فهرست مطالب

مکانیک هوافضا - سال هفتم شماره 2 (پیاپی 24، تابستان 1390)

فصلنامه مکانیک هوافضا
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 24، تابستان 1390)

  • ساخت و تولید
  • تاریخ انتشار: 1390/12/07
  • تعداد عناوین: 7
|
  • عباس مغنی زاده، فرهنگ هنرور، مجید قریشی، رحمت الله قاجار صفحه 1
    جوش مقاومتی نقطه ای کاربرد وسیعی در صنعت (به خصوص خودروسازی) دارد. در بدنه هر خودرو، حدود دو تا پنج هزار جوش نقطه ای وجود داشته و استحکام بدنه خودرو کاملا به استحکام این جوش ها وابسته است. ارزیابی جوش نقطه ای به منظور اطمینان از کیفیت و استحکام جوش در ایمنی خودرو بسیار موثر است. در این مقاله، پارامتر های موثر بر کیفیت جوش نقطه ای مورد بررسی قرار گرفته اند. میزان تاثیر عواملی چون شدت جریان، زمان جوشکاری، فشار وارد بر ورق ها و تعداد پالس های جوش بر استحکام کششی- برشی، سختی سطح موضع جوش و نیز سختی مرکز جوش در ورق های کم کربن مطالعه شده است. برای انجام این مطالعه، با استفاده از روش طراحی آزمایش ها (DOE)، مدلی برای وابستگی پارامترهای خروجی به پارامترهای ورودی تهیه و میزان تاثیر پارامترهای ورودی بر خواص جوش ارزیابی شده است. تحلیل آماری نتایج آزمایش ها حاکی از وابستگی بالای استحکام جوش به زمان جوشکاری است. همچنین، تغییرات سختی مرکز جوش حساسیت بالایی به تغییر عامل جریان الکتریکی – ضخامت دارد.
    کلیدواژگان: جوش نقطه ای، استحکام کششی، برشی جوش، طراحی آزمایش ها، سختی سطحی
  • مهرداد واهبی نوجه ده، بهروز آرزو صفحه 11
    ماشین های CNC به منظور تولید قطعاتی با دقت های ابعادی و هندسی بالا و توانایی اجرای عملیات ماشین کاری گران بها و حساس به صورت گسترده در صنایع تولیدی به کار گرفته می شوند. یکی از عمده موانع دست یابی به تلورانس های ابعادی و هندسی در قطعات دقیق، خطاهای حجمی ناشی از انحراف های هندسی محورهای حرکتی ماشین ابزار می باشد. مدل سازی سینماتیکی ساختمان ماشین ابزار این امکان را فراهم می سازد تا بتوان مقادیر خطای برآیند اعمال شونده به قطعه کار و ناشی از مولفه های خطاهای هندسی ماشین ابزار را محاسبه نمود. در مقاله حاضر مدل سازی خطاهای هندسی در ماشین ابزار CNC سه محوره بررسی شده است (مدل ارائه شده برای هر نوع ترکیب بندی سه محوره قابل اعمال می باشد). چنین مدلی می تواند کارآیی مناسبی در روش های جبران نرم افزاری و غیر همزمان خطا و نیز تخمین شکل واقعی قطعات پس از ماشین کاری/ اندازه گیری در ماشین حاوی خطاهای هندسی داشته باشد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل خطای ارائه شده حاکی از موفقیت این مدل در تخمین مقادیر واقعی خطاهای حجمی اعمال شده توسط ماشین ابزار به قطعه کار است.
    کلیدواژگان: ماشین ابزار کنترل عددی، مدل سازی سینماتیکی، خطای حجمی، خطای هندسی، جبران خطا
  • مهدی ظهور، محمد رضوانی صفحه 25
    هدف از این تحقیق مطالعه و اندازه گیری تغییر شکل صفحات فولادی مدور به روش شکل دهی انفجاری برای مقاوم سازی دریچه های مدور در برابر بارگذاری های انفجاری است. برای مطالعه در این تحقیق، از یک سری روابط تئوریک و تجربی استفاده شده است. بدین منظور، آزمایش هایی روی صفحات فولادی St37 مدور انجام شده و تغییر شکل قطعه اندازه گیری گردیده است. از ماده منفجره C-4 با جرم های متفاوت در فواصل مختلف استفاده شد. نهایتا، نمودارهای مربوط به این تغییر شکل ترسیم شده و نتایج تجربی به دست آمده با نتایج تئوری سایر محققان مقایسه شده است. از مقایسه نتایج، معادله راجندران به عنوان بهترین گزینه معرفی شده است. با توجه به درصد خطای پایین و صرف نظر کردن از آن، نتایج تجربی به دست آمده مورد تایید قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تغییر شکل، فولاد St37، موج شوک، فاصله ماده منفجره، تغییر مکان
  • رضا جعفری ندوشن، محمود فرزین صفحه 33
    از مزایای فرآیند فلوفرمینگ دقت بالای محصولات تولید شده با این نوع فرآیند است. اغلب تحقیقات گذشته به بررسی دقت در قطر محصول در این فرآیند پرداخته اند، ولی در زمینه دقت در ضخامت محصول تحقیقات چندانی انجام نشده است. در این مقاله روشی ارائه شده که به بررسی اثر عدم تعادل نیروی غلتک ها در دقت در ضخامت محصول می پردازد. به این منظور، در ابتدا پارامترهای موثر در نیروی هر غلتک شناسایی شده و نیروی غلتک به صورت تابعی از این پارامترها در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه عامل تغییر دهنده این پارامترها در حین انجام فرآیند خیز مندرل است، پارامترهای مشخص شده و در نتیجه نیروی غلتک ها به صورت تابعی از خیز مندرل محاسبه شده اند. در ادامه، چگونگی محاسبه هر یک از ضرائب لازم در این توابع با مدل سازی اجزای محدود بیان شده است. با استفاده از این توابع و در نظر گرفتن معادله تعادل بین غلتک ها و مندرل، میزان خیز مندرل محاسبه شده است. با معلوم بودن خیز مندرل، خطای ایجاد شده در محصول ناشی از آن نیز محاسبه شده و نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده که بین آن ها هم خوانی خوبی مشاهده شده است. با استفاده از روش نشان داده شده عدم تعادل نیرویی بین غلتک ها موجب تغییرات ضخامت در طول قطعه نهایی می شود.
    کلیدواژگان: فلوفرمینگ، دقت محصول، نیروی نامتعادل بین غلتک ها، سفتی مندرل
  • فرهاد جاویدراد، مهدی فضلی، حسین فرقدانی، جلیل مظلوم صفحه 45
    در این مقاله، شبیه سازی روابط بین پارامترها و هندسه جوش قوس الکتریکی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی که با اطلاعات تجربی 216 نمونه تجربی ایجاد شده، ارائه شده است. شبکه عصبی مصنوعی گسترش داده شده در این مقاله از الگوریتم پس انتشار خطا و با دو لایه پنهان بهره می برد که در آن شش پارامتر شدت جریان، طول قوس، سرعت حرکت الکترود، زاویه الکترود با خط جوش، حرکت عرضی و نوع الکترود به عنوان ورودی و چهار عامل شامل سه اندازه از هندسه جوش (عمق، ارتفاع، پهنا) به همراه سرعت ذوب الکترود به عنوان خروجی شبکه، در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی در مورد نمونه های انجام گرفته دقت قابل قبولی را نشان می دهد. هم چنین، نتایج بدست آمده از شبکه عصبی به طور کیفی تاثیر پارامترهای مختلف بر هندسه جوش را تایید می نمایند. نتایج تحقیق نشان می دهند که از این سامانه می توان به طور موفق برای پیش بینی هندسه جوش و تعیین اثر پارامترهای مختلف بر جوش ایجاد شده بهره برد.
    کلیدواژگان: جوشکاری قوس الکتریکی، شبکه عصبی مصنوعی، هندسه جوش، شبیه سازی
  • محمود مهرآرا، محمد جواد ناطق صفحه 57
    خمش ورق فلزی روی بستر لاستیکی یکی از فرآیندهای نسبتا جدید خمش پروفیل ها و ورق های نازک فلزی است که در سال های اخیر در حد وسیعی مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق، خمش الاستیک ورق نازک فلزی روی یک بستر لاستیکی تحلیل شده است. پس از استخراج معادله حاکم بر این فرآیند در تغییر شکل الاستیک ورق و حل تحلیلی آن، عمق نفوذ آستانه تسلیم ورق بر حسب پارامترهای ورودی فرآیند تعیین شده اند. همچنین، حل عددی معادله حاکم بر فرآیند به روش تفاضل محدود نیز انجام شده و نتایج دو روش با هم مقایسه شده اند. علاوه بر این، با اجرای چند آزمایش و تعیین عمق نفوذ آستانه تسلیم چند نمونه ورق فولادی، معادله دیفرانسیل استخراج شده برای فرآیند و جواب معادلات به دست آمده برای آن، مورد ارزیابی قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: خمش، ورق، بستر لاستیکی، الاستیک
  • محمد صدیقی، رضا ناظم نژاد صفحه 73
    روش استاندارد پراش اشعه ایکس از پرکاربردترین روش های غیرمخرب اندازه گیری تنش پسماند، مخصوصا در صنایع حساس نظامی، هسته ای و هوافضا می باشد. این روش، برای تعیین تنش پسماند از تغییرات فاصله بین صفحات کریستالی به عنوان کرنش استفاده می کند. با توجه به قانون براگ، میزان دقت در اندازه گیری فاصله بین صفحات کریستالی به میزان دقت در تعیین موقعیت قله منحنی پراش وابسته می باشد. بنابراین، میزان دقت در اندازه گیری تنش پسماند به روش استاندارد پراش اشعه ایکس به دقت تعیین موقعیت قله منحنی های پراش وابسته می باشد. در این مقاله، برای نمایش اهمیت بالای روش تعیین موقعیت قله منحنی های پراش بر روی نتایج روش استاندارد پراش اشعه ایکس و ارائه نحوه آنالیز و تحلیل منحنی های پراش اشعه ایکس از سه روش پرکاربرد مرکز ثقل، سهمی و گوسین برای تعیین موقعیت قله منحنی های پراش ورق نوردی دو لایه مس-آلومینیوم استفاده شده و برای هر یک تنش پسماند و انحراف معیار محاسبه شده است. سپس، تاثیر ضرایب مختلف مانند تاثیر پس زمینه، ضریب جذب، ضریب لورنتز و پرتو kα2 روی نتایج بدست آمده از روش های فوق بررسی شده است. برای اعتبار بخشی به نتایج روش استاندارد پراش اشعه ایکس، تنش پسماند به روش سوراخ کاری مرکزی نیز اندازه گیری شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که تحلیل تنش پسماند به روش استاندارد پراش اشعه ایکس به نوع روش مورد استفاده برای تعیین موقعیت قله منحنی های پراش بسیار حساس می باشد و روش تعیین موقعیت مرکز ثقل را می توان به عنوان یک روش مناسب برای اندازه گیری تنش پسماند به روش استاندارد پراش اشعه ایکس در نمونه های نورد شده معرفی نمود. بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نیز نشان می دهد که پرتو kα2 و پس زمینه، بیشترین تاثیر را در نتایج روش های فوق دارا می باشند.
    کلیدواژگان: روش استاندارد پراش اشعه ایکس، روش تعیین موقعیت قله منحنی پراش، ورق چندلایه، تنش پسماند
|
  • A. Moghanizadeh, F. Honarvar, M. Ghoreishi, R. Ghajar Page 1
    Resistance spot welding is widely used in industry (especially in automobile manufacturing industries). There are approximately two to five thousand spot welds in the body of a car and the strength of the body is very muchdependent on the quality of these spot welds. Therefore, it is very important to use a proper technique for assuring the quality of spot welds. In this paper, the effect of welding parameters, such as electrical current, welding time,pressure, and the number of pulses on the weld tension-shear strength, surface hardness, and the hardness of welding center were studied. The design of experiments (DOE) technique was used for modeling the dependence of the input parameters on the output values. The results indicate that the weld strength is highly dependent on the welding time. The hardness of the weld center is also very sensitive to the changes in electrical current-thickness.
    Keywords: Spot Welding, Tensile–Shear Strength, Design of Experiments, Surface Hardness
  • M. Vahebi Nojeh Deh, B. Arezoo Page 11
    CNC machine tools are widely used to produce precise parts through executing expensive operations. In precision machining, the machine tool's geometrical and kinematical errors cause geometrical and dimensional deviations in vital features of machined parts. Kinematic modeling of a machine tool structure can help to predict the real value of the overall tool positioning error. In this paper, modeling of three-axes CNC machine tools has been considered. The developed model can simply be used for all kinds of linear axes configurations, like three-axes CNC machine tools.The model can be useful for a large variety of applications, including software based error compensation systems and prediction of the real shape of parts after being machined or measured by error contained CNC or CMM machines.Experimental tests were conducted to validate the model. Analytical estimations were shown to be in good accordance with experimental tests.
    Keywords: CNC Machine Tool, Kinematics Modeling, Volumetric Error, Geometrical Error, Error Compensation
  • M. Zohoor, M. Rezvani Page 25
    The aim of this research was to measure and study the deformation of circular steel plates (St37) in explosive forming operation for increasing the strength of circular shutters in manufacturing processes. Thus, some tests on circular steel plates (St37) were performed and the maximum deformation and it's profiles produced by exploding of different masses of C-4 in various distances, were measured. The experimental results have been compared with the results calculated by our theoretical methods. The Rajendran formula was found the best option among the existing theoretical methods for calculating maximum displacement of the material in deformation process. Finally, it was found that the percentage of error between experimental and theoretical results was negligible.
    Keywords: Deformation, Steel, St37, Shockwave, Explosive Stand, off, Displacement
  • R. Jafari Nedoushan, M. Farzin Page 33
    An advantage of the flow-forming process is high accuracy of products. Most researches have studied product diametric accuracy, but they have rarely investigated thickness accuracy. In this paper, a procedure is proposed to predict the effects of unbalanced forces on the product thickness accuracy. For this purpose, affecting parameters on roller forces were distinguished and roller forces were assumed as functions of these parameters. Noting that during the process, affecting parameters only change with mandrel deflection, these parameters (and consequently rollers forces) were calculated as functions of mandrel deflections. Function's coefficients were calculated using finite element method. Considering the force equilibrium of rollers and mandrel and using the above-mentioned functions,the mandrel deflection was calculated. Consequently, product thickness error due to mandrel deflection was calculated. Experiments were also performed to validate the proposed theory. Theoretical and experimental thickness variations follow similar trends. Finally, it was demonstrated that unbalanced forces cause non-uniform thickness along the product's length.
    Keywords: Flow, Forming, Product Accuracy, Unbalance Force, Mandrel Stiffness
  • F. Javidrad, M. Fazlie, H. Farghdani, J. Mazloum Page 45
    This paper presents an artificial neural network simulation, based on 216 set of experimental data for prediction of SMAW bead geometry. Input parameters consist of electrode type, current, travel speed, arc length, transverse motion, and angle of the electrode with respect to the vertical plane along the weld line. outputs of the neural network were bead width, bead height, penetration, and the rate of electrode consumption. The Error analysis in the neural network was performed by well-known back-propagation error reduction method containing two hidden layers. The results showed that the results were basically in good agreements with the available experimental data,indicating a suitable technique for simulation of the SMAW. It is concluded that the established neural network system, in conjunction with back-propagation analysis, is able to determine the bead geometry for a set of specified input parameters, facilitating the design of special purpose arc welds.
    Keywords: Artificial Neural Network, Shielded Metal Arc Welding, Bead Geometry, Penetration Depth
  • M. Mehrara, M.J. Nategh Page 57
    In this work, the bending of a sheet on elastic pad has been analyzed. The governing equations for bending of plate were derived and analytically solved. A formulation was derived for the indentation depth at which the plastic deformation of the sheet initiates. The equations were also numerically solved using finite difference method to verify the analytic solution. Additionally, some experiments were performed to verify these results.
    Keywords: Bending, Sheet, Elastic, Elastic Foundation
  • M. Sedighi, R. Nazemnezhad Page 73
    The standard XRD (X-ray diffraction) technique is one of the most useful non-destructive residual stress measurement methods, especially in military and in nuclear and aerospace industries. The XRD method uses the distance between crystallographic planes (d-spacing) as a strain gauge. According to the Bragg’s law, the precision of d-spacing measurement depends on the precision of measured diffraction angles (2θ). So the precision of the XRD residual stress measurement depends strongly on how precise the 2θ values are measured. In this paper, to show the importance of the peak positioning method on accuracy of the standard XRD method and to present how diffraction peaks are analyzed, three more common peak positioning methods, C.G(center of gravity), Gaussian and parabola are used to determine diffraction peak position of a two-layer Al/Cu cold rolled plate. Then, residual stresses and standard deviations are calculated for all mentioned methods. Also, the effects of various parameters, such as background correction, absorption coefficient, Lorentz polarization factor, and kα2 striping are considered on the results of all peak positioning methods. The results of XRD residual stress measurement technique are also verified by the drilling residual stress measurement method. The results show that the residual stress analyzing by XRD technique is very sensitive to the peak positioning method and for residual stress measurement by this method in rolled plates C.G. method has the highest accuracy and the lowest standard deviation respect to other peak positioning methods. Considering various parameters showed that kα2 stripping and background correction have the highest effects on the results of all peak positioning methods.
    Keywords: Standard XRD Technique, Peak Positioning Method, Multilayer Plate, Residual Stress