibration, Aluminum, Monel 400
  • محمدرضا شبگرد*، احد قلی پور، موسی محمدپورفرد
    در این مطالعه تک جرقه فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی به همراه میدان مغناطیسی خارجی و ارتعاشات التراسونیک ابزار با استفاده از روش اجزای محدود، مدل سازی شد. با توجه به همخوانی خوب ضخامت لایه دوباره منجمد شده تئوری به دست آمده از مدل سازی عددی و ضخامت لایه دوباره منجمد شده تجربی به دست آمده از آزمایش ها با بیشترین خطای 8/6%، از مدل سازی عددی انجام شده برای به دست آوردن توزیع دما در سطح قطعه کار و پیش بینی ابعاد حفره های تشکیل شده روی سطوح ماشین کاری شده استفاده شد. با استفاده از آنالیز عددی و تجربی انجام شده، تاثیر اعمال همزمان میدان مغناطیسی خارجی حول فاصله گپ و ارتعاشات التراسونیک به ابزار در فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی بر درصد بهره وری دفع مواد مذاب از چاله مذاب توسط کانال پلاسما، ضخامت لایه دوباره منجمد شده تشکیل شده روی سطح قطعه کار و ابعاد حفره های تشکیل شده روی سطوح ماشین کاری شده مطالعه شد. نتایج عددی و تجربی نشان دادند که اعمال همزمان میدان مغناطیسی خارجی حول فاصله گپ و ارتعاشات التراسونیک به ابزار در فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی درصد بهره وری دفع مواد مذاب از چاله مذاب توسط کانال پلاسما را افزایش داده و ضخامت لایه دوباره منجمد شده را کاهش می دهد. همچنین اعمال همزمان میدان مغناطیسی خارجی حول فاصله گپ و ارتعاشات التراسونیک به ابزار در فرآیند ماشین کاری تخلیه الکتریکی موجب افزایش عمق و حجم حفره ها و کاهش شعاع حفره های تشکیل شده روی سطح قطعه کار می شود.
    کلید واژگان: فرآیند ماشینکاری، تخلیه الکتریکی، ارتعاشات التراسونیک، ابزار میدان مغناطیسی خارجی، آنالیز عددی
    M.R. Shabgard, A. Gholipoor, M. Mohammadpourfard
    In this investigation, finite element method was used to model single discharge of ultrasonic vibrations and magnetic field assisted electrical discharge machining (MUEDM) process. Regarding good correlation between theoretical recast layer thickness obtained by process modeling and experimental recast layer thickness obtained by experiments with maximum error of 8.6%, the developed numerical model was used to find the temperature distribution at workpiece surface and predict the created craters dimensions on workpiece surface. The influences of applying ultrasonic vibrations to tool electrode simultaneous with applying external magnetic field around gap distance of electrical discharge machining (EDM) process, on plasma flushing efficiency, recast layer thickness and created craters dimensions were found by numerical and experimental analysis. The experimental and numerical results showed that applying magnetic field around gap distance and ultrasonic vibrations to tool electrode, simultaneously, at EDM process increases plasma flushing efficiency and decreases recast layer thickness. Also, applying magnetic field around gap distance and ultrasonic vibrations to tool electrode, simultaneously, at EDM process, leads to higher depth and volume of created craters on machined surface and lower craters radius.
    Keywords: Electrical discharge machining Ultrasonic vibrations of tool External magnetic field Numerical analysis
  • حمزه شاهرجبیان*، مسعود فرحناکیان، پیام سراییان
    فرآیند پرداختکاری سایشی مغناطیسی به کمک ارتعاشات التراسونیک، استفاده از ارتعاشات التراسونیک و فرایند پرداختکاری سایشی مغناطیسی برای پرداختکاری سطوح در کمترین زمان در حد نانومتر را با همدیگر ترکیب می کند. در این کار تجهیزات آزمایشگاهی برای پرداختکاری سایشی مغناطیسی به کمک ارتعاشات التراسونیک برای پرداختکاری قطعات لوله ای شکل ساخته شده است. با استفاده از این تجهیزات آزمایشگاهی، تاثیر پارامترهای آزمایشگاهی مانند ارتعاشات التراسونیک، شماره مش ذرات ساینده، نوع ذره ساینده (SiC و الماس) و زمان پرداختکاری روی درصد تغییرات زبری سطح داخلی قطعه کار لوله ای شکل از جنس آلومنیوم 6061 بررسی شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که استفاده از ارتعاشات التراسونیک اثر قابل توجهی بر کاهش زبری سطح قطعه کار داشت. با افزایش شماره مش ذرات SiCاز 90 تا 800 و همچنین افزایش زمان پرداختکاری، درصد کاهش زبری سطح افزایش یافت. از بین دو ذره ساینده استفاده شده، الماس کارایی بهتری از خود نشان داد. تصاویر میکروسکوپ نوری نشانگر آن است که مکانیزم پرداختکاری سایشی در حالت بدون التراسونیک، برای ذرات درشت، مکانیزم غالب دوجسمی و برای ذرات ریز، سه جسمی است. ولی در حالت استفاده از ارتعاشات التراسونیک برای ذرات ریز و درشت، مکانیزم سه جسمی پرداختکاری مشاهده شد.
    کلید واژگان: پرداختکاری سایشی مغناطیسی، ارتعاشات التراسونیک، شماره مش ساینده، میکروسکوپ نوری
    Hamzeh Shahrajabian*, Masoud Farahnakian, Payam Saraeian
    Ultrasonic Assisted Magnetic Abrasive Finishing (UAMAF) is the combination of magnetic abrasive finishing (MAF) and ultrasonic vibrations to finish the surfaces in nanometer scale. In this work, the experimental setup for UAMAF was prepared to finish inner surface of tube workpiec. By using experimental setup, the effect of experimental parameters such as ultrasonic vibrations, mesh number, the type of abrasives (SiC and diamond) and finishing time has been investigated on the changes in the surface roughness of AL6061 tube workpiece. The experimental results showed that the use of ultrasonic vibrations has a significant effect on reducing the surface roughness. The changes in surface roughness increases with the mesh number from 90 to 800 and finishing time from 30s to 5 min. Among two types of abrasives, diamond showed the best performance in finishing. Optical microscopy images showed that the dominant finishing mechanism in MAF for coarse grains (with mesh size of 90 and 120) is two body and for fine grains (with mesh size of 220, 400 and 800) is three body. In UAMAF for both of the coarse and fine grains the dominant finishing mechanism is three body.
    Keywords: Magnetic abrasive finishing, Ultrasonic vibrations, Mesh number, Optical microscopy
  • 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
  • مجتبی نادرنژاد موزیرجی، مجید الیاسی، مرتضی حسین زاده
    مقدارهای استحکام کششی و سختی منطقه های مختلف اتصال جوش شده از اهمیت بالایی برخودار است. در این پژوهش از یک روش ترکیبی شامل فرآیندهای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری آلتراسونیک برای اتصال لب به لب ورق های پلاستیکی از نوع ABS استفاده شده است. بدین منظور ارتعاشات آلتراسونیک عرضی به ابزار در حال چرخش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اعمال می گردد و سپس اثر متغیرهایی مانند ارتعاشات آلتراسونیک، سرعت چرخش ابزار، سرعت پیشروی و قطر شانه ابزار بر استحکام کششی و سختی نمونه های جوش داده شده مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به تعداد پارامترها و سطوح مربوط به هریک، از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای انجام آزمایشات استفاده شده و آرایه L18 انتخاب گردید. همچنین اثر پارامترها، به صورت اثر مستقل و متقابل مورد بحث و بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که اعمال ارتعاشات آلتراسونیک بطور قابل توجهی استحکام کششی و سختی خط جوش را بهبود می بخشد. پس از ارتعاشات آلتراسونیک، سرعت چرخش ابزار، قطر شانه ابزار و سرعت پیشروی به ترتیب تاثیرگذارترین پارامترها بر استحکام کششی و سختی بودند. پس از بررسی اثر پارامترها بر خواص مکانیکی، از روش گری برای بهینه سازی و یافتن بهترین ترکیب پارامترها جهت دستیابی به بیشترین استحکام کششی و سختی استفاده شد. نتایج به دست آمده از بهینه سازی نشان داد که جوشکاری با اعمال ارتعاش آلتراسونیک، سرعت چرخشی 1200 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 60 میلی متر بر دقیقه و قطر شانه ابزار 22 میلی متر سبب رسیدن به بیشترین سختی و استحکام کششی اتصال بطور همزمان خواهد شد.
    کلید واژگان: ارتعاشات آلتراسونیک، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، ترموپلاستیک، بهینه سازی
    Mojtaba Nadernejad, Majid Elyasi, Morteza Hosseinzadeh
    Values of tensile strength and hardness of different welding joint area has great importance. In this study a combination of welding processes include Friction Stir Welding (FSW) and ultrasonic welding has been used in butt joint for ABS type plastic sheets. Thus ultrasonic vibrations is put on FSW rotary tool, then some parameters effects such as tool rotary speed, travel speed and tool shoulder diameter on tensile strength and hardness of welded samples have been studied. With attention to parameters number and related levels to each one for doing experiments with Taguchi method L18 array has been selected. Parameters effect has been studied separately. Results showed that ultrasonic vibration putting improves tensile strength and hardness of welded joint. After ultrasonic vibration, tool rotary speed, tool shoulder diameter and travel speed were the most effective parameters on tensile strength and hardness of joint in order. Results from optimization with analysis method showed that ultrasonic vibration put rotary speed of 1200 RPM, travel speed of 60 mm/min and tool shoulder diameter of 22 mm causes the most hardness and tensile strength of joint simultaneously.
    Keywords: US Vibration, Friction Stir Welding, thermoplastic, Optimization
  • داود شاهقلیان قهفرخی، محمود سلیمی*، محمود فرزین

    زمانی که دو جسم روی سطح مشترکی لغزش می کنند، زبری های آن ها با یکدیگر درگیر شده و اصطکاک را بوجود می آورند. با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به یکی از این دو جسم درگیر، نیروی اصطکاک لغزشی بین دو جسم کاهش می یابد. این خاصیت در فرآیندهای شکل دهی و ماشین کاری کاربرد بسیار زیادی دارد. در این تحقیق به بررسی تجربی اثر ارتعاشات آلتراسونیک در جهت طولی برروی نیروی اصطکاک پرداخته شده است. برای این منظور سیستم آزمونی طراحی و ساخته شد. اجزای اصلی این سیستم آزمون شامل ژنراتور، ترانسدیوسر، متمرکزکننده، جسم درگیر اول و جسم درگیر دوم می باشد. برای بررسی اثر اعمال ارتعاشات آلتراسونیک در جهت طولی برروی نیروی اصطکاک، سیستم آزمون برروی دستگاه ماشین تراش نصب گردید و آزمایش ها برای 8 نوع شرایط مختلف عملکردی انجام گرفت. در ادامه اثر هریک از پارامترهای سرعت امواج آلتراسونیک، زبری و جنس سطوح در حال تماس بر میزان کاهش نیروی اصطکاک در اثر اضافه شدن ارتعاشات آلتراسونیک بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که گستره کاهش نیروی اصطکاک در اثر اضافه شدن ارتعاشات آلتراسونیک در جهت طولی برای شرایط عملکردی مختلف بین 40 تا 100 درصد می باشد همچنین با افزایش سرعت امواج آلتراسونیک نیروی اصطکاک بطور چشمگیری کاهش می یابد بطوری که با افزایش قابل توجه سرعت می توان نیروی اصطکاک بین دو جسم را به صفر رسانید. نتایج همچنین نشان می دهد که نیروی اصطکاک در سطحی که زبری کمتری دارا می باشد، کاهش بیشتری دارد و سطوح آلومینیوم-آلومینیوم، قابلیت کاهش نیروی اصطکاک بیشتری نسبت به سطوح آلومینیوم – فولاد دارند.

    کلید واژگان: بررسی تجربی، ارتعاشات آلتراسونیک، نیروی اصطکاک لغزشی، سیستم آزمون، جهت طولی
    Davoud Shahgholian Ghahfarokhi, Mahmoud Salimi, Mahmoud Farzin

    When two bodies slide on each other the asperities are engaged and friction is created. By superposing ultrasonic vibrations to one of the bodies, the friction force is reduced. This phenomenon is widely used in metal forming and metal cutting. In this research, experimental study of the effect of ultrasonic vibrations has been on sliding friction force in longitudinal direction. For this purpose, set-up was designed and fabricated. The main components of the set-up, including generators, transducers, first engaged body and second engaged body. The Set-up was installed on the machine lathe for investigation of the effect of ultrasonic vibrations on sliding friction force in longitudinal direction. The experiments were performed for eight different performance conditions. Next, the effect of each parameter ultrasonic wave velocity, roughness and material of contact surfaces were studied on the reduction of the friction force due to addition of ultrasonic vibrations. The result show that range of reduction friction force due to addition of ultrasonic vibrations in longitudinal direction is between 40 to 100% for the different performance conditions also friction force significantly reduced by increasing ultrasonic wave velocity so that friction force can be brought to zero by significant increase in ultrasonic wave velocity. The results also show that friction force has a more reduction for the surface has a less roughness. Aluminum-aluminum surfaces can be more reduction friction force from aluminum – steel surfaces.

    Keywords: Experimental study, Ultrasonic Vibrations, Sliding Friction Force, Experimental Set, up
  • داود شاهقلیان قهفرخی، محمود سلیمی*، محمود فرزین

    زمانی که دو جسم روی سطح مشترکی لغزش می کنند بین آن ها اصطکاک به وجود می آید. با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به یکی از این دو جسم، نیروی اصطکاک بین دو جسم کاهش می یابد. این خاصیت دارای کاربردهای فراوانی در فرآیندهای شکل دهی و ماشین کاری داراست. برای تولید و انتقال ارتعاشات آلتراسونیک به ناحیه هدف نیاز به استفاده از اجزاء سیستم آلتراسونیک، شامل ژنراتور، ترانسدیوسر و متمرکزکننده می باشد. بخش مهمی از یک سیستم آلتراسونیک را متمرکزکننده تشکیل می دهد که مهمترین وظیفه آن انتقال ارتعاشات آلتراسونیک و تقویت دامنه ارتعاشات آلتراسونیک در خروجی خود می باشد. در این تحقیق متمرکزکننده آلومینیومی با هندسه استوانه-ای-مخروطی-استوانه ای طراحی شد و در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس آنالیز مودال شده و سپس ساخته شد. فرکانس تشدید به دست آمده از نرم افزار آباکوس 19976 هرتز می باشد. فرکانس تشدید به دست آمده از ژنراتور 19920 هرتز می باشد. نتایج به دست آمده، تطابق خوب بین نتایج شبیه سازی اجزاء محدود و نتایج تجربی را نشان می دهد. اختلاف بین نتایج شبیه سازی اجزاء محدود با نتایج تجربی کمتر از یک درصد می باشد. همچنین یک مجوعه متمرکزکننده- قطعه کار جهت به کارگیری در فرآیند اصطکاک به همراه آلتراسونیک طراحی و ساخته شد و سپس گیره بندی و ابزار نگهدارنده برای ابزار ارتعاشی به گونه ای طراحی شد که بتوان آن را برروی دستگاه تراش نصب کرد و اندازه گیری نیروی اصطکاک هنگام اعمال ارتعاشات آلتراسونیک را ممکن باشد.

    کلید واژگان: متمرکزکننده استوانه ای، مخروطی، استوانه ای، شبیه سازی اجزاء محدود، ارتعاشات آلتراسونیک، فرآیند اصطکاک لغزشی
    Davoud Shahgholian Ghahfarokhi, Mahmoud Salimi, Mahmoud Farzin

    When two bodies slide on each other, friction is created. By superposing ultrasonic oscillation to one of the bodies, the friction force is reduced. This phenomenon is widely used in metal forming and metal cutting. For the production and transmission of ultrasonic vibrations to a target it is required to use an ultrasonic system the components of which are a generators, a transducers and a horn. Horn constitutes an important part of the Ultrasonic systems. The main task of the horn is to transmit the ultrasonic vibrations and amplify the ultrasonic vibration amplitude at the output. In this study, an Aluminum horn was designed in cylindrical-conical-cylindrical shape geometry and was analyzed by the finite-element method(FEM) using the Abaqus software was manufactured. The resonance frequency obtained in Abaqus was equal to 19976 Hz. The resonance frequency obtained from the generator was equal to 19920 Hz. Hence there is a very good agreement between the experimental result and the FEM simulation. The difference between the finite element simulation results and the experimental ones is less than one percent. Moreover, a horn –workpiece assembly for applying the ultrasonic sliding friction was designed and manufactured. Then the fixture and the tool holder clamp were designed for the vibrating tool so that it can be installed on a milling machine and the friction force measurement is possible while the ultrasonic vibrations are applied.

    Keywords: Cylindrical, conical, cylindrical horns, FEM simulation, Ultrasonic vibration, process sliding friction
  • احسان شکوری، محمدحسین صادقی، مهدی معرفت، محمدرضا کرفی، مهدی معمارپور
    عارضه شکستگی استخوان در پزشکی که ناشی از عوامل سانحه، کهولت سن و بیماری می باشد، از همان زمان که بشر شروع به کار و فعالیت نموده، وجود داشته است. فرآیند سوراخکاری استخوان، مرحله مهمی از بی حرکت سازی داخلی در عمل جراحی ارتوپدی محسوب می شود. نیروی مورد نیاز جهت تشکیل براده در فرآیند سوراخکاری، منجر به تولید حرارت در موضع سوراخ و وقوع پدیده نکروز حرارتی می گردد. تحقیق حاضر بصورت تجربی تاثیر ارتعاشات آلتراسونیک بر روی نیروی محوری، در فرآیند سوراخکاری استخوان ران گاو را مورد مطالعه قرار داده است. این روش مبتنی بر اعمال ارتعاشات فرکانس بالا و دامنه پایین در جهت پیشروی ماشینکاری بوده و قادر است با گسترش ترک های ریز در استخوان و کاهش اصطکاک، موجب کاهش نیروهای برشی شده و همچنین سرعت تخلیه براده را افزایش داده که این عوامل در مجموع منجر به کاهش نیروهای سوراخکاری می شوند. نتایج تجربی نشان می دهند که فرآیند سوراخکاری استخوان به کمک ارتعاشات آلتراسونیک، نیروی محوری کمتری نسبت به فرآیند سوراخکاری معمولی ایجاد می نماید و سرعت چرخشی rpm 1000، سرعت بهینه برای دستیابی به حداقل نیروی محوری برای تمامی نرخ های پیشروی می باشد. ضمن آنکه به علت عدم وابستگی نیرو به مقدار نرخ پیشروی در این سرعت، قابل استفاده در عمل های جراحی ارتوپدی می باشد.
    کلید واژگان: استخوان، نکروز حرارتی، ارتعاشات آلتراسونیک، نیروی محوری
    Ehsan Shakouri, Mohammad Hossein Sadeghi, Mehdi Maerefat, Mohammadreza Karafi, Mehdi Memarpour
    The problem of bone fracture in medicine due to an accident, aging or diseases, has existed from times when humans started to work and activity. The process of bone drilling is an essential part of internal immobilization in orthopaedic and trauma surgery. The force required to chip formation in drilling process, resulting in heat generation in drill site that leads to the occurrence of thermal necrosis. This research experimentally investigates the effect of ultrasonic vibration on thrust force in drilling of bovine femur bone. This method induces high-frequency and law-amplitude vibration in the feed direction during cutting, and has the potential to spread tiny cracks in bone and decrease friction leading to reduce of cutting forces and also increase the speed of chip disposal leading to reduction of machining forces, totally. Experimental results demonstrate that ultrasonic assisted drilling of bone produces fewer thrust force than conventional drilling and rotational speed of 1000 rpm is the optimal speed to achieve at minimum thrust force for all feed rates. Moreover, this method is due to the force independence of the feed rate in the rotational speed of 1000 rpm, is applicable in orthopedic surgery.
    Keywords: Bone, Thermal Necrosis, Ultrasonic Vibration, Thrust Force
  • سید احسان افتخاری شهری، سید یوسف احمدی بروغنی، خلیل خلیلی*، امین الله محمدی

    در فرایند هیدروفرمینگ لوله، جریان نامناسب فلزی ناشی از شرایط اصطکاکی، سبب پر نشدن گوشه های قالب و ایجاد نازک شدگی زیاد در گوشه های لوله می گردد. این مقاله با ارائه یک ایده نوین در فرایند هیدروفرمینگ، به بررسی تئوری و آزمایشگاهی اثر اعمال ارتعاشات بر بدنه قالب هیدروفرم لوله پرداخته است. با مدلسازی اجزاء محدود فرایند هیدروفرمینگ آلتراسونیک لوله و مقایسه آن با مدل اجزاء محدود همین فرایند در حالت کلاسیک، امکان بررسی میزان بهبود فرایند با استفاده از ارتعاشات قالب فراهم شده است. علاوه بر آن، تحلیل اجزاء محدود مودال و هارمونیک برای طراحی مجموعه ی هیدروفرمینگ آلتراسونیک بکار رفته است، و به کمک این تحلیل ها شکل خاصی از متمرکز کننده پیشنهاد شده است. برای هیدروفرمینگ لوله، مکانیزم ساده ای در این تحقیق معرفی شده که تولید کم هزینه قطعات را بدون نیاز به ماشین هیدروفرمینگ امکان پذیر می سازد. نتایج نشان می دهد با استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک، میزان شکل پذیری و برگشت فنری بهبود داشته، و علاوه بر آن، ضخامت دیواره لوله نیز یکنواختی بیشتری دارد.

    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله، ارتعاشات آلتراسونیک، شکل پذیری
    Seyed Ehsan Eftekhari, Seyed Yousef Ahmadi, Khalil Khalili, Aminollah Mohammadi

    In tube hydroforming process، due to friction condition، uniform wall thickness، as well as sharp corners may not be achieved. Use of ultrasonic vibration can improve the contact conditions at the tube-die interface. The current work studies the effect of applying ultrasonic vibration on wall thickness and corner radius of hydroformed tubes. By comparing the FEM models of tubes in two cases of with vibration and without vibration، it is possible to investigate the effects of vibration on process. In addition، the finite element analysis، as the modal and harmonic analysis، are used to design a set of ultrasonic tube hydroforming. A simple mechanism introduced in this paper is used to form the tube. The results indicate superimposing ultrasonic vibrations to the process will improve formability and spring back of the، and more uniform tube wall thickness will be achieved.

    Keywords: Tube hydroforming, Ultrasonic Vibration, tube formability
  • محمدرضا شبگرد، بهنام خسروزاده، بابک سعدی زاده، حامد کاکولوند
    در این پژوهش تاثیر ارتعاش آلتراسونیک بر روی دو جنس متفاوت قطعه کار (به صورت مقایسه ای) در زمانهای روشنی پالس (Ti) و شدت جریانهای مختلف (I) در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) مورد بررسی قرار گرفته است. جنس قطعات ماشینکاری شده، فولاد ابزار 13AISI H و فلز جوش 4 FWمی باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد ارتعاشات آلتراسونیک قطعه کار مستقل از جنس آن، باعث افزایش نرخ براده برداری، کاهش فرسایش نسبی ابزار و کاهش صافی سطح می گردد. هم چنین نتایج نشان میدهد تاثیر ارتعاشات آلتراسونیک در میزان افزایش نرخ براده برداری و مقدار کاهش فرسایش نسبی ابزار در ماشینکاری فلز جوش FW4بیش از فولاد ابزار AISI H13 می باشد.
    کلید واژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی، ارتعاشات آلتراسونیک، نرخ براده برداری، زمان روشنی پالس
    Behnam Khosrozadeh, Babak Sadizadeh, Hamed Kakoulvand
    In this study the interaction of material and ultrasonic vibration of workpiece at different pulse on times (Ti) and discharge currents (I) in the electrical discharge machining (EDM) has been studied. The materials of machined samples were AISI H13 tool steel and FW4 weld steel. The results show that ultrasonic vibration of workpiece, independent of workpiece material increase material removal rate (MRR) and reduce tool wear ratio (TWR) and surface roughness. Also the results indicate that the effect of ultrasonic vibration on the material removal rate increase of FW4weld steel is higher than AISI H13 tool steel, and the reduction of tool wear ratio of FW4 weld steel is more than AISI H13 tool steel.
    Keywords: Electrical Discharge Machining, Ultrasonic Machining, Material Removal Rate, Pulse on time
  • بابک غلامزاده، محمد جواد ناطق، حمید سلیمانی مهر، مرتضی شنکایی
    در سال های اخیر برای افزایش کیفیت سطح ماشینکاری و کاهش نیروهای ماشینکاری، از ابزارهای ارتعاشی با فرکانس آلتراسونیک استفاده شده تا توانایی ماشینکاری را به ویژه برای مواد آلیاژی در سرعت های برشی پایین حفظ نماید. در این میان میزان سایش ابزار به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای اقتصادی، که رابطه مستقیم با نوسانات دمای نوک ابزار دارد، نمود پیدا می کند. تحلیل دمایی نوک ابزار در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک (UAT) به علت ارتعاش ابزار با فرکانس بالا بسیار پیچیده است. بدین منظور در مقاله حاضر با تحلیل دمایی تراشکاری متعامد آلیاژ Al7075-T6 با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS، به بررسی تاثیر پارامترهای ماشینکاری (سرعت برشی و نرخ پیشروی) و پارامترهای ارتعاشی (دامنه و فرکانس ارتعاشات) روی میزان دمای ابزار در UAT و مقایسه آن با دمای تراشکاری سنتی (CT) پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی المان محدود حاکی از این است که در تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک به هنگام نفوذ ابزار به قطعه کار، میزان افزایش دما نسبت به حالت CT، بیشتر از کاهش آن در هنگام جدایی ابزار از قطعه کار است. همچنین با افزایش دامنه و فرکانس ارتعاش، دمای بیشینه ابزار نیز افزایش یافته و در سرعت ارتعاشی ثابت، به منظور کاهش دما می-بایست از دامنه ارتعاشی پایین و فرکانس بالا استفاده نمود.
    کلید واژگان: آنالیز حرارتی، تحلیل المان محدود، تراشکاری، ارتعاشات التراسونیک
    B. Gholamzadeh, Dr. M.J. Nategh, Dr. H. Soleimanimehr, M. Shankayi
    In recent years, demand for increasing quality and tool life and for decreasing machining force has led to the use of vibratory tool instead of fixed one in the conventional cutting. Tool wear as one of the most important economical parameters, must be considered. As will be shown in the present paper, heat as the most important parameter can decrease tool life significantly. Thermal analysis of tool tip temperature in ultrasonic assisted turning (UAT) is very complex because of the high frequency fluctuations in the nature of this process. In this paper, ABAQUS finite element software has been used for the thermal analysis of orthogonal turning of Al7075-T6 to study the effect of machining parameters (cutting speed and feed rate) and vibration parameters (amplitude and frequency) on the tool tip temperature in UAT. A comparison has also been made with the conventional turning (CT) temperature. It has been shown that, when the tool engages with the work piece, the cutting tool temperature increases. This increase in UAT is more obvious than the temperature decrease occurring when the cutting tool separates from the work piece. Moreover, with increasing vibration amplitude, the maximum tool temperature also increases. In constant vibration speed, low amplitude and high frequency should be used to achieve minimum temperature.
    Keywords: Ultrasonic Assisted Turning, FEA, Thermal Analysis, Ultrasonic Vibration
  • سید احسان افتخاری شهری، سید یوسف احمدی بروغنی، خلیل خلیلی، بیم سو کنگ
    در فرایند هیدروفرمینگ لوله، جریان نامناسب فلزی ناشی از شرایط اصطکاکی، سبب پر نشدن گوشه های قالب و نازک شدگی زیاد نواحی نزدیک به گوشه های قالب می گردد. اعمال ارتعاشات آلتراسونیک به بدنه قالب می تواند شرایط تماسی را بهبود بخشد. مقاله حاضر با هدف بهبود فرایند از لحاظ میزان شکل پذیری و همچنین به لحاظ یکنواختی ضخامت دیواره مقطع، به بررسی اثر اعمال ارتعاشات بر بدنه قالب هیدروفرم لوله پرداخته است. ابتدا یک مدل عددی بر اساس روابط هندسی و حالت تنش و کرنش بنا شده است که قادر است ضخامت دیواره و شعاع گوشه لوله را محاسبه نماید. در این مدل اثر ارتعاشات آلتراسونیک به صورت تغییر در شرایط اصطکاکی اعمال می شود. با مدلسازی اجزاء محدود فرایند فرایند هیدروفرمینگ آلتراسونیک لوله (فشار داخلی همراه با اعمال ارتعاشات آلتراسونیک) و مقایسه آن با مدل اجزاء محدود همین فرایند در حالت کلاسیک (تنها با فشار داخلی) امکان بررسی میزان بهبود فرایند با استفاده از ارتعاشات قالب فراهم شده است. نتایج نشان می دهد با استفاده از ارتعاشات آلتراسونیک، میزان پرشدگی گوشه های قالب افزایش قابل توجهی داشته و علاوه بر آن ضخامت دیواره لوله نیز یکنواختی بیشتری دارد.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ لوله، ارتعاشات آلتراسونیک، پرشدگی گوشه های قالب، یکنواختی ضخامت دیواره
    In tube hydroforming process، due to friction condition، uniform wall thickness، as well as sharp corners may not be achieved. Use of ultrasonic vibration can improve the contact conditions at the tube-die interface. The current work studies the effect of applying ultrasonic vibration on wall thickness and corner filling of hydroformed tubes. Firstly، a numerical model based on geometric relationships and stress-strain state has been established by which wall thickness and corner radius of hydroformed tubes can be obtained. In this model، the ultrasonic vibrations affect the nonlinear friction conditions at the tube-die interface. By comparing the FEM models of tubes in two cases of with vibration and without vibration، it is possible to investigate the effects of vibration on wall thickness and corner filling. The results indicate superimposing ultrasonic vibrations to the process will increase corner filling ratio of the tube significantly، and more uniform tube wall thickness will be achieved.
    Keywords: Tube hydroforming, ultrasonic vibration, corner filling ratio, uniformity of wall thickness
  • وحید خادمی، جواد اکبری، فرزام فرهمند
    سوراخکاری استخوان در جراحی های ارتوپدی برای ثابت سازی داخلی یا خارجی استخوان شکسته شده، عملی شناخته شده است. در سوراخکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک، ابزار علاوه بر حرکت چرخشی متداول خود، با فرکانس 16 تا 40 کیلوهرتز و دامنه 1 تا 30 میکرون در راستای محور دوران ارتعاش می کند. در این مقاله، سوراخکاری استخوان به کمک ارتعاشات التراسونیک با سوراخکاری به روش متداول، بررسی و مقایسه شده است. برای انجام آزمایشات، مجموعه تجهیزات لازم، طراحی و ساخته شده است. سپس مقادیر نیرو و حداکثر دمای ایجاد شده در استخوان، با نرخ پیشروی 50، 75 و 125 میلیمتر بر ثانیه و سرعت دورانی500، 710 و 1000 دور در دقیقه در سوراخکاری به روش معمولی و سوراخکاری به کمک ارتعاشات التراسونیک اندازه گیری شده است. با توجه به نتایج، ارتعاشات التراسونیک سبب کاهش نیروی سوراخکاری تا 58 درصد می شود. همچنین در دورهای کم، بدست آمده از ارتعاشات التراسونیک، دمای ایجاد شده را کاهش می دهد.
    کلید واژگان: سوراخکاری، ارتعاشات التراسونیک، استخوان، دمای ماشینکاری، نیروی ماشینکاری
    Vahid Khademi, Javad Akbari, Farzam Farahmand
    Ultrasonic Assisted Drilling (USD) is new technique to drill difficult to machine materials. In this method, tool or workpiece vibrates with amplitude of few microns in addition to conventional drill bite rotation. In this experimental research, the bone was drilled both conventionally and using UAD, then the thrust was measured in two methods at feed rates of 50, 75 and 125 mm/s and 500, 710 and 1000 RPMs. The results show that USD method causes the thrust force decreases considerably in compare whit conventional drilling. The maximum temperature is less in USD at low RPMs.
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال