فهرست مطالب

مکانیک هوافضا - سال هفدهم شماره 3 (پیاپی 65، پاییز 1400)

فصلنامه مکانیک هوافضا
سال هفدهم شماره 3 (پیاپی 65، پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/28
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سید علی قرشی، میلاد صادق یزدی*، محمدهادی حسین زاده، سید محسن موسوی کانی صفحات 1-15

    روش ذوب انتخابی لیزر، یکی از روش های ساخت افزایشی است که در آن قطعات با ساختارهای هندسی متنوع به صورت لایه به لایه، توسط ذوب پودر فلز ایجاد می شود. گرادیان دما در محل ذوب، به پارامترهای فرآیند مانند سرعت اسکن و توان لیزر وابسته است که بر روی ابعاد حوضچه مذاب و کیفیت سطح تاثیر دارد. با توجه به ماهیت گذرا و ابعاد بسیار کوچک حوضچه مذاب، کنترل و اندازه گیری گرادیان دمای ایجاد شده و ابعاد حوضچه مذاب نسبتا دشوار است. در این مقاله از یک مدل اجزای محدود جهت تحلیل فرآیند و مطالعه اثر سرعت اسکن و توان لیزر، بر روی بستری از آلیاژ Ti6Al4V  استفاده شده است. در این مطالعه ابتدا معادلات نظریه لیزر بررسی شد و پس از مدل سازی، صحت لیزر مدل شده با نمونه تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. پس از صحت سنجی مدل سازی لیزر، فرآیند ذوب انتخابی لیزر بررسی و تحلیل اجزای محدود برای توان و سرعت های مختلف انجام شد. برای مدل سازی از فیزیک های مختلفی در نرم افزار، به طور هم زمان شامل انتقال حرارت همراه با معادلات تغییر فاز جامد به مایع، تنش سطحی (اثر مارانگونی) و جریان آرام سیال (معادلات ناویراستوکس) همراه با اثر گرانش استفاده شد. ابعاد حوضچه مذاب، گرادیان دما در راستاهای مسیر حرکت لیزر، پهنا و عمق لایه مذاب و همچنین بررسی پیدایش عیب اثر توپی شدن، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج مدل عددی جهت صحت سنجی با مدل تجربی مقایسه شد که سازگاری مناسبی را با نمونه تجربی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ذوب انتخابی لیزر، توان لیزر، سرعت اسکن، اثر توپی شدن، مدل سازی عددی
  • سعید زارع، محمدرضا سلطانپور* صفحات 17-37

    در این مقاله، دو نوع کنترل کننده برای کنترل دسته خاصی از سامانه های فروتحریک با دو درجه آزادی ارایه می شود. شیوه طراحی کنترل کننده های پیشنهادی و نحوه اثبات پایداری سامانه حلقه بسته با استفاده از راهکارهایی نظیر کنترل پسگام، کنترل مد لغزشی، منطق فازی و ترکیب آنان با جزییات ارایه می گردد. اثبات ریاضی نشان می دهد که سامانه حلقه بسته با کنترل کننده های پیشنهادی در حضور عدم قطعیت های ساختاری و غیرساختاری، دارای پایداری مجانبی سراسری است. سپس مزایا و معایب کنترل کننده های پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه ملاک هایی نظیر سادگی در نحوه پیاده سازی عملی کنترل کننده، حجم محاسبات ورودی کنترل، نحوه تنظیم ضرایب ورودی کنترل و اندازه دامنه ورودی کنترل انتخاب شده و بر اساس آن ها، مقایسه بین کنترل کننده های پیشنهادی ارایه می شود. سرانجام برای بررسی عملکرد کنترل کننده های پیشنهادی، شبیه سازی هایی بر روی سامانه گاری با پاندول معکوس تک لینکی پیاده سازی می گردد. نتایج شبیه سازی ها عملکرد راهکارهای پیشنهادی را به روشنی نشان می دهند.

    کلیدواژگان: سامانه فروتحریک با دو درجه آزادی، عدم قطعیت های ساختاری و غیرساختاری، کنترل پسگام، کنترل مد لغزشی، سامانه فازی
  • محمدمجتبی جوادی، حسین مهدوی مقدم*، مهدی مندعلی صفحات 37-43

    سیلیکات های لایه ای (رس) به دلیل ساختار در ابعاد نانو در بهبود خواص حرارتی کامپوزیت های پلیمری کاربرد گسترده ای یافته اند. در مقاله حاضر، ابتدا نانو رس بر پایه مونت موریلونیت اصلاح شده به میزان 5/2 و 5/7 درصد وزنی به روش اختلاط مذاب در زمینه رزین فنولیک توزیع شد. سپس پارچه کربنی بر پایه پلی اکریلونیتریل با مخلوط رزین و نانو رس آغشته شده و کامپوزیت کربن - فنولیک به روش لایه گذاری دستی و پخت در اتوکلاو به دمای °C160 به مدت 4 ساعت ساخته شد تا اثر نانو رس بر ساختار کریستالی و خواص حرارتی آن بررسی شود. فاصله کریستالی صفحات رس با تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) تعیین شد و تجزیه و تحلیل توزیع نانو رس در زمینه فنولیک توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام شد. از آزمون گرماسنج مخروطی برای ارزیابی اشتعال پذیری نانوکامپوزیت ها استفاده شد و اثر نانو رس بر استحکام کششی و برشی بین لایه های نمونه ها بررسی شد. نتایج نشان داد که فاصله کریستالی نانو رس در رزین تا دو برابر افزایش می یابد. افزودن نانو رس تا 5/2 درصد وزنی سبب افزایش زمان وقوع افروزش تا دو برابر و کاهش نرخ رهایش گرما تا 36% شد که بیانگر تاثیر بسزای نانو رس در تاخیر شروع اشتعال، بهبود مقاومت به اشتعال و دیرسوزی کامپوزیت کربن - فنولیک است. همچنین نتایج نشان داد که افزودن نانو رس اثر قابل ملاحظه ای بر استحکام کششی و استحکام برشی نانوکامپوزیت کربن - فنولیک ندارد.

    کلیدواژگان: سیلیکات های لایه ای، نانوکامپوزیت کربن-فنولیک، رفتار حرارتی
  • سعید نصرالهی*، آیلار خوشه مهری صفحات 45-56
    در این پژوهش، از دو فیلتر ذره ای به منظور تخمین حالت و کنترل وضعیت یک پرتابه با عملگر جابه جایی جرم ارایه شده است. ازآنجایی که معادلات دینامیکی جسم پرنده با عملگر جابه جایی جرم غیرخطی است، بنابراین از تخمین گر و کنترل کننده غیرخطی استفاده شده است. فیلتر اول با استفاده از اندازه گیری زاویه و جابه جایی جرم همراه با نویز به عنوان مشاهدات وظیفه تخمین زاویه، سرعت زاویه ای، جابه جایی جرم و سرعت جابه جایی جرم را بر عهده دارد. در پژوهش انجام شده، مسئله کنترل پیش بین غیرخطی به یک مسئله بهینه سازی دینامیکی تبدیل شده و سپس، در هر گام زمانی، بهترین سیگنال کنترل به صورت برخط با استفاده از فیلتر ذره ای دوم در افق محدود محاسبه و به سامانه اعمال می شود. تابع هزینه استفاده شده برای فیلتر اول خطای مقادیر اندازه گیری شده و محاسبه شده توسط هر ذره درنظرگرفته شده است. همچنین، تابع هزینه در مسئله کنترل پیش بین برای هر ذره متشکل از خطای ردگیری زاویه و تلاش کنترلی است. نتایج شبیه سازی برای سناریوهای انجام شده نشان می دهد که الگوریتم ارایه شده برای حل مسئله غیرخطی کنترل وضعیت وسیله با عملگر جابه جایی جرم عملکرد در حضور نویز گوسی و غیر گوسی خوبی دارد. همچنین، با توجه به تصادفی بودن ماهیت مسئله تحلیل آماری نتایج با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو انجام شده است.
    کلیدواژگان: رهگیر مبتنی بر عملگر جابه جایی جرم، کنترل پیش بین غیرخطی، فیلتر ذره ای، بهینه سازی دینامیکی، تخمینگر غیرخطی
  • سعید نصرالهی*، آیلار خوشه مهری، محمدرضا پیامی نیا صفحات 57-70

    استفاده از وسایل نقلیه زیرآب خودگردان برای اکتشاف و علوم اقیانوس شناسی در دهه گذشته موردتوجه مراکز تحقیقاتی در سراسر جهان بوده است. ناوبری اینرسی معمولا به عنوان اصلی ترین وسیله موقعیت یابی برای وسایل نقلیه زیرآب مورداستفاده قرار می گیرد. اشکال اصلی در استفاده تنها از سامانه ناوبری اینرسی خطای رو به رشد در موقعیت ها و وضعیت های برآورد شده به دلیل خطا در خروجی واحد اندازه گیر اینرسی و انتگرال گیری از آن ها است. به طور سنتی حسگرهای خارجی مانند سامانه موقعیت یاب جهانی، گیرنده های صوتی، سرعت سنج داپلری و یا یک دوربین برای کمک به راه حل ناوبری اینرسی جهت محدود کردن خطاهای تخمین استفاده شده اند. این حسگرهای کمکی چندین معایب عملی دارند که اساسا مربوط به اتکا به اطلاعات خارجی است. یکی از منابع اطلاعاتی که می تواند بدون نیاز به سنجش خارجی اضافی در ناوبری زیردریایی کمک کند، استفاده از مدل دینامیکی آن است. مدل وسیله قادر است حالت سامانه را مطابق با ورودی های کنترلی و نیروهای خارجی که روی آن عمل می کنند، نشان دهد. در این مقاله یک سامانه ناوبری اینرسی به کمک مدل برای زیردریایی ریموس 100 بر اساس یک مدل دینامیکی غیرخطی 6 درجه آزادی ارایه شده است. سامانه ناوبری ارایه شده از دانش دینامیک وسیله از طریق یک مدل ریاضی که به صورت تجربی تایید شده است بهره گرفته است. نتایج نشان می دهد که سامانه ناوبری پیشنهادی قابلیت های ناوبری زیرآب را برای سامانه های فاقد وسایل کمکی مرسوم بهبود می بخشد.

    کلیدواژگان: وسیله زیرآب خودگردان، مدل دینامیکی غیرخطی، ناوبری اینرسی به کمک مدل، فیلتر کالمن توسعه یافته، تلفیق اطلاعات
  • روح الله حسینی*، محمدرضا الهامی، سعید منصوری لطفعلی، سید صادق مرعشی صفحات 71-83

    در این مقاله از ماده پیزوالکتریک سلولوزی جدیدی که بر روی یک تیر یکسرگیردار تعبیه شده، جهت برداشت انرژی از تیر استفاده شده و اثر کاهش عرض تیر در آن مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار آن اتصال سری و موازی لایه های پیزوالکتریک در نظر گرفته می شود تا برداشت حداکثر توان از پیزوالکتریک ها حاصل گردد. ابتدا آزمایش تجربی بر روی یک تیر برداشت کننده انرژی با عرض ثابت صورت گرفته و جریان، ولتاژ و توان خروجی استخراج شده اند. سپس تیر مورد نظر از عرض به دو و سه قسمت مساوی تقسیم گشته و به صورت سری و موازی به هم متصل شده اند و نتایج برای هر یک از حالات به تفکیک مورد بررسی قرار گرفته اند. در ادامه به بررسی تحلیلی اثر فرکانس بر روی کاهش عرض تیر پرداخته شده و در نهایت میزان برداشت انرژی از تیر واحد به صورت تحلیلی نیز مورد بررسی قرار گرفته و خروجی حل تحلیلی با نتایج تجربی صحت سنجی شده است. در کار تحلیلی انجام شده برای اولین بار اثر افزودن یک تکه پیزوالکتریک که بخشی از تیر را پوشانده با لحاظ کردن ضخامت لایه پیزوالکتریک در میزان فرکانس طبیعی و توان خروجی لحاظ شده است. نتایج بیانگر این هستند که تطابق خوبی بین داده های تجربی و تحلیلی وجود دارد.

    کلیدواژگان: پیزوالکتریک سلولوزی، تیریکسرگیردار، برداشت انرژی، آزمایش تجربی، کامپوزیت برداشت انرژی
  • پویا سروی، محمدرضا الهامی* صفحات 85-95
    برای بسیاری از سازه های دریایی نظیر ستون ها و سازه های نفتی، پایانه و تکیه گاه دکل های نفتی و برج های احاطه شده توسط آب معمولا از مدل یک تیر یا ستون یکسر گیردار استفاده می گردد. این مدل ها معمولا تحت تحریک تصادفی قرار گرفته و دامنه پاسخ این سازه ها در حین طراحی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله تیر غیرخطی یکسر گیردار مغروق در سیال، با یک جرم متمرکز تحت تحریک تصادفی باند باریک مورد مطالعه قرار گرفته است و پاسخ آن مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته است. با توسعه روش بالانس هارمونیکی، واریانس پاسخ سیستم تصادفی تعیین و پدیده پرش و پرش تصادفی بررسی شده است. حل تحلیلی و شبیه سازی عددی نشان می دهد، تحریک تصادفی باعث افزایش دامنه پاسخ تصادفی تیر نسبت به پاسخ معین در بین نقاط دوشاخگی می شود. با افزایش شدت تحریک تصادفی، پاسخ پایا از حالت چرخه ای مدور به حالت چرخه ای کشیده شده تغییر می یابد. همچنین نتایج نشان می دهند پدیده پرش تصادفی در ناحیه ای که سه جواب برای سیستم است، رخ می دهد. در پایان، نتایج تحلیلی و مدل سازی عددی بیانگر این است که تطابق بسیار خوبی بین داده ها و نتایج این دو روش وجود دارد.
    کلیدواژگان: تیر غیرخطی، ارتعاشات غیرخطی، ارتعاشات تصادفی، تحریک تصادفی، پدیده پرش
  • ولی الله پناهی زاده*، حمید خرسند، مجید آزاده صفحات 97-111

    یکی از مهم ترین مراحل فرایند قالب گیری تزریقی پودر فلز، طراحی و ساخت قالب تزریق است. از موارد بسیار مهم و تاثیرگذار در کیفیت قطعه، محل تزریق در قالب و نحوه پرشدن قطعه در هنگام قالب گیری تزریقی می باشد که به طور مستقیم بر روی کیفیت قطعه نهایی تاثیرگذار خواهد بود. در این مقاله، از پودر حاوی فولاد زنگ نزن L 316 برای مواد اولیه و نرم افزار مولدکس D3 برای شبیه سازی استفاده شده است. پارامترهای زمان تزریق، زمان خنک کاری و زمان فشار نگهداشت برای همه آزمایش ها به ترتیب s 5/2، s10 و s2 به صورت ثابت در نظر گرفته شده است. همچنین پارامترهای سرعت، فشار و دمای تزریق به عنوان پارامترهای موثر مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی فرایند، روش لایه مرزی (BLM) به کار گرفته شد. مدل سازی سه بعدی قطعه ، به همراه سه مسیر راه گاهی با شرایط تزریقی متفاوت، طراحی شدند. قالب تزریقی برای نمونه بهینه شده، ساخته و با شرایط مختلف تولید شد. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی صحت نتایج شبیه سازی را نشان داد. همچنین نتایج نشان دادند که در فرایند قالب گیری تزریقی پودر فلز، سیال تزریقی دارای گرانروی بسیار بالایی بوده و رفتار متفاوتی را در مقایسه با سیال مشابه پلیمر پایه به کاررفته در خوراک از خود نشان می دهد. همچنین پارامترهای بهینه برای سرعت، فشار و دمای تزریق به ترتیب 60 %، 60 % و C° 185 به دست آمد.

    کلیدواژگان: فرایند قالب گیری تزریقی پودر فلز، شبیه سازی، Moldex3D، خوراک 316L، محل تزریق و گیت
|
  • Seyed Ali Ghorashi, Milad Sadegh Yazdi *, MohammadHadi Hosseinzadeh, Seyyed Mohssen Mousavi Kani Pages 1-15

    Selective laser melting (SLM) is a laser powder-bed fusion method that offers great potentials in producing components with complex shapes and geometries. Process parameters like laser power and scan speed have significant effect on the induced temperature gradient which determines the molten pool dimensions and surface integrity. Due to the transient feature and fine dimensions of the molten pool, monitoring and measuring the induced temperature gradient and the pool dimensions are extremely challenging. In this article, a finite element model has been used to analyze the process and investigate the scanning speed and laser power parameters during the SLM process on a substrate of Ti6Al4V alloy. In this study, first the theoretical equations of laser have been investigated and after modeling, the accuracy of the modeled laser has been compared with the experimental model. After verifying the laser modeling, the FEM analysis of SLM has been carried out for various laser powers and scan speeds to study the effects of the mentioned process parameters. For the modelling, various physics assumptions have been simultaneously used in the software including heat transfer, solid to liquid phase changes equations, surface tension (Marangoni effect), and laminar fluid flow (Navier-Stokes equation) along with the gravity effect. Molten pool dimensions, temperature gradient along the laser moving heat source, width, and depth of the molten pool, as well as the occurrence of the balling effect phenomenon, have been studied separately in each case. The results obtained by FEM analysis have been compared with the experimental model, showing good compatibility.

    Keywords: Selective laser melting (SLM), Laser power, Scan speed, Balling effect, Numerical Simulation
  • Saeed Zaare, MohammadReza Soltanpour * Pages 17-37

    In this paper, two control methods are presented to control a class of underactuated systems with two degrees of freedom. The design method of the proposed controllers and how to prove the stability of the closed-loop system using solutions such as backstepping control, sliding mode control, fuzzy logic and their combinations are presented in details. Mathematical proof shows that the closed-loop system under the proposed scheme has a global asymptotic stability in the presence of structural and un-structural uncertainties. Then, the advantages and disadvantages of the proposed controls are examined and then some criteria such as simplicity in practical implementation, the control input calculations volume, the adjustment of the control input coefficients, and the amplitude of the control input are used to make comparisons between the suggested controllers. Finally, to evaluate the performance of the proposed controllers, simulations are implemented on the cart-position system with a single-link inverted pendulum. The simulation results confirm the performance of the proposed solutions.

    Keywords: Underactuated system with two degrees of freedom, Structured, Un-structured uncertainties, Backstepping Control, Sliding Mode Control, Fuzzy System
  • Mojtaba Javadi, Hosein Mahdavy Moghaddam *, Mahdi Mondali Pages 37-43

    The layered silicates (clay) are being extensively used to improve the thermal properties of polymer-based composites, because of their nano structure. In this study, the modified Montmorillonite-based nano-clay with 2.5 and 7.5 weight percentages were distributed by a melt-mixing method in a phenolic matrix and a poly acrylonitrile-based carbon cloth was used as the reinforcement. The composite was prepared by a manual layout method and cured in an autoclave at 160 °C for 4 hours and the effects of nano-clay loading with 2.5 and 7.5 weight percentages on the crystalline structure and the thermal and mechanical properties of the carbon-polymer-layered silicate nanocomposites were investigated. The silicate galleries spacing of the layered silicate platelets were determined from XRD patterns. The dispersion of the clay layers in the resin was analyzed by TEM studies. The cone calorimetric tests were used to evaluate the flame- retardancy properties of the nanocomposites and the effects of tensile strength and short beam strength were investigated. The results showed that the d-spacing of nanocomposites is doubled due to 2.5 wt. % nano-clay loading. Also, the heat release rate (HRR) is decreased up to 36% by adding the layered silicates. The tensile strength and shear strength of nanocomposites are not influenced considerably by adding the nano-clay.

    Keywords: Layered Silicate, Carbon-Phenolic Nanocomposites Thermal Behavior
  • Saeed Nasrollahi *, Aylar Khooshehmehri Pages 45-56
    In this paper, two particle filters are proposed to estimate the state and control the attitude of a projectile with a moving mass actuator. Since the dynamic equations of a flying object with a moving mass actuator are nonlinear, a nonlinear estimator and controller are used. The first filter takes the angle measurement and mass displacement along with noise as observations and uses them to estimate the angle, the rate of angle, the mass displacement, and the velocity of the mass. In this research, the nonlinear predictive control problem becomes a dynamic optimization problem and then, at each time step, the best control signal is calculated online using the second particle filter in the finite horizon and applied to the system. The cost function used for the first filter is the error of the values measured and calculated by each particle. The cost function in the predictive control problem for each particle is the error of the angle tracking and the control effort. The simulation results for the performed scenarios show that the algorithm proposed for solving the nonlinear problem of controlling the attitude of a moving mass actuated projectile has a good performance in the presence of Gaussian and non-Gaussian noises. Also, due to the random nature of the problem, statistical analysis of the results is performed using Monte Carlo simulation.
    Keywords: Moving Mass Actuated Projectile, Nonlinear model predictive control, Particle Filter, Dynamic Optimization, Nonlinear Estimator
  • Saeed Nasrollahi *, AYLAR KHOOSHEHMEHRI, MohammadReza Payaminia Pages 57-70

    The use of autonomous underwater vehicles (AUV) for the exploration and oceanology science has been a field of interest of several research centers around the world in the last decade. The inertial navigation system (INS) has commonly been used as the principal means of localization for autonomous underwater vehicles. The main drawback of using only the inertia navigation system is the escalating error in the estimated position and attitude due to the error in the output of the inertia measurement unit and its integration. Traditionally external sensors such as: GPS, acoustic transponders, Doppler velocity logs (DVL), or cameras have been used to aid the solution of the inertial navigator by constraining the errors in the estimated positions. These external sensors have several practical disadvantages, basically related to their reliance on external information. One source of information that can assist in the localization of the vehicle, without the need for extra additional external sensing, is the vehicle’s dynamic model. The model of the vehicle is capable of representing the attitude of the system according to the control inputs and the external forces acting on it. In this work, we follow a model-aided inertial navigation system (MA-INS) for Remus 100 AUV based on a 6-DOF non-linear dynamic model. The proposed navigation system utilizes the knowledge of the device dynamics through an experimentally validated mathematical model. The results show that the proposed navigation system improves underwater navigation capabilities for the systems that lack conventional aiding equipment.

    Keywords: Autonomous Underwater Vehicle, Nonlinear Dynamic Model, Model-Aided Inertial Navigation, Extended Kalman Filter, Data Fusion
  • MohammadReza Elhami, Saeid Mansouri Lotfali, Seyyed Sadegh Marashi Pages 71-83

    In this paper, a novel cellulose piezoelectric material embedded on a cantilever beam is used to harvest energy from the structure and the effect of reducing the width of the beam is investigated. In addition, in order to obtain the maximum output power, the series and parallel connections of the piezoelectric layers are considered. First, an experimental work is carried out on a fixed-width energy scavenger beam, and the current, voltage and output power are extracted. Then the target beam is divided into two and three equal parts and connected in series and parallel, and the results are analyzed for each case separately. Next, an analytical study of the effect of frequency on the width reduction of the beam is considered. For the first time in the analytical work, the effect of adding a piece of piezoelectric layer that covers a part of the cantilever beam is considered in terms of natural frequency and output power. Finally, the amount of energy harvested from the unit beam is analyzed analytically and the analytical solution output is verified with experimental results. The results show that there is a good agreement between the analytical and experimental data.

    Keywords: Cellulose Piezoelectric, Cantilever Beam, Energy harvesting, Experimental Work, Energy Scavenging Composite
  • Pouya Sarvi Pages 85-95
    For the modelling of marine structures, such as the oil columns and structures, the terminal and base of oil platforms and the towers surrounded by water usually a cantilever beam or rod is used. These models are subjected to random excitation and the response amplitude of these structures is of particular importance during design. In this paper, a nonlinear cantilever beam immersed in a fluid with a concentrated mass under a narrow band random excitation has been studied and its response has been analyzed. With the development of the harmonic balance method, the variance of the random system response has been determined and the phenomenon of jumping and random jumping has been investigated. The analytical solution and the numerical simulations show that in comparison with the deterministic response, the random excitation increases the amplitude of the random response between the bifurcation points of the beam. As the intensity of the random excitation increases, the steady response changes from a circular to a cyclic state. The results also show that the random jump phenomenon occurs in the area where there are three states for the system. Finally, the results of analytical and numerical modeling indicate that there is a very good agreement between the data and the results of these two methods.
    Keywords: Nonlinear Beam, Nonlinear vibrations, Random Vibrations, Random Excitation, Jump Phenomenon
  • Valiollah Panahizadeh *, Hamid Khorsand, Majid Azadeh Pages 97-111

    The most important steps in the metal injection molding (MIM) process are the design and manufacture of the injection mold. By far the most influential factors in the quality of the part are the injection site in the mold and how the part is filled during the injection molding, which directly affects the quality of the final part. In this paper, a powder containing 316L stainless steel is used as the raw material, and the Moldex 3D software is used for the simulations. The injection time, the cooling time, and the keeping time parameters are considered fixed for all tests with the values of 2.5, 10, and 2 seconds respectively. The speed, pressure, and temperature of injection are also considered as effective parameters. The boundary layer method (BLM) is used to simulate the process. The 3D model of the part is designed with three gate paths and different injection conditions. The injection mold is made for the optimized sample and produced under different conditions. Comparing the results of simulations with the experimental results shows the accuracy of the simulation results. The results also show that in the process of MIM, the injection fluid has a very high viscosity and different behavior compared to the similar fluid of the base polymer used in the feed. Besides, the optimal values for speed, pressure, and temperature of injection are found to be 60%, 60%, and 185 ° C, respectively.

    Keywords: Metal Injection Molding Process, Simulations, Moldex3D, Feedstock 316L, Runner & Gate Position