فهرست مطالب
فصلنامه مکانیک هوافضا
سال نهم شماره 3 (پیاپی 33، پاییز 1392)
- ساخت و تولید
- 86 صفحه، بهای روی جلد: 100,000ريال
- تاریخ انتشار: 1392/06/06
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحه 1در این مقاله، مقایسه انقباض در قطعات ساخته شده توسط تزریق پلاستیک، با استفاده از قالب هایی از جنس رزین اپوکسی و آلیاژهای فلزی با نقطه ذوب پایین انجام می پذیرد. برای این منظور، در مرحله اول، دو قالب مکعب مستطیل از جنس رزین اپوکسی و یک آلیاژ با دمای ذوب پایین (150MCP) ساخته شده است. با استفاده از یک دستگاه تزریق، دو نوع پلیمر، (یکی پلی اتیلن و دیگری پلی استیرن) در قالب ها، تزریق و سپس، ابعاد دقیق قطعات و انقباض متاثر از جنس قالب ها (رزین اپوکسی و آلیاژ فلزی) اندازه گیری شد. همچنین در ادامه، تاثیر پارامترهای تزریق بر روی انقباض در قطعات، بررسی گردید، این پارامترها شامل فشار تزریق، زمان نگهداری و دمای پلیمر مذاب بوده است. نتایج تحقیق مبین کاهش درصد انقباض در قطعات پلی اتیلنی، ساخته شده در قالب آلیاژ با دمای ذوب پایین می باشد. میزان کاهش طول و عرض و ارتفاع، به ترتیب عبارتند از: 0/62، 0/46 و 0/75. قطعات پلی استیرن ساخته شده به وسیله هر دو قالب، تقریبا دارای درصد انقباض مشابه می باشند. همچنین افزایش مقدار فشار تزریق و زمان نگهداری آن، باعث کاهش چشمگیر درصد انقباض قطعات، در هر دو قالب است.
کلیدواژگان: قالب تزریق پلاستیک، ابزار سازی سریع، انقباض، آلیاژ با دمای ذوب پایین، رزین اپوکسی -
صفحه 9در سال های اخیر برای افزایش کیفیت سطح ماشینکاری و کاهش نیروهای ماشینکاری، از ابزارهای ارتعاشی با فرکانس آلتراسونیک استفاده شده تا توانایی ماشینکاری را به ویژه برای مواد آلیاژی در سرعت های برشی پایین حفظ نماید. در این میان میزان سایش ابزار به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای اقتصادی، که رابطه مستقیم با نوسانات دمای نوک ابزار دارد، نمود پیدا می کند. تحلیل دمایی نوک ابزار در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک (UAT) به علت ارتعاش ابزار با فرکانس بالا بسیار پیچیده است. بدین منظور در مقاله حاضر با تحلیل دمایی تراشکاری متعامد آلیاژ Al7075-T6 با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS، به بررسی تاثیر پارامترهای ماشینکاری (سرعت برشی و نرخ پیشروی) و پارامترهای ارتعاشی (دامنه و فرکانس ارتعاشات) روی میزان دمای ابزار در UAT و مقایسه آن با دمای تراشکاری سنتی (CT) پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی المان محدود حاکی از این است که در تراشکاری به کمک ارتعاشات آلتراسونیک به هنگام نفوذ ابزار به قطعه کار، میزان افزایش دما نسبت به حالت CT، بیشتر از کاهش آن در هنگام جدایی ابزار از قطعه کار است. همچنین با افزایش دامنه و فرکانس ارتعاش، دمای بیشینه ابزار نیز افزایش یافته و در سرعت ارتعاشی ثابت، به منظور کاهش دما می-بایست از دامنه ارتعاشی پایین و فرکانس بالا استفاده نمود.
کلیدواژگان: آنالیز حرارتی، تحلیل المان محدود، تراشکاری، ارتعاشات التراسونیک -
صفحه 19هیدروفرمینگ لوله های چندلایه کامپوزیتی روشی مناسب برای تولید اتصالات چندلایه در کاربرد های خاص است. در این مقاله، ایده هیدروفرمینگ لوله های سه لایه ساندویچی (لایه خارجی از جنس برنج، لایه میانی از جنس فوم آلومنیوم و لایه داخلی از جنس مس) ارائه شده و پارامتر های هندسی و فیزیکی آن به کمک روش اجزای محدود در نرم افزار ABAQUS/Explicit 6.10 شبیه سازی و تحلیل شده است. همچنین مطالعه ای در مورد استفاده از فشار نوسانی انجام و در آن نشان داده شده که فشار نوسانی باعث بهبود فرآیند می شود. با توجه به اینکه در مورد هیدروفرمینگ لوله های سه لایه تاکنون تحقیقی انجام نشده، بنابراین برای صحه گذاری، ضخامت لایه میانی در چندین مرحله کاهش و به سمت صفر میل داده شده و با نتایج تجربی لوله دولایه مقایسه شده است. با بررسی نتایج حل عددی این تحقیق و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی، نشان داده شده که نتایج مدل سازی اجزای محدود و نتایج آزمایش های تجربی دارای همخوانی مناسبی هستند.
کلیدواژگان: هیدروفرمینگ لوله، شبیه سازی اجزای محدود، ساخت ماشین هیدروفرمینگ، لوله های چند لاله کامپوزیتی، فشار نوسانی -
صفحه 31استفاده از لوح های ترکیبی در تولید، دارای مزایای فراوانی از قبیل کاهش وزن و هزینه تولید محصولات است. این مزایا سبب شده که لوح -های ترکیبی به سرعت در صنایع هوافضا و خودروسازی مورد توجه قرار گیرند. اما به کارگیری این لوح ها در صنعت نیازمند استفاده از روش هایی برای چیره شدن بر مشکل کاهش شکل پذیری این لوح ها نسبت به مواد پایه آنهاست. یکی از این روش ها، به کارگیری فشار سیال در شکل دهی ورقی است. در این تحقیق، فرآیند کشش عمیق هیدرومکانیکی لوح های ترکیبی به وسیله روش اجزاء محدود و صحت سنجی تجربی مطالعه شده و اثر اصطکاک بین ورق و اجزای قالب بر میزان جابه جایی خط جوش و توزیع ضخامت لوح هایی از جنس فولادی کم کربن با ضخامت های متفاوت بررسی شده است. نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی مطابقت خوبی دارند. این نتایج نشان می دهد که با طراحی شرایط اصطکاکی مناسب، امکان کنترل توزیع ضخامت و جابه جایی خط جوش در این فرآیند وجود دارد، تا جایی که حذف جابه-جایی خط جوش در کف فنجان ایجاد شده دست یافتنی است.
کلیدواژگان: لوح ترکیبی (TWB)، کشش عمیق هیدرومکانیکی، ضریب اصطکاک، جا به جایی خط جوش، توزیع ضخامت -
صفحه 45شکل دهی چرخشی یک فرآیند شکل دهی پلاستیک پیچیده است که متغیر های متعددی در شکل دهی و کیفیت محصول نهایی موثر می باشند. این پارامتر ها باید به گونه ای انتخاب شوند که با حداقل تغییرات در ابزار و تجهیزات سخت افزاری بتوان به کیفیت محصول مورد نظر دست یافت. در این راستا سه متغیر سرعت پیشروی غلطک، سرعت دورانی قالب و فاصله لقی غلطک و قالب به عنوان متغیر های ورودی در نظر گرفته شده اند. جهت انجام آزمایشات، بستر آزمایشی متشکل از غلطک، قالب، ماشین تراش ارتقاء یافته، سنسور های موقعیت و نیرو، استفاده شده است. علاوه بر بررسی تجربی شکل دهی چرخشی، شبیه سازی فرآیند در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS/Explicit پیاده سازی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش سرعت پیشروی غلطک، مقدار نیرو های شکل دهی و میزان چروکیدگی لبه ورق افزایش یافته و با افزایش سرعت دورانی، مقادیر نیروی شکل دهی و چروکیدگی کاهش می یابد. در نتیجه تغییرات، نرخ پیشروی و سرعت دورانی می تواند روش مناسبی برای کنترل چروکیدگی قطعه کار باشد. پارامتر فاصله غلطک و قالب بیشترین تاثیر را بر نیرو های شکل دهی و وضعیت فلنچ می-گذارد، در حالی که کمترین اثر مربوط به سرعت دورانی قالب است. ورق های استفاده شده در آزمایشات، آلومینیوم سری 1050 آنیل شده به ضخامت 1 میلی متر و قطر 150 میلی متر می باشند. با توجه به صحه گذاری این روش شبیه سازی، می توان از آن برای افزایش کیفیت و بهینه سازی شکل دهی چرخشی قطعات پیچیده تر بهره جست و همچنین قطعاتی با ضخامت متغیر با تغییر فاصله غلطک و قالب ایجاد کرد.
کلیدواژگان: شکل دهی چرخشی برشی، تحلیل المان محدود، نیروهای شکل دهی، وضعیت فلنچ -
صفحه 55روش ریخته گری روی سطح شیب دار، یکی از روش های شکل دهی نیمه جامد است که در آن مذاب با فوق گداز مناسب روی سطح شیب دار خنک کننده به منظور ریز و غیردندریتی نمودن ریز ساختار ریخته می شود. در این تحقیق تاثیر دما که شامل دمای مذاب ریزی، دمای سطح شیب دار و دمای قالب می باشد، روی ریزساختار و مورفولوژی آلیاژ آلومینیوم A356 مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، مذاب ریزی روی سطح شیب دار در دو حالت استفاده و یا عدم استفاده از سیستم خنک کننده و برای 5 دمای مختلف روی سطح شیب داری با طول و زاویه ثابت و در داخل قالبی فلزی در 3 دمای مختلف انجام شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که کاهش دمای مذاب ریزی تا ◦C625 موجب می-شود تا ساختار به دست آمده به طور قابل توجهی ریز دانه تر شود. سیستم خنک کننده مورد استفاده در این تحقیق نیز که باعث کنترل دمای سطح شیب دار می شود، اثر قابل توجهی بر روی ریزساختار آلیاژ داشته که در ضعیف ترین حالت باعث کاهش 22 درصدی قطر متوسط دانه و 5/8 درصدی فاکتور شکل می شود. همچنین مذاب ریزی در قالبی با دمای ◦C200 سبب می شود تا ساختار به دست آمده از لحاظ مورفولوژی شرایط مطلوب تری داشته باشد، به طوری که ریزساختار از کرویت و یکنواختی بالاتری برخوردار باشد.
کلیدواژگان: ریخته گری نیمه جامد، سطح شیب دار خنک کننده، آلیاژ آلومینیوم A356، دمای مذاب ریزی، دمای قالب -
صفحه 65هدف از تحلیل دینامیکی در ماشین فرز، بالا بردن سرعت ماشینکاری و در عین حال کاستن ارتعاشات خودزا در انتهای ابزار است. چنین ارتعاشاتی از صافی سطح قطعات فرزکاری شده می کاهد. کاملا واضح است که پارامترهای تماسی مانند سفتی و میرایی بین اجزا نقش مهمی در خواص دینامیکی مجموعه اسپیندل- هولدر- ابزار در ماشین فرز دارد که در این مقاله با در نظر گرفتن خواص تماسی بین اجزا به مطالعه دینامیک مجموعه پرداخته شده است. در بین این سازه ها اسپیندل، هولدر و ابزار دارای هندسه هایی می باشند که امکان انجام تحلیل آنها با نرم افزار های المان محدود وجود دارد ولی سازه بدنه ماشین فرز به قدری پیچیده است که تحلیل آن غیرممکن است. در این مقاله روش جدیدی برای انجام چنین تحلیل های سازه ای ارائه می شود. خواص دینامیکی مجموعه ماشین فرز و اسپیندل در انتهای اسپیندل اندازه گیری شده و با استفاده از روش جدید کوپل پیوسته دینامیکی، مدل تحلیلی ابزار و هولدر به مجموعه اسپیندل و ماشین فرز متصل می شود. نتایج این روش جدید با آخرین روش ارائه شده در مراجع به نام کوپلینگ چند نقطه ای مقایسه شده است. در روش جدید امکان کوپل دینامیکی دو قطعه در دو فضای تحلیل متفاوت از جمله فضای مودال و فضای پاسخ فراهم شده است. به این ترتیب جهت کوپل دینامیکی دو جزء نیاز به تبدیل فضای مدل دو جزء نمی باشد و از خطاهای عددی حاصل از تبدیل فضا جلوگیری خواهد شد. عمده برتری این روش نسبت به RCSA امکان کوپل پیوسته دو جزء می باشد. در این مقاله تماس بین اسپیندل- هولدر و هولدر- ابزار با استفاده از فنرها و میراگرهای جابه-جایی و پیچشی که به صورت پیوسته در طول تماس پخش شده اند، مدل شده است. تحلیل دینامیکی هولدر با معادلات تیر تیموشنکو با استفاده از سری های چبیشف انجام شده و تحلیل دینامیکی ابزار نیز با استفاده از روش جدید قطر معادل و استفاده از معادلات تیر اویلر برنولی انجام گرفته است. پارامترهای تماسی بین اجزا با استفاده از روش جدید ارائه شده در نرم افزار ANSYS به دست آمده و به صورت تجربی مورد تایید قرار گرفته است.
کلیدواژگان: چتر، دینامیک ماشین فرز، خواص دینامیکی تماس، کوپلینگ دینامیکی -
صفحه 77فرایند های براده برداری، امروزه جزء مهمترین روش های تولید قطعات صنعتی است که علت آن، کاربرد بالای این فرایندها از جمله تراشکاری می باشد. در این تحقیق، فرآیند روتراشی به کمک نرم افزار ABAQUS 6.9 شبیه سازی شده به طوری که با تغییر در پارامترهای ماشینکاری، نیروهای ماشینکاری، تنش ها و شار حرارتی در محل تماس ابزار و قطعه کار تعیین شده است. سپس با انجام آزمایش های تجربی، نیروهای ماشینکاری در دو جهت اندازه گیری و نتایج حاصل از آزمایش های تجربی با نتایج به دست آمده از شبیه سازی، مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که تطابق خوبی بین نیروهای به دست آمده از شبیه سازی و تجربی وجود دارد. همچنین پس از کسب نتایج شبیه-سازی حرارتی، شبیه سازی دمای متوسط ابزار و براده با حداکثر 50 درجه سانتی گراد اختلاف با نتایج تجربی تعیین شده و در انتها، پارامترهای مناسب برای ماشینکاری، با توجه به منحنی های به دست آمده مشخص شده است.
کلیدواژگان: تراشکاری، شبیه سازی، شار حرارتی، نیروهای ماشینکاری، دینامومتر
-
Page 1This paper compares the shrinkage of the components manufactured by injection molding, using inserts made of epoxy resin and metal alloys with low melting point (LMPA). For this purpose, in first stage, two cube molds (inserts) manufactured by epoxy resin and a low melting point alloy (150MCP). At the using an injection machine, two types of polymers, (polyethylene and polystyrene) were injected into the inserts. Then exact dimensions of the injected components, plus shrinkage caused by inserts materials, (epoxy resin and metal alloys with low melting point) were measured. Also, the effect of injection parameters on shrinkage of the components, investigated, these parameters include injection pressure, holding time and temperature of the polymer melt. The results indicate a reduction in shrinkage in components of polyethylene, which is made in LMPA insert. Reduction in length and width and height are 62/0, 46/0 and 75/0 respectively. Polystyrene components made by both inserts, have about the same percentage of the shrinkage. Increasing the injection pressure and holding time, significantly reduced the shrinkage of components in both inserts.Keywords: Plastic Injection Molding Insert, Rapid Tolling, Shrinkage, Low Melting Point Metal, Epoxy Resin
-
Page 9In recent years, demand for increasing quality and tool life and for decreasing machining force has led to the use of vibratory tool instead of fixed one in the conventional cutting. Tool wear as one of the most important economical parameters, must be considered. As will be shown in the present paper, heat as the most important parameter can decrease tool life significantly. Thermal analysis of tool tip temperature in ultrasonic assisted turning (UAT) is very complex because of the high frequency fluctuations in the nature of this process. In this paper, ABAQUS finite element software has been used for the thermal analysis of orthogonal turning of Al7075-T6 to study the effect of machining parameters (cutting speed and feed rate) and vibration parameters (amplitude and frequency) on the tool tip temperature in UAT. A comparison has also been made with the conventional turning (CT) temperature. It has been shown that, when the tool engages with the work piece, the cutting tool temperature increases. This increase in UAT is more obvious than the temperature decrease occurring when the cutting tool separates from the work piece. Moreover, with increasing vibration amplitude, the maximum tool temperature also increases. In constant vibration speed, low amplitude and high frequency should be used to achieve minimum temperature.Keywords: Ultrasonic Assisted Turning, FEA, Thermal Analysis, Ultrasonic Vibration
-
Page 19Multi-layered tube hydro-forming is suitable to produce multi-layered joints to be used in special application in the industries. In this paper, for first time, three-layered tube (inner layer of copper, middle layer of aluminum foam and outer layer of brass) hydro-forming processes was numerically simulated using finite element method by ABAQUS/Explicit 6.10. One of the effective methods in improving the tube hydro-forming is by using the pulsating internal pressure. It was shown that pulsating pressure improves the formability in hydro-forming of three-layered tubes. Since three-layered sandwich tubes hydro-forming has not been reported in the literature, the middle layer thickness was gradually decreased and approaching to zero. The present results are compared with experimental results of bi-layered tube in hydro-forming process. Comparison of numerical and experimental results have shown good agreements.Keywords: Tube Hydro, Forming, Finite Element Simulation, Hydro, Forming Machine, Multi, Layered Composite Tubes, Pulsating Pressure
-
Page 31Use of Tailor-Welded Blanks (TWBs) in production has significant advantages such as weight and cost reduction. These benefits cause TWBs to be considered in aerospace and automotive industry. However, their application requires processes that increase their poor formability in comparison with base materials. One of these procedures is the use of fluid pressure in sheet metal forming. In this paper hydro-mechanical deep drawing process of tailor-welded low carbon steel blanks with different thicknesses is studied using FEM and verified experimentally and effect of friction between blank and tooling elements on weld-line movement and thickness distribution is investigated. Results of FEM are in good agreement with experiments. Results show that it is possible to control thickness distribution and weld-line movement by proper design of friction condition inasmuch as elimination of weld-line movement in bottom of the produced cup.Keywords: Tailor, Welded Blank (TWB), Hydro, Mechanical Deep Drawing, Friction Coefficient, Weld, Line Movement, Thickness Distribution
-
Page 45Cone spinning, is a complicated plastic forming process under multi-factor effects. Processes variable in this research are: mandrel angular speed, roller feed rate and clearance. Influence of these parameters are analyzed on forming forces and flange state. In order to perform process experimental, a test rig is used which is composed of a manual lathe, a geared stepper motor, a linear encoder, a 3-axis KISTLER dynamometer, a high speed motion control card and a high resolution data acquisition card. The software used for simulation is ABAQUS 6.9 which its advantage is using explicit dynamics FE formulation method. The results from the FE model are compared with experimental results obtained from NC spinning machine. The used material is commercially aluminum (1050 series). The results show the following: (1) with the growing of the roller feed rate, all components force of spinning force and Wrinkling increase. (2) With the growing of the mandrel angular speed, all components force of spinning force and Wrinkling decreases. (3) Maximum affect on response variables is by clearance and minimum influence is by mandrel angular speedKeywords: Shear Spinning, 3D FEM, Forming Quality, Spinning Force, Flange State
-
Page 55The cooling slope (CS) method is one of the semi-solid methods that the molten alloy with a suitable amount of superheat is poured on a cooling slope for achieving fine and non-dendritic structure. This paper discusses the effect of temperature on the final microstructure of A356 aluminum alloy. These temperatures are casting temperature, mold temperature and CS plate temperature. The dendritic primary phase in the conventionally cast A356 alloy has transformed into a non-dendritic one in cast ingots on a cooling plate at 5 different casting temperature, 3 different mold temperature and also two conditions of using a cooling system or without it. It was found that the microstructure gets finer decreasing casting temperature to 625°C. The CS used in this study, which also controls the surface temperature, has a significant effect on the microstructure. This effect is 22% decrease on average grain diameter and 8.5% increase on the shape factor at the weakest case. Also increasing the mold temperature up to 200°C causes globularity and appropriate distribution of α-Al particles.Keywords: Semisolid, Casting, Cooling Slope, Solidification, A356, Temperature Alloy
-
Page 65In machine dynamics, the tool point frequency response functions (FRFs) are employed to predict the stable machining conditions. A combined analytical-experimental substructuring procedure is proposed to determine the tool point FRFs usable for different holder-tool configurations. Contact interface of holder-spindle and tool-holder is modeled using translational and rotational springs and dampers spread in the length of contact surface. These joint parameters are defined using finite element method. This enables the analyst to introduce the contact stiffness and damping in more detail taking into account variations of normal pressure in the tool-holder and holder-spindle joints. The dynamic analysis of the holder is done using Timoshenko beam theory by chebyshev method. The tool dynamics is modeled by Euler-Bernoulli beam theory using the method of equivalent diameter. For the purpose of shifting the tool stability lobes to a higher level, tool damping parameter is modified by internal frictional damper and the effect is analyzed by analytical methods and experimental study. New method for continuous dynamic coupling is presented. The method employs the measured spindle-machine FRFs and analytical models of the tool and holder to predict the tool tip FRFs. An experimental case study is provided to demonstrate the applicability of the proposed method.Keywords: Continuous Coupling, Connection Dynamic Properties, Machine Tool Dynamics, Joint Interface
-
Page 77Nowadays, material removal is one of the most important processes in industries. In this research, some important parameters in turning process such as; machining forces, stresses and heat flux on tool/workpiece contact area against variations of machining parameters are simulated via ABAQUS 6.9. Then, machining forces in two directions are measured by experimental techniques. Experimental values are compared with simulated results. This comparison shows a very good agreement.Keywords: Turning, Simulation, Heat Flux, Machining Forces, Dynamometer
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.