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

finite element simulation

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه finite element simulation در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • C. Yuanqi, X. Yaping *, L. Weining, G. Ning
    In order to improve the load capacity and stiffness, the pressure-equalizing groove is introduced into the structure of aerostatic bearing, which can optimize the mechanics characteristics. A Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation of bearing with gas-lubricant is developed. The effects of pressure-equalizing groove depth, width, length, number, and supply air pressure on the load capacity, stiffness, and flow rate of orifice-throttle gas bearings are individually analyzed using COMSOL Multiphysics simulation software. The results are then experimentally validated. The results demonstrate that a groove structure designed to equalize pressure can enhance the load-bearing capacity and rigidity of orifice-throttle aerostatic bearings. The static performance of aerostatic bearing increase with the depth, width, number, and supply air pressure of the pressure-equalizing grooves. The peak stiffness of the bearing is significantly enhanced as the depth, width, and supply air pressure of the pressure-equalizing grooves increase. Moreover, the change of grooves number influence the geometric parameter  of the air film associated with the maximum stiffness. Different depths, numbers, and supply air pressures of the pressure-equalizing grooves significantly impact the flow rate. In contrast, the variations in width and length have a minor effect. The numerical simulation findings reveal a 71.67% increase in maximum load-bearing capacity and an 81.20% rise in peak stiffness for gas-floating bearings incorporating pressure-equalizing groove structures. Lastly, the congruence between experimental and simulated stiffness curve variations underscores the validity and robustness of the simulation methodology.
    Keywords: Aerostatic Bearings, Pressure-Equalizing Grooves, Static Performance, Finite Element Simulation
  • رضا صدیقی، علیرضا بخشی نژادبهمبری*
    لوله سوخت یکی از اجزای کلیدی در کارکرد و عملکرد موتورهای احتراق داخلی است که به عنوان قطعه پخش کننده سوخت و احتراق موتور از حساسیت بالایی برخوردار است. این مقاله به بررسی دوام و پایداری لوله سوخت شاهین در شرایط دمای کارکرد موتور می پردازد و رفتار مکانیکی قطعه را موردبررسی و تجزیه وتحلیل قرار می دهد. تحلیل حالات تغییر شکل و توزیع تنش قطعه لوله سوخت در دو نوع طراحی تقویت شده (سه پایه) و نوع ساده (دوپایه) با استفاده از شبیه سازی سه بعدی و شبیه سازی اجزای محدود در شرایط دمای کارکرد موتور بررسی می‏ شود. نتایج شبیه سازی برای اعتبارسنجی با مقادیر تجربی مقایسه گردید و مقادیر قابل قبولی را ارائه کرد. توزیع تنش و تغییر شکل لوله سوخت در دو نوع طراحی تقویت شده و ساده در دمای کارکرد موتور باهم مقایسه و بیشینه مقادیر تنش و تغییر شکل در محل قرارگیری افشانه‏ ها موردبررسی واقع شد. بیشترین مقدار تغییر شکل در محل افشانه‏ های لوله سوخت شاهین نوع ساده (دوپایه) در دمای 140 درجه سانتی گراد با مقدار 0.59 میلی متر است. لوله سوخت با طراحی تقویت شده (سه پایه) به طور قابل توجهی تغییر شکل قطعه بویژه در نقاط نشیمنگاه‏ های افشانه‏ در دمای کارکرد موتور کاهش می دهد. همچنین، لوله سوخت طراحی تقویت شده از تمرکز تنش های موجود بر پایه های جانبی لوله سوخت می کاهد و قابلیت اطمینان قطعه را افزایش می دهد.
    کلید واژگان: لوله مشترک سوخت، موتور احتراق داخلی، افشانه‏، شبیه سازی اجزای محدود، تنش
    Reza Sedighi, Alireza Bakhshinejad Bahambari *
    The common rail fuel is one of the key components in the operation and performance of internal combustion engines, which is crucial as a fuel distributor and engine ignition part. This article provides an investigation regarding the durability and stability of common rail fuel of Shahin car at the engine's operating temperature and analyses the mechanical behavior of the part. In this research, the analysis of deformation states and stress distribution of Shahin fuel rail part in two types of reinforced design (three legs) and simple type (two legs) is investigated using 3D modeling and finite element simulation at the engine's operating temperature conditions. The simulation results were compared with the experimental amounts for validation and verification and presented acceptable amounts. The distribution of stress and deflection of Shahin fuel rail in two types of reinforced and simple designs were compared at the engine's operating temperature conditions, and also, the maximum amounts of stress and deflection were investigated at the location of the injectors. The maximum amount of deviation was observed at the location of simple Shahin fuel rail injectors (two legs) at a temperature of 140°C with an amount of 0.59mm, which is one of the potential points for fuel leakage. Shahin fuel rail with a reinforced design (three legs) significantly reduces the deformation of the part, especially at the points of the injector nipples at engine operating temperature. Moreover, the reinforced design of the Shahin fuel rail reduces the stress concentration on the fuel rail's lateral legs and increases the reliability of the part.
    Keywords: Common Rail Fuel, Internal Combustion Engine, Injector, Finite Element Simulation, Tension
  • علی گلدار، اسلام رنجبرنوده*، عماد چراغی ریزی
    جوشکاری سرباره الکتریکی یک روش اتصال دهی قطعات ضخیم است که حرارت ورودی بیشتری نسبت به سایر فرآیندهای جوشکاری دارا است. این ویژگی باعث تغییرات چشم گیر در ریز ساختار و خواص مکانیکی، به خصوص اندازه دانه و چقرمگی می شود. بنابراین این اتصالات زمانی که تحت بارهای دینامیکی و زلزله قرار می گیرند، بسیار آسیب پذیرند. با توجه به اهمیت ذکر شده، در این پژوهش ابتدا یک مدل اجزا محدود جهت حل مسئله انتقال حرارت حین جوشکاری سرباره الکتریکی ارائه می شود. به دلیل پیچیدگی های فر آیند امکان انجام تمام شبیه سازی با منوهای نرم افزار وجود ندارد، بنابراین بخش اعظم شبیه سازی با زبان طراحی پارامتریک نرم افزار انسیس نوشته می شود. در مدل اجزا محدود، منبع حرارتی به صورت یک شار حرارتی حجمی با دانسیته یکنواخت فرض می شود و با لحاظ کردن تقارن صفحه ای و مدل سازی نیمی از نمونه جوشکاری، سهولت حل مسئله انتقال حرارت به شکل چشمگیری افزایش می یابد. سپس صحت مدل مذکور به کمک آزمایش های تجربی و ارزیابی اندازه حوضچه جوش سنجیده میشود. در گام بعد، از مدل صحه گذاری شده جهت بررسی رفتار حرارتی سیستم و نحوه توزیع دما به عنوان تابعی از متغیرهای شدت جریان، ولتاژ و سرعت جوشکاری استفاده میشود. مدل اجزا محدود به درستی رابطه حرارت ورودی، متغیرهای فرایند، خواص مواد و درجه حرارت سرباره را نشان می دهد. همچنین مقایسه ابعاد حوضچه جوش مدل سازی شده و حقیقی ثابت می کند که حداکثر اختلاف کمتر از 13 درصد است.
    کلید واژگان: شبیه سازی اجزا محدود، انتقال حرارت، فرآیند جوشکاری سرباره الکتریکی، فولاد ساده کربنی، متغیرهای فرآیند
    Ali Goldar, Eslam Ranjbarnodeh *, Emad Cheraghi Rizi
    Electroslag welding is widely used in column joints. However, the process of electroslag welding has a higher heat input than other welding processes, which results in dramatic changes in microstructure and mechanical properties, especially grain size and toughness. These connections are very vulnerable when subjected to dynamic loads and earthquakes. Therefore, the study of heat transfers and its effect on the mechanical properties of these joints is important. Considering the importance of this, in the present study, a finite element model is proposed to study the thermal behavior of this process, then the accuracy of the model is measured according to the practical experiments of the microcontroller. For verification, several practical examples of welding were performed and then, to evaluate the size of the pit pool, welded sections of the macrovar were prepared to confirm the assumptions of the model. In the next step, the validated model is used to study the thermal behavior of the system and the distribution of temperature according to the variables of current, voltage and speed. In this regard, due to the complexity of the process, it is not possible to carry out all simulations with software menus, so much of the simulation was written with the language of the ANSYS software.
    Keywords: Finite-Element Simulation, Heat Transfer, Electroslag Welding, Welding Parameters
  • مصطفی بلالی، سید محمدحسین سیدکاشی*، علی حسن آبادی، حمید گرجی، حمید باصری، محمد خسروی

    در تحقیق حاضر به بررسی عوامل موثر بر متمرکزکننده های فراصوت در روش اکستروژن برشی ساده به کمک ارتعاشات فراصوت و انتخاب بهترین عملکرد پرداخته شده است. در ابتدا، عوامل اصلی ورودی (نوع، جنس و ابعاد متمرکزکننده) برای طراحی آزمایش مشخص شدند. سپس طراحی آزمایش به روش تاگوچی برای عوامل ورودی با استفاده از نرم افزار مینی تب صورت گرفت. خروجی نیروی شکل دهی برای هر سطح با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود در نرم افزار آباکوس صریح به دست آمد. بهینه یابی مقادیر ورودی با توجه به معیار "هرچه کمتر، بهتر" در نسبت سیگنال به نویز بررسی شد. بهترین سطح متغیرهای ورودی متمرکزکننده برای رسیدن به مقدار کمینه نیروی شکل دهی در فرایند اکستروژن برشی ساده انتخاب گردید. پس از اتمام مراحل طراحی آزمایش و شبیه سازی اجزای محدود، متمرکزکننده ارتعاش به منظور انجام فرایند تجربی با توجه به مقادیر ورودی بهینه ساخته شد و به قالب اکستروژن برشی ساده متصل گردید. با اعمال ارتعاشات فراصوت، کاهش 11 درصدی نیروی شکل دهی نسبت به فرایند بدون ارتعاشات فراصوت گزارش گردید. مقایسه مقادیر تجربی و شبیه سازی در روش اکستروژن برشی ساده با اعمال ارتعاشات فراصوت، مقدار خطای 9% را نشان داد که صحت شبیه سازی عددی را تایید می کرد.

    کلید واژگان: اکستروژن برشی ساده، ارتعاشات فراصوت، شبیه سازی اجزای محدود، تحلیل مودال، طراحی آزمایش تاگوچی، متمرکزکننده فراصوت
    Mostafa Balali, Seyed Mohammadhossein Seyedkashi *, Ali Hasanabadi, Hamid Gorji, Hamid Baseri, Mohammad Khosravi

    In the present research, the effective parameters of ultrasonic horns in the ultrasonic-assisted simple shear extrusion process and the selection of the best choice are discussed. At first, the main input parameters (horn type, material, and dimensions) were determined to be used in the design of the experiments. Then, the experiments for input parameters were designed using the Taguchi method in Minitab software. The output results of the forming force for each level were obtained using finite element simulation in Abaqus/Explicit software. The optimization of the input values was investigated based on the-lower-the-better condition of the signal-to-noise (S/N) ratio. The optimal levels of the horn input variables were determined to achieve the minimum forming force during the ultrasonic-assisted simple shear extrusion process. After the design of experiments and the finite element simulations, the proposed horn was manufactured according to the optimal input values and then it was connected to the simple shear extrusion die. In the presence of ultrasonic vibrations, an 11% reduction in forming force was reported compared to the process without ultrasonic vibrations. A comparison of experimental and simulation results in the ultrasonic-assisted simple shear extrusion process showed a 9% error, which validated the numerical simulation.

    Keywords: Simple Shear Extrusion, Ultrasonic Vibration, Finite Element Simulation, Modal Analysis, Taguchi Design Of Experiments, Ultrasonic Horn
  • امین صفی جهانشاهی، مجید الیاسی، فرزاد احمدی خطیر*
    در این مقاله، تاثیر مقدار لقی قالب بر کیفیت لبه برش در فرایند برش دقیق یک قطعه با هندسه پیچیده از جنس فولاد CK15 مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند برش دقیق با استفاده از نرم‏افزار DEFORM 3D به روش المان محدود در حالت سه‏ بعدی شبیه ‏سازی شده و نتایج به ‏دست آمده با نتایج تجربی مقایسه شد. نیروی برشی، توزیع تنش و کرنش، ابعاد منطقه شعاعی، کیفیت سطح و دقت ابعادی قطعه‏ کار به عنوان معیارهای برش دقیق در نظر گرفته شدند. با بررسی نتایج مشخص شد که با افزایش لقی قالب، گستره کرنش و تنش معادل بر روی ماده خام افزایش یافته و قسمت بیشتری از ماده در فضای لقی دچار تغییرشکل پلاستیک می ‏گردد؛ بنابراین با کاهش لقی این نواحی متمرکزتر شده، در نتیجه کرنش خط برش کاهش یافته و لبه برش از دقت و کیفیت بالاتری برخوردار می‏ شود. همچنین با افزایش نیروی سنبه، پدیده بشقابی شدن و عیوب سطحی قطعه نهایی کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش لقی قالب از مقدار 4/0 تا 6/0% ضخامت ورق، مقدار تنش وارد شده بر خط جدایش ورق به میزان 25% و میانگین کرنش مواد در محیط اطراف خط برش در حدود 82% افزایش یافته است.
    کلید واژگان: برش دقیق، لقی، شبیه‏ سازی المان محدود، کیفیت سطح
    Amin Safi Jahanshahi, Majid Elyasi, Farzad Ahmadi Khatir *
    This paper investigates the effect of die clearance on the quality of the cutting edge in the fine blanking process of a part with a complex geometry made of CK15 steel. The fine blanking process was simulated using the finite element method through DEFORM 3D software and the results were compared with the experimental results. Cutting force, distribution of stress and strain, dimensions of the radial area, surface quality, and dimensional accuracy of the workpiece were considered as fine blanking criteria. By examining the results, it was found that with increasing the die clearance, the range of equivalent strain and stress on the raw material increases and plastic deformation occurs in the material at the clearance zone. Therefore, by reducing the clearance, these areas become more concentrated, as a result, the strain of the cutting line is reduced and the cutting edge has higher precision and quality. Also, by increasing the punch force, the phenomenon of non-flatness and surface defects of the final part reduces. The results have shown that by increasing die clearance from 0.4 to 0.6 sheet thickness, the stress of the sheet increased to 25%, and the average strain increased about 82%.
    Keywords: Fine Blanking, Clearance, Finite Element Simulation, Surface Quality
  • مجید الیاسی*، مقداد روح الامینی آهنگر، وحید مدانلو
    لوله های جدار نازک سوراخ دار به عنوان یک گزینه جذب انرژی مناسب، همواره مورد توجه محققان بوده است. در این پژوهش، قابلیت جذب انرژی لوله های جدار نازک سوراخ دار با الگوی نامنظم با لوله های جدار نازک بدون سوراخ و سوراخ دار منظم مقایسه شده است. در همین راستا، از لوله های جدار نازک استوانه های از جنس آلیاژ آلومینیوم 6061 تحت بارگذاری محوری استفاده شده است. در ابتدا فرآیند با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود مدل سازی و صحت نتایج عددی با استفاده از نتایج تجربی تایید شد. سپس با استفاده از آرایه متعامد L16 تاگوچی، تاثیر پارامترهای هندسی بر روی نسبت انرژی به وزن لوله های جدار نازک سوراخ دار با الگوی نامنظم بررسی شد. در ادامه، با استفاده از تحلیل سیگنال به نویز، چیدمان بهینه به منظور دستیابی به بیشینه نسبت انرژی به وزن حاصل شد. در پایان، آزمایش های تجربی بر روی لوله با چیدمان بهینه، لوله بدون سوراخ و لوله سوراخ دار منظم انجام شد. با مقایسه قابلیت جذب انرژی لوله های مختلف مشخص شد که با چیدمان بهینه، نسبت انرژی به وزن نسبت به لوله های بدون سوراخ و سوراخ دار منظم به ترتیب در حدود 19 و 26% افزایش می یابد. همچنین با استفاده از الگوی پیشنهادی جدید، نسبت نیروی اولیه به نیروی متوسط نسبت به نمونه های بدون سوراخ و سوراخ دار منظم به ترتیب در حدود 17 و 19% کاهش می یابد.
    کلید واژگان: لوله های جدار نازک، نیروی لهیدگی، نسبت انرژی به وزن، شبیه سازی اجزای محدود
    Majid Elyasi *, Meghdad Roohol Amini Ahangar, Vahid Modanloo
    Perforated thin-walled tubes have always been the focus of researchers as an appropriate energy absorption alternative. In this research, the energy absorption capability of perforated thin-walled tubes with irregular pattern has been compared with thin-walled tubes without holes and regular holes. In this regard, cylindrical thin-walled tubes made of aluminum alloy 6061 have been used under axial loading. At first, the process was modeled using the finite element simulation, and the accuracy of the numerical results was verified using the experimental results. Then, using Taguchi's L16 orthogonal array, the effect of geometrical parameters on the energy-to-weight ratio of the perforated thin-walled tubes with irregular pattern was investigated. Afterward, the optimal arrangement was obtained to achieve the maximum energy-to-weight ratio using the signal-to-noise analysis. Finally, experimental tests were carried out on the tube with the optimal arrangement, the tube without holes and the tube with regular holes. By comparing the energy absorption ability of various tubes, it was found that with the optimal arrangement, the energy-to-weight ratio increases by 19 and 26%, respectively, compared to the non-perforated and regular perforated tubes. Also, using the new proposed pattern, the initial force to average force is reduced by 17 and 19%, respectively, compared to the non-perforated and regular perforated samples.
    Keywords: Thin-walled Tubes, Crushing Force, Energy to Weight Ratio, Finite element simulation
  • حسین افشاری، امیر اشرفی*
    هیدروفرمینگ لوله یکی از فرایندهای شکل دهی می باشد که در آن از فشار هیدرولیکی برای تغییرشکل در ماده استفاده می شود. در این تحقیق شکل پذیری لوله دو لایه مس-آلومینیوم در فرایند هیدروفرمینگ به روش تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا لوله ی دو لایه با لایه بیرونی آلومینیوم و لایه ی داخلی مس تحت آزمایش هیدروفرمینگ قرار گرفته است که به دلیل شکل پذیری کم لوله آلومینیوم، دچار پارگی شده است. سپس لوله دو لایه با لایه بیرونی مس و لایه داخلی آلومینیوم بررسی شده است که لوله ی آلومینیوم داخلی دچار چروکیدگی گردیده است و نهایتا منجر به خرابی دو لایه شده است. برای جلوگیری از چروکیدگی لایه ی آلومینیوم داخلی، از یک قید مکانیکی داخلی از جنس مس استفاده شده است که آزمایش تجربی در این حالت منجر به شکل دهی بدون ترکیدگی و چروکیدگی لوله دولایه شده است. برای مطالعه ی تاثیر پارامترها بر فرایند از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ استفاده گردیده است. پارامترهای مورد بررسی شامل جابجایی سنبه محوری، فشار اول، فشار نهایی، ضخامت لوله آلومینیوم و وجود یا عدم وجود سنبه مخالف بوده است. توابع هدف نیز نازک شدگی لایه ی مس، نازک شدگی لایه ی آلومینیوم و ارتفاع برآمدگی لوله دو لایه بوده است. نتایج تحقیق نشان داد که جابه جایی محوری بیشترین تاثیر را بر ارتفاع برآمدگی دو لایه و ضخامت لایه ی داخلی آلومینیوم بیشترین تاثیر را بر نازک شدگی لایه ها داشته است. به منظور دست یابی به بیشترین ارتفاع برآمدگی دولایه و کمترین میزان نازک شدگی برای لایه های مس و آلومینیوم، پارامترهای بهینه در دو حالت وجود و عدم وجود سنبه ی مخالف استخراج شده اند و نتایج آن با خروجی مدل های شبیه سازی اجزای محدود مقایسه شده اند.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ T شکل، لوله دو لایه، شبیه سازی اجزای محدود، روش سطح پاسخ
    Hossein Afshari, Amir Ashrafi *
    Tube hydroforming is a forming process in which the hydraulic pressure is used to change the shape of material. In this research, the formability of copper-aluminum double-layered tube in the hydroforming process has been investigated by experimental and simulation methods. First, the double-layered tube with the outer layer of aluminum has been examined, which was burst due to the low plasticity of the aluminum tube. Then, a two-layered tube with the outer layer of copper has been examined, and the inner aluminum tube was wrinkled. To prevent the inner aluminum layer from wrinkling, an internal mechanical restraint made of copper has been used, and the experiment in this case has led to the formation of the double-layered tube without bursting and wrinkling. Response surface method has been used to study the effect of parameters. These parameters included axial punch displacement, first pressure, final pressure, aluminum tube thickness and the counterpunch. The objective functions were the thinning of copper layer, the thinning of aluminum layer and the height of the protrusion. The results showed that the axial displacement has the greatest effect on the height of the protrusion and the thickness of the inner aluminum layer has the greatest effect on the thinning of the layers. In order to achieve the maximum height of the protrusion and the minimum thinning for both layers, the optimal parameters have been extracted in the two cases of the presence and absence of the counterpunch, and the results were compared with the finite element simulation.
    Keywords: T-shape hydroforming, Double-layered tube, Finite element simulation, response surface method
  • سید جلال هاشمی*، فرزاد رحمنی

    در هیدروفرمینگ لوله، با اعمال فشار داخلی توسط یک سیال مانند آب یا روغن، انبساط در لوله ایجاد شده و سطح خارجی لوله بر دیواره های داخلی قالب منطبق می شود. در این مقاله، استفاده از فرآیند هیدروفرمینگ در ساخت یک اتصال انشعاب دار با دو شاخه بر لوله هایی از جنس مس مورد بررسی قرار گرفته است. از این نوع اتصالات در خطوط انتقال سیالات مختلف استفاده می شود. اثر چهار پارامتر مهم فرآیندی بر کیفیت محصول شکل داده شده و شبیه سازی فرآیند شکل دهی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس انجام شده است. با توجه به شکل پیچیده ی محصول مورد نظر، تاثیر چهار پارامتر تغذیه اولیه، تغذیه نهایی، فشار تسلیم و فشار ترکیدگی بررسی شده و اثر این پارامترها بر ارتفاع انشعاب های شکل داده شده و حداکثر نازک شدگی تعیین شده است. نتایج نشان داد که با انتخاب مناسب پارامترهای فرآیندی می توان در یک مرحله شکل دهی به یک محصول با دو انشعاب با کیفیت مناسب دست پیدا کرد. مهم ترین پارامتر اثرگذار بر ارتفاع انشعاب شکل داده شده ی تغذیه نهایی می باشد که با افزایش آن ارتفاع بیشتر شده است. از طرف دیگر مهم ترین پارامتر اثرگذار بر نازک شدگی فشار ترکیدگی بوده است. تغذیه اولیه کمترین اثر را بر روی نازک شدگی و ارتفاع انشعاب شکل داده شده داشته است.

    کلید واژگان: فرآیند هیدروفرمینگ، شبیه سازی اجزای محدود، انشعاب، نازک شدگی، ارتفاع برآمدگی
    Seyed Jalal Hashemi *, Farzad Rahmani

    In tube hydroforming, by applying internal pressure using a fluid such as water or oil, bulging is created in the tube and the tube conforms to the inner walls of the die. In this paper, using hydroforming process in manufacturing of a branched joint with two branches on copper tubes has been investigated. This type of joint is used in various fluid transmission lines. Simulation of the forming process has been done in Abaqus finite element software. The effect of four important process parameters on the quality of the formed product has been studied. Considering the complex shape of the desired product, effect of four parameters of initial feeding, final feeding, yielding pressure and bursting pressure have been investigated and the effect of these parameters on the height of the formed branches and the maximum thinning has been determined. The results showed that with the appropriate selection of process parameters, a product with two branches with good quality can be obtained in one forming step. The most effective parameter on the height of the formed branch is the final feeding, so that increasing final feeding leads to more height of formed branches. On the other hand, bursting pressure has the most important parameter affecting the thinning. The initial feeding has the least effect on the thinning and the height of the formed branch.

    Keywords: Hydroforming Process, Finite element simulation, Branch, Thinning, Protrusion height
  • وحید مدانلو*، بهنام آخوندی، یعقوب دادگر اصل
    شکل دهی مطلوب قطعات فلزی با استفاده از حداقل نیروی لازم، همواره مورد توجه پژوهش گران بوده است. در این مقاله، پارامترهای موثر در فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به منظور تولید قطعات استوانه ای با پیشانی تخت با حداقل نیروی لازم شکل دهی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش عاملی کسری، آزمایش های مورد نیاز طراحی شدند. در این طراحی، فشار بیشینه سیال، سرعت سنبه، شعاع گوشه سنبه، ضریب اصطکاک بین ورق با سنبه، ضریب اصطکاک بین ورق با قالب و شعاع گوشه ماتریس به عنوان متغیرهای ورودی در نظر گرفته شدند. آزمایش های طراحی شده به کمک مدل اجزای محدود صحت سنجی شده اجرا شده و بیشینه نیروی سنبه برای هر آزمایش استخراج گردید. در پایان، با انجام تحلیل واریانس، اثرات اصلی و متقابل پارامترها بر روی تابع بیشینه نیروی سنبه مشخص گردید. با بررسی نتایج، مشخص شد که فشار بیشینه سیال و شعاع گوشه سنبه بیشترین تاثیر را بر روی بیشینه نیروی سنبه دارند. کاهش فشار بیشینه سیال از 39 تا 15 مگاپاسکال، منجر به کاهش بیشینه نیروی سنبه به میزان 55% می شود. همچنین، کاهش شعاع گوشه سنبه از 10 تا 2 میلی متر، منجر به کاهش بیشینه نیروی سنبه به میزان 55% می شود.
    کلید واژگان: هیدروفرمینگ ورق، نیروی سنبه، طرح عاملی کسری، شبیه سازی اجزای محدود
    Vahid Modanloo *, Behnam Akhoundi, Yaghoub Dadgar Asl
    The optimal forming of the metallic parts with the lowest required forming force has always been the focus of researchers. In this paper, effective parameters in hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure of cylindrical cups with a flat head with minimum required forming force have been investigated. At first, the necessary experiments were designed using the fractional factorial design of experiment. In this design, maximum fluid pressure, punch velocity, punch nose radius, friction coefficient between punch and sheet, friction coefficient between die and sheet, and die entrance radius were considered input variables. An experimentally validated finite element model was used for performing the designed experiments and extracting the maximum punch force for each experiment. Finally, by using analysis of variance, the main and the interaction effects of the parameters on the maximum punch force were determined. Results showed that the maximum fluid pressure and punch nose radius have the highest influence on the maximum punch force. Decreasing the maximum fluid pressure from 39 to 15 MPa, leads to a decrease of 55% in the maximum punch force. Also, by reducing the punch nose radius from 10 to 2 mm, the maximum punch force decreases by 55%.
    Keywords: Sheet hydroforming, Punch Force, Fractional Factorial Design, Finite element simulation
  • لیلا امامی، محمدمهدی برزگری*، محمدرضا زمانی

    پیل های سوختی پلیمری به عنوان مولد انرژی، انرژی شیمیایی سوخت را به صورت مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید. از اجزای مهم پیل های سوختی پلیمری، صفحات دوقطبی هستند که نقش توزیع سوخت و اکسیدان و تسهیل مدیریت آب در داخل سلول و انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارند. در این پژوهش، نحوه ی شکست صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه گرافیت پیل های سوختی پلیمری تحت اثر بار های خمشی به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. صفحات دوقطبی کامپوزیتی ساده و دارای سوراخ با رویکرد تعیین پایداری خمشی تحت بار استاتیکی آزمایش و شبیه-سازی شد. در تحلیل عددی، شبیه سازی مکانیکی به کمک روش اجزای محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس بکار گرفته شد. در ادامه، پس از ساخت نمونه های آزمایشگاهی، آزمون تجربی خمش سه نقطه ای بر روی آن ها با هدف صحه گذاری نتایج شبیه سازی انجام شد. در پایان، نتایج تحلیل های عددی و تجربی رفتار خمشی صفحات دو قطبی کامپوزیتی با یکدیگر مقایسه شد. مقایسه نتایج تحلیل های عددی و تجربی نشان داد که نتایج این دو روش انطباق قابل قبولی با یکدیگر داشته اند. علاوه بر این، وجود درصد گرافیت بالا و همچنین شکنندگی بالا موجب تضعیف جسم شده و تیرهایی از این جنس افزایش خیز نمونه را در پی داشته که این مسیله تنها به علت پیوند مولکولی گرافیت رخ می دهد که باعث سر خوردن گرافیت می شود.

    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری، صفحات دو قطبی کامپوزیتی، خمش سه نقطه ای، شبیه سازی اجزای محدود، تحلیل تجربی
    Leyla Emami, MohammadMahdi Barzegari *, MohammadReza Zamani

    Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells, as an energy generator, convert the chemical energy of the fuel directly into electrical energy. An important component of polymer fuel cells are bipolar plates, which are responsible for the distribution of fuel and oxidants and facilitate the management of water inside the cell and transmission of electric current. In this study, the fracture method of graphite-based composite bipolar plates of polymer fuel cells under bending loads was investigated experimentally and numerically. Simple and perforated composite bipolar plates were tested and simulated with the approach of determining flexural stability under static load. In numerical analysis, mechanical simulation using finite element method and Abaqus software were used. Then, after making the laboratory samples, the experimental test of three-point bending was performed on them with the aim of validating the simulation results. Finally, results of numerical and experimental analyzes of the flexural behavior of composite bipolar plates were compared with each other. Comparison of the results of numerical and experimental analyzes showed that the results of these two methods had an acceptable agreement with each other. In addition, the presence of a high percentage of graphite as well as high fragility weakens the body and beams of this material increase the specimen of the sample, which occurs only due to the molecular bond of graphite, which causes the graphite to slip.

    Keywords: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Composite Bipolar Plates, three-point bending, Finite element simulation
  • مجتبی اسماعیلیان*، فرزاد برومند، مهدی دهقان
    در سال های اخیر در بسیاری از صنایع از جمله صنایع هوایی و ریلی، برای تولید رینگ های بدون درز از فرایند نورد حلقوی استفاده می شود. علت این امر مزایای این فرایند همچون صرفه جویی در هزینه و مواد، کیفیت بالا و بازدهی بالا می باشد. در این تحقیق شکل دهی اسپول جلو و عقب کمپرسور یک موتور هواپیما به کمک فرآیند نورد حلقوی مورد بررسی قرارگرفته است. به دلیل پیچیده بودن اشکال سطح داخلی و بیرونی این اسپول ها، شبیه سازی فرآیند نورد حلقوی برای آن ها دشوار می باشد. برای شبیه سازی انجام شده، بررسی تنش های اعمالی به غلتک اصلی با فرض شکل پذیر بون غلتک ها انجام شده است. همچنین نیروهای وارد بر غلتک اصلی در حالتی که غلتک ها شکل پذیر فرض شده اند، استخراج و با نتایج قبلی که کلیه غلتک ها صلب می باشد مقایسه شده اند. در هر دو اسپول فرم های پیچیده بر روی سطح غلتک طراحی شده وجود دارد. اگر از تمرکز تنشی که در نقاط نوک تیز ایجاد شده در زمان المان بندی صرفنظر شود، تنش های ایجاد-شده بر روی سایر قسمت های قالب در حدود 400 مگاپاسگال می باشد. بنابراین برای اسپول جلو و عقب می توان از فولاد H13 جهت ساخت کلیه قالب ها استفاده نمود. اما پیشنهاد می گردد که تا حد امکان سطح پوسته سخت کاری شده و بعد از ساخت قالب ها و استفاده از آن ها جهت تولید انبوه پوسته ها، به طور مداوم این سطوح بازبینی گردد.
    کلید واژگان: شبیه سازی المان محدود، فرآیند نورد حلقوی، اسپول جلو و عقب کمپرسور
    Mojtaba Esmailian *, Farzad Boroumand, Mehdi Dehghan
    In recent years, ring rolling process is used to produce seamless rims in many industries, including the aviation and railway industries. The reason for this is the advantages of this process, such as saving money and materials, high quality and high efficiency. In this research, the shaping of the front and rear spools of an airplane engine compressor has been investigated using the ring rolling process. Due to the complexity of the internal and external surface shapes of these spools, it is difficult to simulate the ring rolling process for them. For the performed simulation, the stress applied to the main roller has been checked with the assumption of the shape of the rollers. Also, the forces acting on the main roller in the case where the rollers are assumed to be malleable have been extracted and compared with the previous results where all the rollers are rigid. In both spools, there are complex forms designed on the surface of the roller. If the concentration of stress created at the sharp points during elementing is ignored, the stresses created on other parts of the mold are around 400 MPa. Therefore, H13 steel can be used for the front and back spools to make all molds. But it is suggested that the surface of the shell should be as hard as possible and after making molds and using them for the mass production of shells, these surfaces should be constantly reviewed.
    Keywords: finite element simulation, Ring rolling process, Front, rear spool of the compressor
  • امیر آقابابائی*، محسن بدرسمای
    روش های ساخت افزودنی در سال های اخیر به دلیل قابلیت های زیادشان از جمله مصرف بهینه مواد و کاربردشان در ساخت ساختارهای پیچیده، محبوبیت بسیارخوبی پیدا کرده اند. یکی از مهم ترین روش ها در این فرآیندها، فرآیند ذوب گزینشی با لیزر است. در تحقیقات پیشین، اندازه گیری توزیع تنش های پسماند در نمونه های اینکونل 625 تحت فرآیند ذوب گزینشی با لیزر مورد تحقیق قرار نگرفته است. لذا در این تحقیق، فرآیند ذوب گزینشی با لیزر به وسیله روش شبیه سازی به روش المان محدود، بر روی نمونه اینکونل 625 انجام گرفته و سپس توزیع تنش های پسماند در نمونه حاصل شده از فرآیند در سه جهت اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نحوه تشکیل حوضچه مذاب، ابعاد آن و توزیع دما نیز مورد تحقیق قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان داد که تنش های پسماند کششی در مرکز لایه و تنش های پسماند فشاری بیش تر در لبه های نمونه بوجود آمده اند. همچنین ماکزیمم تنش های پسماند در جهت طولی و مینیمم آن ها در جهت ضخامت لایه بوجود آمده اند. نتایج مربوط به تاثیر پارامترهای فرآیند بر توزیع تنش های پسماند نشان داد که با افزایش توان لیزر، تنش های پسماند کششی و فشاری در هر دو جهت محوری و محیطی افزایش می یابد ولی کاهش سرعت اسکن، اطلاعات دقیقی از میزان افزایش یا کاهش این تنش ها به ما نمی دهد. به منظور اعتبارسنجی نیز نتایج حاصل از روش المان محدود با نتایج حاصل از دیگر محققان مقایسه گردید. اختلاف حاصل شده %13.97 بود. در نتیجه توافق خوبی میان آن ها برقرار شد.
    کلید واژگان: ساخت افزودنی، ذوب گزینشی با لیزر، اینکونل 625، تنش پسماند، شبیه سازی به روش المان محدود
    Amir Aghababaei *, Mohsen Badrossamay
    Additive manufacturing methods have become very popular in recent years due to their many capabilities, including the optimal use of materials and their use in constructing complex structures. One of the most important methods in these processes is the selective laser melting (SLM) process. In previous research, measuring the residual stress distribution of Inconel 625 samples under the SLM process has not been investigated. Therefore, in this research, the SLM process was carried out on the Inconel 625 sample using the finite element simulation method, and then the residual stress distribution in the sample obtained from the process was investigated in three main directions. Also, the formation of the molten pool, its dimensions, and temperature distribution were investigated. The results showed that tensile residual stresses were formed in the center of the layer and compressive residual stresses were more present at the edges of the sample. Also, the maximum of the residual stresses were formed in the axial direction and their minimum appeared in the layer thickness direction. The results related to the effect of process parameters on the residual stress distribution showed that with increasing laser power, tensile and compressive residual stresses increase in both axial and hoop directions, but decreasing the scanning speed does not give us accurate information about the increase or decrease of these stresses. For validation, the results of the finite element method were compared with the results of other researchers. The obtained difference was 13.97%. Therefore a good agreement existed between them.
    Keywords: Additive Manufacturing, Selective Laser Melting, Inconel 625, Residual Stress, Finite Element Simulation
  • ناصر ملبوبی، محمدرضا رازفر، رسول فشارکی فرد*

    در این مقاله به جبران خطای ناشی از خیز ابزار در جهت عمود بر پیشروی حین براده برداری در فرزکاری پرداخته شده است. هنگام فرزکاری، بدلیل وجود نیروی مزاحم عمود بر پیشروی در ابزار، انحرافی رخ می دهد که دقت ماشینکاری را کاهش می دهد. با نیروی جبران کننده در میانه ابزار این خیز کاهش می یابد و برای ایجاد این نیرو می توان عملگر هیدرولیکی تعبیه کرد. بنابراین همزمان با ماشینکاری، نیرویی متناسب اما بر خلاف نیروی مزاحم اعمال خواهد شد تا این خطا کاهش یابد. بدین منظور نیروهای مزاحم در طول ماشینکاری و خیز ناشی از آن باید بدست آید و سپس نیروی متناسب به ابزار اعمال شود. قدم اول در سالیدورک فرز انگشتی مدلسازی و بعد به روش عددی، عملیات ماشینکاری برای محاسبه نیروی ایجاد کننده خطا (پارامتر خروجی) شبیه سازی می شود که در آن تیغه فرز و قطعه کار هر دو بصورت انعطاف پذیر سه بعدی می باشد. با یافتن نتایج نیرویی ابزار تحت حالات مختلف ماشینکاری (با سرعت پیشروی، دور و عمق و تعداد لبه متفاوت بعنوان پارامتر های کنترلی) از آباکوس، مدل نیمه تحلیلی ماشینکاری در ماژول  Simscape Multibodyمتلب، ایجاد می شود. با مقایسه نتایج با آباکوس پارامتر های مدل توده ای متلب تنظیم می گردد. با استخراج نیرو بصورت جدولی از آباکوس و اعمال آن در متلب خیز سریع تر از مدل عددی بدست می آید. جهت یافتن نیروی جبران کننده(پارامتر خروجی)، از تیوری تیرها ضریب 3.2 برابر نیروی ماشینکاری برای اعمال به وسط ابزار حاصل می شود. این نیرو بصورت حلقه باز در مدل متلب وارد و نتیجه آن کاهش خطا درحدود 70 درصد در میزان خیز جانبی نوک ابزار می شود.

    کلید واژگان: جبران خطا، فرزکاری، خیز جانبی ابزار، شبیه سازی المان محدود، مدل نیمه تحلیلی
    Nasser Malboubi, MohammadReza Razfar, Rasul Fesharakifard*

    In this paper, the error of tool deflection in perpendicular to a milling process feed direction is investigated and novel compensation method to this error is proposed. While the end mill tool is machining, due to the existence of perpendicular disturbing force on the feed path while the endmill tool is machining, a deflection which reduces machining accuracy. If a compensation force is exerted to the middle of tool, the deflection can be reduced. By using a hydraulic actuator, the compensation force would be proportional to the disturbing machining force, in the opposite direction so that this error can be reduced. It is necessary to estimate disturbing forces and tool deflection magnitude in lateral side of machining precisely before applying the proportional force to the endmill. The first step endmill is modeled on SolidWorks and in the next step The machining operation is simulated to calculate the error causing force in which both the milling tool and the workpiece are 3D flexible. By obtaining the force results of the tool under different machining modes from Abaqus, a semi -analytical model is established on Simscape Multibody module of matlab software. By comparing Abaqus results the parameters of the lumped model are adjusted. The output force is extracted from Abaqus and put in tabular form the tool deflection is extracted from MATLAB SimScape which calculation speed is faster than the numerical model in this method. To find the compensating force, the beam theory obtains a factor of 3.2 times the machining force applied to the middle of the tool. This force is applied in open loop to the MATLAB model and the result indicates almost 70 percent reduction in the tool tip lateral deflection.

    Keywords: Compensation error, Milling, Tool lateral deflection, Finite element simulation, semi-analytical model
  • وحید مدانلو*، بهنام آخوندی، احمد مشایخی، حسین طالبی قادیکلائی، علی زین العابدین بیگی
    توزیع ضخامت یکی از پارامترهای مهم در فرایندهای شکل دهی فلزات ورقی می باشد. در این مقاله شکل دهی فنجان های استوانه ای سرتخت فولادی با استفاده از فرایند کشش عمیق هیدرودینامیکی به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا فرایند با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس شبیه سازی شد. در ادامه نتایج حاصل از شبیه سازی اجزای محدود با نتایج آزمایش های تجربی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان داد که توزیع ضخامت و نیروی سنبه در دو روش آزمایشگاهی و عددی از تطابق قابل قبولی برخوردارند. سپس با استفاده از مدل اجزای محدود صحت سنجی شده، تاثیر پارامترهای فرایند نظیر ضریب اصطکاک بین سنبه و ورق، ضریب اصطکاک بین ورق گیر و ورق، شعاع گوشه سنبه و ماتریس و همچنین فاصله بین ورق گیر و ماتریس بر روی حداکثر میزان نازک شدگی فنجان های فولادی بررسی شده است. در پایان این نتیجه حاصل شد که ناحیه شعاع گوشه سنبه، ناحیه بحرانی شکل دهی می باشد زیرا بیشینه میزان نازک شدگی در این ناحیه رخ می دهد. همچنین با افزایش ضریب اصطکاک بین ورق با سنبه میزان نازک شدگی حداکثر در ناحیه شعاع سنبه به میزان 10% کاهش می یابد. به علاوه، با افزایش ضریب اصطکاک بین ورق با ورق گیر میزان نازک شدگی حداکثر به میزان 20% افزایش می یابد. همچنین با افزایش شعاع گوشه سنبه و ماتریس، میزان نازک شدگی حداکثر به میزان 25% کاهش یافته است و نیز با افزایش فاصله بین ماتریس و ورق گیر میزان نازک شدگی حداکثر به میزان 10% کاهش می یابد.
    کلید واژگان: کشش عمیق هیدرودینامیکی، فنجان فولادی، شبیه سازی اجزای محدود، نازک شدگی
    Vahid Modanloo *, Behnam Akhoundi, Ahmad Mashayekhi, Hossein Talebi-Ghadikolaee, Ali Zeinolabedin Beygi
    Thickness distribution is one of the important parameters in the sheet metal forming processes. This paper investigates the forming of flat cylindrical cups made of steel using the hydrodynamic deep drawing process via experiment and simulation. At first, the process was simulated using the ABAQUS finite element software. Afterward, the results of the finite element simulation are compared with results of the experiments. Comparing the results showed that the thickness distribution and punch force have an acceptable agreement in the experiment and numerical methods. Then, using the validated finite element model, the effect of the process parameters including the friction coefficient between the punch and the sheet, the friction coefficient between the blank holder and the sheet, the corner radius of the punch and the die, as well as the gap between the blank holder and the die on the maximum thinning of the steel cups have been investigated. Finally, the obtained results revealed that the corner radius zone of the punch is the critical forming zone since the maximum thinning occurs in this region. Also, by increasing the friction coefficient between the sheet and the punch, the maximum thinning decreases by 10% at the corner radius zone of the punch. In addition, by increasing the friction coefficient between the sheet and the blank holder, the maximum thinning increases by 20%. Likewise, by increasing the corner radius of the punch and the die, the maximum thinning decreases by 25%, and also, by increasing the gap between the die and the blank holder, the maximum thinning decreases by 10%.
    Keywords: Hydrodynamic Deep Drawing, Steel Cup, Finite element simulation, Thinning
  • امیررضا استادی، سیدمهدی گنجیانی*
    تعیین مشخصات پایدار رفتار ماده تحت تاثیرات تنش و دما به منظور طراحی مطلوب و همچنین بهینه سازی پارامترهای فرآیند ساخت در صنعت فرم دهی فلزات به طرز قابل توجهی مهم و حیاتی است. هدف این پژوهش ارائه یک روش نوین اندازه گیری کرنش شکست قطعات برشی و ناچ دار در سه محوره های مختلف تنش با استفاده از دستگاه اندازه گیری وی ام ام می باشد. همچنین تاثیرات افزایش دما بر کرنش شکست نیز بررسی شده است. ماده مورد بررسی آلومینیوم 5083-اچ 321 می باشد. برای این منظور بیست و چهار نمونه مختلف تخت از جمله نمونه های برشی و ناچ دار برای چهار نوع سه محوره ی 2/0 و 33/0 و 38/0 و 55/0 جهت تست در سه محدوده دمایی (25، 200 و 400 درجه سانتیگراد) آماده سازی شدند و تحت شرایط بارگذاری استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفته اند. کرنش شکست نمونه ها اندازه گیری و نتایج مرتبط بدست آمدند. نتایج بدست آمده با نتایج تجربی دیگران و همچنین نتایج شبیه سازی شده با استفاده از مدل رایس و تریسی مقایسه شدند. همچنین با انجام آزمایش های جدیدی که در این مقاله انجام شده است، نقطه قطع شدن منحنی در سه محوره 2/0 بدست آمده است. با بررسی نتایج مشاهده می شود در دمای پایین (°C25)، با افزایش سه محوره تنش، کرنش شکست روندی کاهشی دارد، در حالی که در دمای °C200 این روند تقریبا ثابت و یکنواخت است ولی در دمای °C400 این روند افزایشی است.
    کلید واژگان: سه محوره تنش، دما، کرنش شکست، اجزا محدود، روش وی ام ام
    Amirreza Ostadi, Seyed Mahdi Ganjiani *
    Determining stable characteristics of material behavior under the effects of stress and temperature on the material is significantly important for optimal design. The aim of this study is to present a new method for measuring the fracture strain of shear and tensile parts in different stress triaxialities with the effect of temperature, using a Video Measuring Machine measuring device. Aluminum 5083-H321 is used in this study. For this purpose, twenty-four different samples including shear and tensile samples for four types of triaxialities 0.2, 0.33, 0.38, and 0.55 were prepared for testing in the temperature ranges (25, 200, and 400°C). The samples are tested under monotonic (static) loading conditions. The fracture strains are measured. The stress triaxialities are calculated in the finite element simulation. The obtained results are compared with the other experimental results and also with the numerical results of the Rice and Tracy model. A good agreement is found between these results which validates the new proposed technic for measuring the shear fracture stain. Based on the results, the curve of fracture strain versus stress triaxiality has a decreasing trend at 25°C, while this curve is almost constant at 200°C and has an increasing trend at 400°C.
    Keywords: Stress Triaxiality, Temperature, Fracture Strain, Finite Element Simulation, Video Measuring Method
  • نیما تابعی، امین میرزاخانی، احمد عاصم پور*

    هدف از انجام این مطالعه، مدل سازی تست هیدروفرمینگ لوله منیزیمی و استخراج نمودار حد شکل دهی (FLD) به کمک روش المان محدود می باشد. در گام اول، مدل سازی سه بعدی المان محدود فرآیند هیدروفرمینگ لوله آلومینیوم 7020-T6 به منظور رسم نمودار FLD انجام شد. به منظور شناسایی معیار مناسب شروع گلویی شدن، چهار معیار حداکثر مقدار مشتق دوم کرنش کوچک، کرنش بزرگ، کرنش ضخامتی و کرنش پلاستیک معادل لحاظ گردید. مقایسه نتایج شبیه سازی و تجربی نشان می دهد که سه معیار حداکثر مقدار مشتق دوم کرنش بزرگ، کرنش کوچک و کرنش پلاستیک معادل معیار مناسب برای شبیه سازی هستند. پس از صحت سنجی مدلسازی فرآیند هیدروفرمینگ با نتایج تجربی برای لوله آلومینیوم 7020-T6، نمودار FLD لوله منیزیمی استخراج گردید. نتایج نشان می دهد که در بارگذاری ها با تغذیه محوری های متفاوت، زمان گلویی شدن و مقدار تنش و کرنش در لوله تغییر می کند و سبب می گردد در هر بارگذاری، کرنش های حدی مختلفی بدست آید. همچنین مطابق با نمودار FLD، هر چه نسبت تغذیه محوری به فشار داخلی بیشتر شود، نقطه بدست آمده روی نمودار FLD به سمت کرنش کوچک منفیتر کشیده میشود.

    کلید واژگان: هیدروفرمینگ، نمودار حد شکل دهی، اجزا محدود، گلویی، کرنش پلاستیک، منیزیم
    N. Tabei, A. Mirzakhani, A. Assempour *

    The main objective in this study is to model the hydroforming process for Mg tube and obtain the forming limit diagram (FLD) using finite element method. In the first step, three -dimensional finite element modeling of hydroforming process of AL-7020-T6 tube was performed to plot FLD. In order to identify the appropriate criterion for the onset of necking, the hydroforming process modeling was performed by considering the four criteria including of the second derivative of minimum principal strain, maximum principal strain, thickness strain and equivalent plastic strain. Comparison between simulation and experimental results indicated that the second derivative of minimum principal strain, max principal strain and equivalent plastic strain were appropriate criteria for simulation. After validation of the hydroforming process modeling with experimental result, the FLD of the Mg tube was extracted. The results show that in the loading with different axial feeding, the necking time and the amount of stress and strain change. Therefore, various limit strains are obtained by changing the loading conditions. Also, according to the FLD, the higher ratio of axial feed to internal pressure causes the limit strain shifts to the left in FLD plane.

    Keywords: Tube hydroforming, Forming limit diagram, Finite element simulation, Necking
  • Poorya Karvan, Saeed Feli *
    In this paper, an analytical solution for the static indentation and low velocity impact response of composite sandwich beams with an orthotropic symmetric composite face-sheets and foam or honeycomb core is presented. The indentation force during impact loading consists of two regimes, one for small indentations of the top face-sheet due to bending moments and the other for larger deformation due to membrane forces. Also, the crushable core is considered a rigid-plastic foundation, and the elastic aspect is neglected. To obtain a more accurate approximation of the static indentation of the beam, both the local and global deformation of the sandwich beam are considered. The minimum potential energy method is applied for the extraction of governing equations. Furthermore, by developing a three dimensional finite element model through the ABAQUS code, the low velocity impact on composite sandwich beams with foam core is simulated. The contact force history, maximum contact force, and upper face-sheet displacement results computed by the analytical model are compared with experimental and ABAQUS simulations. A good agreement between the analytical model, finite element simulation, and experimental results, is observed.
    Keywords: Beam, Composite Sandwich, Low Velocity Impact, Analytical Model, Finite Element Simulation
  • سید محمد نیکوئی، محمدرضا رازفر، محسن خواجه زاده*
    پژوهش حاضر به بررسی تجربی و شبیه سازی المان محدود توزیع درجه حرارت ابزار برش در فرایند ماشینکاری به کمک لیزر اختصاص یافته است. رویه در نظر گرفته شده مشتمل بر ایجاد یک مدل المان محدود و صحه گذاری نتایج آن با آزمون های تجربی اندازه گیری نیرو و درجه حرارت برای آلیاژ اینکونل 718 است. در این ارتباط، در مرحله نخست شبیه سازی فرایند تراشکاری به کمک لیزر مورد مطالعه قرار گرفت. سپس طراحی و ساخت تجهیزات لازم برای انجام فرایند تراشکاری به کمک لیزر انجام شد و در نهایت مجموعه ای از آزمایش های تجربی با هدف اندازه گیری نیرو و درجه حرارت صورت گرفت و محدوده ای مناسب برای پارامترها، استخراج گردید. در ادامه از نتایج بدست آمده به منظور صحه گذاری نتایج شبیه سازی استفاده شد. تاثیر توان لیزر، سرعت برش و پیشروی بر توزیع درجه حرارت در ابزار برش مورد بررسی قرار گرفته و نتایج مدل المان محدود با نتایج تجربی صحه سنجی شد. بر اساس نتایج حاصل، استفاده از لیزر پیوسته در محدوده ای که منجر به تغییر ساختار کریستالی نشود، ضمن کاهش 25 درصدی در مولفه ی نیروی اصلی برش، کاهش دمای ابزار برشی را به دنبال داشت. متوسط درجه ی حرارت ابزار در تراشکاری به کمک لیزر در حدود 80 درصد مقادیر نظیر در تراشکاری سنتی است.
    کلید واژگان: ماشینکاری به کمک لیزر، درجه حرارت برش، المان محدود، لیزر پیوسته
    Sayed Mohammad Nikouei, Mohammad Reza Razfar, Mohsen Khajehzadeh *
    The present paper has been dedicated to finite element simulation and experimental study of cutting tool temperature during laser-assisted machining. To achieve this objective, a finite element model of the processes has been developed for Inconel 718 super alloy and the results have been verified by experimental measurements of cutting forces and cutting tool temperature. In this regard, first of all, a finite element model of the laser-assisted turning process was developed and then an experimental setup was designed and manufactured. Finally, a series of experimental tests were arranged to achieve a proper range of process parameters and also to measure cutting forces and cutting tool temperatures during the machining process. Experimental results were then used to verify the results of the finite element model. Using the developed model, the effect of laser source power, cutting speed, and feed on cutting tool temperature were studied. According to the achieved results, using a laser heat source, in the range without microstructural effects, will lead to a 25% reduction in the average main component of cutting force and an 80% reduction in the average maximum temperature of the cutting tool in comparison to conventional turning.
    Keywords: Laser Assisted Machining, Cutting Temperatures, Finite Element Simulation, Continuous Wave Laser
  • پوریا شه فراق، محمدرضا فراهانی*، مجید صفرآبادی، مجید فرهنگ
    از جمله روش های مرسوم تنش زدایی که می توان پس از انجام فرآیند ساخت بر روی قطعه اجرا نمود تنش زدایی حرارتی و ارتعاشی هستند. از مزایای روش تنش زدایی ارتعاشی نسبت به تنش زدایی حرارتی می توان به عدم نیاز به فیکسچر بندی، صرفه جویی در وقت و هزینه، عدم محدودیت وزنی و ابعادی و قابلیت استفاده برای تمامی آلیاژها نام برد. در این پژوهش به مطالعه عددی و تجربی تنش زدایی ارتعاشی یک اتصال جوشی T شکل پرداخته شده است. در گام اول نمونه T شکل با فرایند جوشکاری قوس الکتریکی ساخته شد. تنش های پسماند ایجاد شده درطول خط جوش به میزان 251 مگاپاسکال و در عرض خط جوش به میزان 191 مگاپاسکال اندازه گیری شد. انحراف ناشی از تنش های پسماند بدست آمده از شبیه سازی فرایند جوشکاری با نتیجه حاصل از مقادیر تجربی در راستای طولی حدود 17درصد و در راستای عرضی حدود 1.5 درصد بدست آمد. در ادامه ازطریق شبیه سازی المان محدود فرآیند تنش زدایی ارتعاشی، مقادیر بهینه پارامترهای موثر بر تنش زدایی ارتعاشی مانند فرکانس اعمال نیرو، میزان نیرو و محل اعمال نیرو، به دست آمد. موثرترین حالت در مدل سازی تنش زدایی ارتعاشی مربوط به زمانی است که نیروی اعمالی در آن 20% نیرو تسلیم قطعه و فرکانس تحریک 95% فرکانس طبیعی قطعه لحاظ گردد. نتایج اندازه گیری تجربی پس از تنش زدایی ارتعاشی با نتایج مدل سازی خطای 10درصدی را نشان داد . نتایج نشان داد که با افزایش فرکانس بار اعمالی تا 95% فرکانس طبیعی، تنش های پسماند طولی بیش از 55 درصد و تنش های عرضی حدود 70 درصد کاهش یافته اند.
    کلید واژگان: تنش زدایی ارتعاشی، اندازه گیری تنش های پسماند، کرنش سنجی سوراخ، شبیه سازی المان محدود
    Pooria Shahfaraghe, Mohammadreza Farahani *, Majid Safarabadi, Majid Farhang
    Thermal and vibration stress relieving processes are among the common methods of reducing residual stresses that can be performed on the part after the manufacturing. The advantages of vibratory stress relief over thermal stress relief are no need for fixtures, time and cost savings, no weight and dimensional limitations and usability for all alloys. In this research, the numerical and experimental study of vibration stress relief process of a T-shaped weld has been done. In the first step, a T-joint was made using shielded metal arc welding . The longitudinal and transverse residual stresses equal to 251 MPa and 191 MPa were measured, respectively. The differences between the calculated and the measured residual stresses in the longitudinal and transverse direction are about 17% and 1.5%, respectively. Then, by finite element simulating the vibration stress relieving process, the optimal values of the parameters affecting the process, such as the frequency of force exertion, the amount of force and the location of force exertion, were obtained. The most effective vibration stress relief condition related to the case with the applied force equal to 20% of the yield force of the sample and the excitation frequency equal to 95% of the natural frequency of the sample. The differences between the calculated and the measured residual stresses after vibration stress relief process is about 10%. By increasing the applied load frequency to 95% of natural frequency of the sample, longitudinal and transverse residual stresses decreased by more than 55% and about 70%, respectively.
    Keywords: Vibration stress relief, Residual Stress Measurement, Hole drilling strain gauge method, Finite element simulation
  • Saeid Hashemian, Peyman Mashhadi Keshtiban *, Abuzar Es&#, Haghi Oskui
    The present study investigates the production process by closed die forging method of one of the sensitive and safe parts of KIA car brake, which is affected by various mechanical and thermal stresses in its operating conditions; therefore, in the present research, the application of this forming method in the Iranian automotive industry has been discussed. In this study, an attempt was made using finite element analysis in ABAQUS software to determine the maximum force required for forging this part. In addition, the influence of various parameters such as the temperature of the part during the forming process, the coefficient of friction between the part and the die, as well as the strain rate have been investigated. The results indicated that the friction coefficient has a significant effect on the maximum required force, and the maximum values of the load increase with increasing the friction coefficient; but the remarkable result is that the effect of this coefficient is negligible from a value onwards. This point is consistent with the observations in practice. Besides, a strong dependence of the results on the loading speed was observed, and the required force has increased with increasing loading speed for reasons such as the strain hardening phenomenon. Also, the force required for forging has decreased with increasing the temperature, which is due to reduced material strength. This reduction from 900°C to 1000°C is less than 2%, while it is approximately 40% from 1000°C to 1100°C, which is consistent with the experimental reports.
    Keywords: Hot forging, Finite Element Simulation, Loading Rate, Friction Coefficient, temperature
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