فهرست مطالب

نشریه مهندسی مکانیک مدرس
سال دهم شماره 3 (پاییز 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/09/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی قیصری، فرامرز جوانرودی صفحه 1
    دبل بالج هیدروفرمینگ یکی از شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله است که درآن به جای استفاده از لوله به عنوان قطعه خام، از قطعه کشش عمیق استفاده شده و پس از پر شدن محفظه از سیال تحت فشار، به شکل قالب شکل داده می شود. در این مقاله نتایج حاصل از شکلدهی قطعاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فشارهای مختلف به روش دبل بالج هیدروفرمینگ ارائه شده است. پس از اندازه گیری بیشینه تغییر ارتفاع (بیشینه قطر خارجی) در منحنی های شکل داده شده توسط ماشین اندازه گیری مختصات، ضخامت در طول پروفیل توسط آزمایش ضخامت سنجی اولتراسونیک اندازه گیری شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر مستقیم فشار بر بیشینه تغییر ارتفاع و تغییرات ضخامت است همچنین مشاهده می شود که تغییرات ضخامت در این روش نسبت به سایر روش های شکلدهی قطعات (مانند اسپینینگ سنتی) بسیار اندک است. در بخش دیگر، فرایند به کمک نرم افزار جامع ABAQUS 6/4 شبیه سازی شده و اثر پارامترهای مؤثر بر شکلدهی مانند ضریب اصطکاک و پارامترهای مرتبط با خواص ماده مانند مدول الاستسیته، تنش تسلیم و ضریب کرنش سختی مورد بحث قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که مانند سایر شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله، با افزایش ضریب اصطکاک، بیشینه تغییر ارتفاع کاهش یافته و تغییرات ضخامت افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: هیدروفرمینگ لوله، شکلدهی چرخشی، کرنش سختی، ضریب کرنش سختی، ضریب اصطکاک
  • محمد جواد مغربی، حسین ایزی، احد ضرغامی صفحه 9
    در این پژوهش معادلات بی بعد شده ناویر استوکس در شکل چرخشی برای جت دو بعدی صفحه ای به روش مستقیم عددی حل شده است. با در نظر گرفتن توزیع سرعت در ورودی دامنه محاسباتی، از نیم عرض جت به عنوان طول مشخصه و از سرعت خط مرکزی به عنوان سرعت مشخصه به منظور بی بعد سازی استفاده شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل محدود فشرده، گسسته سازی شده و از نگاشت برای ارتباط دهی دامنه فیزیکی به دامنه محاسباتی استفاده شده است. برای توسعه محاسبات در دامنه زمان از روش رانج کوتای فشرده مرتبه سوم استفاده و شرط مرزی خروجی با استفاده از مدل انتقالی تعیین شده است. از نتایج تحلیلی جریان سه بعدی کاملا لزج استوکس و جریان ایده آل استوارت برای بررسی صحت نتایج استفاده شده است. در این مطالعه جریان جت مغشوش در دستگاه مختصات خود تشابه بررسی شده و توزیع شدت توربولانس و تنش رینولدز به دست آمده است. نتایج بیانگر رفتار غیرخودتشابهی لایه برشی است.
    کلیدواژگان: جریان جت دو بعدی، اختلاف محدود فشرده، خود تشابهی، نیم عرض جت، سرعت خط مرکزی
  • غلامحسین رحیمی، مهدی قناد، سیامک اسماعی لزاده خادم صفحه 31
    در این مقاله با استفاده از الاستیسیته مستوی(PET)، معادله حاکم بر استوانه های جدار ضخیم متقارن محوری ساخته شده از مواد ناهمگن FG در حالت کلی استخراج شده و سپس تنش های شعاعی و محیطی و نیز جابه جایی شعاعی استوان های به ازای ریشه های حقیقی، ریشه های مضاعف و ریشه های مختلط معادله مشخصه با در نظر گرفتن شرایط انتهایی متفاوت استوانه: دو سر باز، دو سر بسته و مقید و دو سر بسته و نامقید، به صورت تحلیلی (حل دقیق) به دست آمده است. تنش ها و جابه جایی با تغییرات ضرایب ناهمگنی مطالعه و با حالت استوانه جدار ضخیم همگن مقایسه شده است. در این مقاله، روابط تحلیلی در وضعیت های متفاوت، به دست آمده و سپس با تنها وضعیت تحلیل شده توسط یکی از پژوهشگران مقایسه و اشتباه مقاله ایشان تصحیح و تکمیل شده است. جنس استوانه، ماده ناهمگن و همسانگرد با تغییرات مدول الاستیسیته در راستای شعاعی به صورت توانی و با نسبت پواسون ثابت است.
    کلیدواژگان: استوانه جدار ضخیم، ماده ناهمگن FG، الاستیسیته مستوی
  • قارن درستی، مهدی معرفت، امیر امیدوار صفحه 45
    در این تحقیق اثر ارتفاع پانل بر عملکرد سیستم سرمایش تابشی سقفی مطالعه شده است.این تحقیق به روش عددی - شامل مدل سازی با تلفیقی از حل معادلات بقا، معادلات تشعشع و معادلات آسایش حرارتی - در شرایط آب و هوایی تهران در گرم ترین روز سال انجام شده است. از آنجا که یکی از عیب های اصلی این سیستم ها، پدیده میعان در پانل سرمایش تابشی است، در این تحقیق با بررسی پارامتری ارتفاع پانل، این موضوع بررسی شده است. بررسی اثر تغییرات ارتفاع پانل در نرخ های متنوع و معمول تهویه برای فضای مسکونی انجام و تشکیل میعان و رسیدن به شرایط آسایش حرارتی آزمایش شده است. نتایج حاکی از آن است که با انتخاب مناسب ارتفاع پانل می توان تا اندازه قابل ملاحظه ای از تشکیل میعان جلوگیری کرد.
    کلیدواژگان: سیستم سرمایش تابشی سقفی، ارتفاع پانل، میعان، آسایش حرارتی
  • محمد علی اردکانی، پژمان اصغری تهرانی صفحه 57
    با استفاده از جریان سنج سیم داغ می توان سرعت لحظه ای جریان هوا را با فرکانس بسیار بالا اندازه گیری کرد. با توجه به این که جریان سنج سیم داغ بر مبنای انتقال حرارت عمل می کند، از این رو تشخیص جهت جریان هوا مشکل است. در این مقاله برای تعیین جهت جریان هوا از دو حسگر فیلم داغ استوانه ای شکل که به صورت موازی قرار دارند، استفاده شده که با استفاده از اثر دنباله و حرارت ناشی از حسگر بالادست بر حسگر پایین دست جهت جریان هوا را تشخیص میدهد اثر دنباله و حرارت حسگر بالادست بر حسگر پایین دست بررسی شده و با توجه به نتایج به دست آمده، پرابی با دو حسگر موازی به فاصله یک میلی متر ساخته شده است. عملکرد این پراب برای زاویه های مختلف جریان های آرام و آشفته بررسی شده و محدوده عملکرد آن 10± است.
    کلیدواژگان: جریان سنج سیم داغ، حسگر فیلم داغ استوانه ای شکل، جریان معکوس، دنباله، اثر حرارتی
  • محمدحسین پورگللو، حسن مسلمی نایینی، غلامحسین لیاقت، سعید جلوانی صفحه 67
    در این مقاله مدلی تحلیلی برای پیش بینی زاویه خم در فرایند شکلدهی ورقهای فلزی با استفاده از پرتو لیزر ارائه شده است. در مدل ارائه شده منبع حرارتی چند نقطه ای با شرایط اتلاف حرارتی همرفتی در سطح ورق، برای تعیین محدوده تحت گرمایشی که باعث خمش می شود در نظر گرفته شده است. در ادامه برای مطالعه تجربی فرایند و بررسی پارامترهای مؤثر بر آن از روش طراحی آزمایشها - که یکی از روش های مطالعه اثر تغییر عوامل در سیستم ها است - استفاده شده است. با شناخت عوامل مؤثر آرایه ای مناسب برای طراحی آزمایشها انتخاب شده و داده های به دست آمده به روش تحلیل واریانس تفسیر شده است. در ادامه با مقایسه نتایج حاصل از مدل تحلیلی با داده های تجربی، دقت مدل تحلیلی ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: شکلدهی با لیزر، خمش خطی ورقهای فلزی با لیزر، طراحی آزمایشها (DOE)، تحلیل واریانس
  • مجید الیاسی، محمد بخشی جویباری، عبدالحمید گرجی صفحه 87
    قطعات لوله ای بدون درز مانند لوله های پله ای، لوله های با مقطع چهارگوش و لوله های مخروطی، معمولا با استفاده از فرایند هیدروفرمینگ لوله تولید می شوند. در شکلدهی این قطعات، دستیابی به شکل های با گوشه های تیز بسیار در عمل مشکل یا ناممکن است. در این مقاله با ارائه مجموعه قالب جدیدی، پر شدن گوشه های قالب برای تولید لوله های پله ای در فرایند هیدروفرمینگ مطالعه شده است. برای قالب ارائه شده، به روش اجزای محدود شبیه سازی شده، چگونگی پر شدن قطعه در درون حفره قالب مطالعه شده است. به منظور تایید نتایج شبیه سازی، این مجموعه قالب ساخته شده، مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج به دست آمده ضمن تایید نتایج شبیه سازی، نشان می دهد که در قالب جدید می توان به محصولاتی با گوشه های کاملا تیز رسید. پیچیده نبودن ساختار قالب و پایین بودن فشار شکلدهی برخی مزایای قالب ارائه شده است. همچنین، توزیع ضخامت قطعات شکل داده شده در قالب جدید نسبت به قطعات تولید شده در قالب متداول یکنواخت تر بوده است.
    کلیدواژگان: شکلدهی فلزات، هیدروفرمینگ لوله، لوله های پله ای، شبیه سازی اجزای محدود
|
  • M. Gheisary, F. Djavanroodi Page 1
    This paper aims to establish a basic understanding of double bulge tube hydroforming process of stainless steel deep drawn cups. The method is briefly reviewed by carrying outexperimental tests and Finite element analysis. After measuring bulge height in both formed curves by CMM and thickness variation of formed tube by ultrasonic thickness measurement unit, it’s found out that thickness variation in this process is less that other traditional methods such as traditional spinning and rubber pad forming. A finite element model is constructed to simulate the double bulge tube hydroforming process and asses the influence of friction coefficient and tube material properties. It is found that material hardening coefficient had the most significant influence on formability characteristics during double bulge tube hydroforming. As similar as other tube hydroforming processes, increasing friction decrease bulge height and thickness.
  • M.J. Maghrebi, H. Eazi, A. Zarghami Page 9
    The dimensionless form of Navier-Stokes equations for two dimensional jet flows are solved using direct numerical simulation. The length scale and the velocity scale of jet flow at the inlet boundary of computational domain are used as two characteristics to define the jet Reynolds number. These two characteristics are jet half-width and centerline velocity. Governing equations are discretized in streamwise and cross stream directions using a sixth order compact finite difference scheme and a mapped compact finite difference method, respectively. Cotangent mapping of is used to relate the physical domain of to the computational domain of. The compact third order Runge-Kutta method is used for time-advancement of the simulation. convective outflow boundary condition is employed to create a non-reflective type boundary condition at the outlet. An inviscid Stuart flow and a completely viscose solutions of Navier Stokes equations are used for the verification of numerical simulations. Results for perturbed jet flow in self-similar coordinates were also investigated which indicate that the time-averaged statistics for velocity, vorticity, turbulence intensities and Reynolds stress distribution tend to collapse on top of each other at flow downstream locations.
  • G. H. Rahimi, M. Ghannad, S. Esmaeilzadeh Khadem Page 31
    In this paper, an analytical formulation of FGM axisymmetric thick-walled cylinders, based on the plane elasticity theory is presented. The stress and displacements in thick cylindrical shell are calculated using the real, double and complex roots of characteristic equation. Solutions are obtained under generalized plane stress, plane strain and closed-ends cylinder assumptions. It is assumed that the material is isotropic and heterogeneous with constant Poissn's ratio and radially varying elastic modulu. The results have been compared with findings of the researcher (2001) [hoop stress is incorrect], and we have present corrected version as well as supplementary findings.
  • Q. Dorosti, M. Maerefat, A. Omidvar Page 45
    The effect of panel height on performance of ceiling radiant cooling system has been studied. Investigation has been done by employing solution of conservative equations, together with the radiant and thermal comfort equations. Calculation is performed for the typical hottest day of Tehran. Vapour condensation is one of the most important problems whit these systems. Therefore effect of panel height on condensation has been also studied, in a residential place with several different ranges of ventilation rate. The results show that appropriate design of the panel height can significantly reduce the rate of condensation.
  • M. A. Ardekani, P. Asghari Tehrani Page 57
    Hot wire Anemometer (CTA) can be used to measure instantaneous flow velocity with high frequency. Since the principle of opearation of CTA is based on convective cooling, determination of the air flow direction is difficult. In this Research paper, we have used two cylindrical hot-film sensors placed in parallel to determine the flow direction. The wake effect and the heat due to the upstream sensor on the downstream sensor has been used to identity the flow direction. Effect of wake and presence of the upstream sensor on the downstream sensor has been studied. The results have been used to construct a probe consisting of two parallel sensors, sepereated by 1mm distance. Performance of the probe has been evaluated at various flow angles for laminar and turbulant flows. Findings of this study show that this probe provides the best performance at ±10 flow angles.
  • M. Hoseinpour Gollo, H. Moslemi Naeini, G.H. Liaghat, S. Jelvani Page 67
    In this paper an analytical model for prediction of angular deformation is presented. In this model convective heat losses and a multipoint distributed heat source is used for determination of the inherent strain zone which causes the bending angle. The effects of laser bending process parameters including laser power, beam diameter, scan velocity and pulse duration on the bending angle were investigated experimentally. Main effects of factors were considered and the regression line was derived. An L9 Taguchi’s standard orthogonal array was employed as experimental design and the level of importance of the laser bending process parameters on the bending angle was determined using analysis of variance (ANOVA). Comparison of the analytical model and experimental results has shown a reasonable agreement
  • M. Elyasi, M. Bakhshi-Jooybari, A. H. Gorji Page 87
    Tubular components, such as stepped tubes, conical tubes and box-shape tubes, are mainly produced by tube hydroforming process. Obtaining a sharp corner is the main goal in some of these components. In this paper, corner filling in stepped tubes is studied using a new multistage hydroforming die. The proposed die was simulated and filling of the die cavity was investigated. The finite element software, ABAQUS 6.4, has been used for simulation. In order to verify the simulation results, the new die of stepped tube was manufactured and then experiments have been performed on it. The results of the experiments verified the simulation results. It was shown that by using the new die, parts with sharp corners could be produced. The simplicity of the die and the low internal pressure are among the advantages of this die.Thickness distribution was also examined by FE simulation and via experiments and it is shown that a better distribution could be obtained by the proposed die set.