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

فهرست مطالب mohammad reza shabgard

  • Sayyed Samad Samadani Agdam, Kamal Jahani, MohammadReza Shabgard

    Usually, payloads are carried on long routes with different road surface conditions and road obstacles by commercial vehicles from factory to destination. These road conditions cause truck and its cargo exposed to shock and vibration of different amplitudes and frequencies that may impose catastrophic damages to delicate sensitive payloads. The aim of this paper is to present 3-D model of a secondary suspension system, including double-ended magnetorheological dampers in cargo vehicles to protect sensitive cargo against induced excitations due to various road surface roughness. First, a double-ended magnetorheological damper was modeled, fabricated, and dynamically tested. Harmonic tests at different frequencies were performed using a UTM test machine and applying different electric currents to the damper. Considering these tests results, the parameters of modified Bouc-Wen model for the damper are identified. Using the updated model for the damper, 3-D model of secondary suspension system with four magnetorheological dampers in the four corners of the cargo holder pallet is provided. The impact of the secondary suspension against the loads imposed by three types of road surface profiles, namely harmonic long wave, the bumpy surface, and surface with random roughness, is investigated. Furthermore, the effect of various uneven cargo mass arrangements on the magnitude of the dynamic loads of the payload are investigated. The results show that with increasing electric current at different road profiles, the vertical displacement amplitude has an average decrease of 40% in peak and 30% decrease in RMS and at the same time the isolation region has acceptable characteristics.

    Keywords: Secondary suspension system, Magnetorheological damper, Double-ended damper, Sensitive-payload, Road Vehicle}
  • Hadi Eivazi Bagheri, Hamid Gorji *, Mohammad Reza Shabgard, Mohamad Bakhshi-Jooybari
    One of the important parameters in electrical discharge machining is the presence of micro cracks on the workpiece surface (recast layer). Therefore, the aim of this study was to investigate the possibility of increasing the mechanical properties of aluminum surface by alloying elements (copper and nickel) diffusion to the recast layer and thus removing surface micro cracks. For this purpose, pulse on time and pulse current in with and without ultrasonic vibration have been considered as input parameters and the presence of surface micro cracks has been investigated using microscopic images. Also, the yield stress of the surface layer was calculated using the surface micro hardness. Based on the obtain results, surface without micro cracks has been created on the aluminum surface due to the diffusion of copper and nickel into the workpiece surface which increased aluminum surface yield strength from 90MPa to 280MPa without ultrasonic vibrations and to 310MPa while applying ultrasonic vibrations. In other words, ultrasonic vibrations cause an average of 20% increase in surface layer yield strength. In addition, according to the wear test, in the case of using ultrasonic vibration, improving the mechanical properties of the surface has caused thinner grooves on the aluminum surface.
    Keywords: Aluminum, Micro Cracks, Electrical discharge Process, Surface Yield Strength}
  • Reza Rostami Heshmatabad, Mohammadreza Shabgard*

    In this study, the electrochemical machining (ECM) of the 304 stainless steel with the response surface methodology (RSM) approach for designing, analyzing and mathematical modeling was used. The electrolyte type, concentration and current parameters were considered as the machining parameters. The mathematical model for the responses was presented and based on the type of electrolyte including NaCl, NaNO3 and KCl. The results showed that the current has the highest effect on Surface Roughness (SR) and Material Removal Rates (MRR) and respectively it improves them to 0.465μm and 0.425gr/min. The electrolyte concentration has the highest effect on Over Cut (OC) and causes to increase its values. Under the conditions of NaCl electrolyte, 1 molarity concentration and 55 A current, the optimum condition 0.4006 gr/min MRR, 0.75 mm OC and 0.465mm SR was achieved.

    Keywords: Electrochemical Machining (ECM), RSM, Material Removal Rates (MRR), Over Cut (OC), Surface Roughness (SR)}
  • Ahad Gholipoor *, MohammadReza Shabgard, Mousa Mohammadpourfard, Hossein Abbasi

    In this investigation, the material removal rate, tool wear rate and surface integrity obtained by EDM, ultrasonic vibrations assisted EDM and magnetic field assisted EDM were studied and compared with together to show the quality of the effects of applying each of ultrasonic vibrations to tool and magnetic field around gap distance of EDM process on material removal rate, tool wear rate, and surface integrity. According to the results, applying ultrasonic vibrations to tool electrode leads to an increase of 71% in material removal rate of EDM process while applying magnetic fields around gap distance of EDM process leads to an increase of 41% in material removal rate (of course in the best conditions). Also, applying magnetic fields around gap distance of EDM process leads to a decrease of 35% in surface roughness obtained by EDM process while the surface roughness of ultrasonic vibrations assisted EDM is higher than EDM process. Also, the created surface damages in the case of ultrasonic vibrations assisted EDM is the lowest and in the case of EDM process is the highest.

    Keywords: Ultrasonic Vibrations Assisted EDM, Magnetic Field Assisted EDM, Material Removal Rate, Tool Wear Rate, Surface quality}
  • محمدرضا شبگرد*، جواد آسیابی، هادی عیوضی باقری

    در این مقاله تاثیر پارامترهای ورودی (زمان روشنی پالس، شدت جریان ورودی ، ولتاژ و سیکل وظیفه) فرآیند لایه نشانی به روش تخلیه الکتریکی روی خواص سطحی فولاد ابزار AISI H13 شامل تغییرات سختی سطح، عمق لایه نشانی سطح و زبری سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور از الکترودهای Ti-Cr-Cu فرآوری شده با متالورژی پودر استفاده شد. به منظور بررسی ضخامت لایه سطحی با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی از سطح نمونه ها تصویر برداری صورت گرفت و تغییرات سختی سطح به روش میکروسختی سنجی اندازه گیری شد. همچنین جهت شناسایی ترکیبات تشکیل شده در سطح، از روش پراش سنجی اشعه ایکس استفاده شده و زبری سطح نمونه ها، با استفاده از پارامتر زبری میانگین سطح ((Ra کنترل گردید. نتایج نشان می دهند در اثر انجام این فرآیند، کاربیدهایی مثل TiC ، Cr7C3 و Fe2C در سطح قطعه کار تشکیل شده و باعث افزایش سختی سطح آن می شوند. همچنین با افزایش شدت جریان و زمان روشنی پالس مقدار سختی سطح بیشتر شده و عمق لایه سطحی نیز افزایش می یابد. علاوه بر آن، با افزایش ولتاژ ورودی، ضخامت لایه سطحی بیشتر شده و زبری سطح قطعه کار کاهش می یابد. همچنین با افزایش پارامتر سیکل وظیفه به دلیل افزایش تعداد جرقه ها در واحد زمان، عمق لایه ی سطحی نیز بیشتر می گردد.

    کلید واژگان: لایه نشانی تخلیه الکتریکی, سختی, زمان روشنی پالس, شدت جریان, فولاد AISI H13}
    Mohammad Reza Shabgard*, Javad Asiabi, Hadi Eivazi bagheri

    In this paper, effect of input parameters (pulse on time, pulse current, voltage and duty cycle) of electric discharge deposition process on surface quality parameters including surface hardness, surface deposited layer thickness and roughness of AISI H13 tool steel using Ti-Cr-Cu alloys as electrode was studied. SEM was used to investigate the thickness of the surface layer, and the hardness of surface deposited layer was measured by microhardness test. Also, XRD method was used to identify the compounds on the surface and deposited surface roughness was controlled using Ra parameter. Based on the obtained results, TiC, Cr7C3 and Fe2C are formed at the deposited layer due to surface alloying and increasing surface hardness. Also, by increasing the pulse current and the pulse on time, the surface hardness and depth of the deposited layer were increased. Furthermore, with increase in input voltage, the thickness of the surface layer is increased and the workpiece surface roughness is reduced. Also, by increasing the duty cycle due to the increase in the number of sparks in time, the depth of the surface deposited layer is increased.

    Keywords: Electrical discharge deposition, hardness, pulse on time, pulse current, AISI H13}
  • هادی عیوضی باقری، حمید گرجی*، محمدرضا شبگرد، سلمان نوروزی
    در این مقاله به دلیل اهمیت کیفیت سطح قطعات تولیدی، تاثیر ارتعاشات التراسونیک الکترود آلیاژساز (مونل 400) با فرکانس 20 کیلوهرتز بر روی پارامترهای خروجی ارزیابی خواص سطح (سختی و مقاومت به سایش سطح، ضخامت لایه ی تشکیل شده، عمق نفوذ عناصر مس و نیکل به سطح و زبری سطح آلومینیوم) در فرآیند آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر اساس نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی، ضخامت لایه تشکیل شده سطحی در حالت تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تخلیه الکتریکی، بیشتر از حالت بدون ارتعاش می باشد، لذا افزایش ضخامت این لایه مقاومت به سایش سطح را افزایش می دهد. همچنین نتایج میکروسختی سنجی نشان می دهد سختی سطح آلومینیوم پس از تلفیق ارتعاشات التراسونیک با فرآیند آلیاژسازی تا 450 ویکرز افزایش یافته است. مطابق نتایج آنالیز EDX عمق و درصد نفوذ عناصر آلیاژی (مس و نیکل) به سطح در حالت استفاده از امواج التراسونیک بیشتر شده است بطوریکه ضخامت لایه سطحی به 50 میکرون رسیده است. همچنین براساس نتایج زبری سنجی سطح، ارتعاشات التراسونیک باعث کاهش زبری سطح آلومینیوم بعد از آلیاژسازی سطحی شده است.
    کلید واژگان: آلیاژسازی سطحی, تخلیه الکتریکی, ارتعاشات التراسونیک, آلومینیوم, مونل 400}
    Hadi Eivazi Bagheri, Hamid Gorji *, Mohammad Reza Shabgard, Salman Nourouzi
    In this paper, considering the importance of surface integrity, effect of ultrasonic vibration of the Monel 400 electrode with a frequency of 20 kHz on the output parameters of the aluminum surface properties (surface hardness and wear resistance, thickness of the surface layer, the depth of copper and nickel diffusion to the aluminum surface and surface roughness) by the method of electrical discharge surface alloying has been studied. Based on the results of the SEM images, the surface layer thickness in the combination of ultrasonic vibration with the electrical discharge alloying process is more than the non-vibration mode. Therefore, increasing the thickness of this layer increases the surface wear resistance. Also, the microhardness test results show that surface hardness of the aluminum has increased to 450 vickers after the combination of ultrasonic vibration with the alloying process. According to the results of EDX analysis, the diffusion depth of alloying elements (copper and nickel) is higher in ultrasonic electrical discharge alloying, So that the surface layer thickness is up to 50 microns. Also, based on the results of surface roughness measuring, ultrasonic vibrations reduce the aluminum surface roughness after surface alloying.
    Keywords: Surface alloying, electrical discharge, ultrasonic vibration, Aluminum, Monel 400}
  • هادی عیوضی باقری*، حمید گرجی، محمدرضا شبگرد، سلمان نوروزی
    با اینکه فرآیند تخلیه الکتریکی یک فرآیند براده برداری است اما اخیرا سعی می شود از این روش برای عملیات سطحی نیز استفاده گردد، لذا با توجه به جدید بودن این روش، تحلیل مکانیزم ایجاد فرآیند آلیاژسازی به روش تخلیه الکتریکی بسیار حایز اهمیت است. آلیاژهای پایه نیکل به علت داشتن مقاومت عالی در برابر محیط های خورنده مخصوصا در دماهای بالا کاربرد زیادی دارند و بویژه در محیط هایی که فولادهای ضدزنگ و دوپلکس کارایی خود را از دست می دهند، جایگزین می گردند. این مقاله ابتدا مکانیزم روش آلیاژسازی سطحی به روش تخلیه الکتریکی را مورد بحث قرار داده و سپس به عنوان یک کار تجربی، آلیاژسازی سطحی آلومینیوم با آلیاژ نیکل - مس (مونل 400) جهت بهبود خواص سطحی آن را مورد بررسی قرار داده است. لذا پارامترهای زمان روشنی پالس و شدت جریان الکتریکی به عنوان پارامترهای ورودی و عمق لایه سخت شده به عنوان متغیر خروجی در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد استفاده از الکترود مونل 400 با قطبیت منفی به عنوان الکترود آلیاژساز یک روش موفق جهت بهبود خواص سطحی آلومینیوم می باشد بطوریکه علاوه بر حذف لایه های مضر حاصل از ماشین کاری تخلیه الکتریکی باعث بهبود خواص سطحی آلومینیوم از جمله سختی سطح می شود.
    کلید واژگان: تخلیه الکتریکی, آلیاژسازی سطحی, مونل 400, آلومینیوم}
    Hadi Eivazibagheri *, Hamid Gorji, Mohammad Reza Shabgard, Salman Nourouzi
    Although the electrical discharge process is a material removal process, it is attempted to be used for surface operations as well, so considering the new method, it is important to analyze the mechanism of the electrical discharge surface alloying process. Nickel base alloys are widely used due to their high resistance to corrosive environments, especially at high temperatures, especially in environments where stainless steels and duplexes lose their performance. This paper first discusses the mechanism of surface alloying by electric discharge method and then, as an experimental work, examines the surface alloying of aluminum with nickel-copper alloy (Monel 400) to improve its surface properties. Therefore, the parameters of pulse on time and pulse current are considered as input parameters and the depth of hardened layer as output variable. The results of this study show that using Monel 400 electrode with negative polarity as an alloying electrode is a successful method to improve the surface properties of aluminum by eliminating harmful layers resulting from electrical discharge machining.
    Keywords: electrical discharge, surface alloying, Monel 400, Aluminum}
  • Hadi Eivazi Bagheri, Hamid Gorji *, Mohammad Reza Shabgard, Salman Nourouzi
    The creation of modified layer on metal surfaces using new methods is one of the procedures in surface engineering which can improve the surface mechanical properties. The electrical discharge process is a new method that can form a modified layer on the metal surfaces. This study aims to improve of pure aluminum surface properties through Electrical Discharge process with Monel 400 electrode. In order to design the experiments, the pulse on time and the pulse current were considered as input parameters. The SEM images indicated that the increase in the pulse on time and the pulse current can increase the thickness of the modified layer. Based on the obtained results, the thickness of improved layer varied between 35 to 75 microns. The results of the EDX analysis showed the diffusion of the copper and nickel to the aluminum surface. Moreover, the results of microhardness testing of the surface layer showed that after Electrical discharge process, the surface hardness has increased and the surface hardness as 35 Vickers has reached more than 400 Vickers.
    Keywords: Microardness, Electrical discharge, Pulse on Time, Pulse current}
  • Babak Roshangar Zineh, Mohammad Reza Shabgard, Leila Roshangar*
    Purpose
    Cartilage shows neither repairs nor regenerative properties after trauma or gradual wear and causes severe pain due to bones rubbing. Bioprinting of tissue-engineered artificial cartilage is one of the most fast-growing sciences in this area that can help millions of people against this disease.
    Methods
    Bioprinting of proper bioscaffolds for cartilage repair was the main goal of this study. The bioprinting process was achieved by a novel composition consisting of alginate (AL), Halloysite nanotube (HNT), and methylcellulose (MC) prepared in bio-ink. Also, the effect of Russian olive (RO) in chondrocytes growth on bioscaffolds was also investigated in this work. Compressive, hardness and viscosity tests, Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), water-soluble Tetrazolium (WST) assay, and also transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) were carried out.
    Results
    The results show that in constant concentrations of AL, MC, and RO (20 mg/ml AL, 20 mg/ml MC, and 10 mg/ml RO) when concentration of HNT increased from 10 mg/ml (T-7) to 20 mg/ml (T-8) compressive stiffness increased from 241±45 kPa to 500.66±19.50 kPa. Also, 20 mg/ml of AL in composition saved proper water content for chondrocyte growth and produced good viscosity properties for a higher printing resolution.
    Conclusion
    RO increased chondrocytes living cell efficiency by 11% on bioprinted scaffolds in comparison with the control group without RO. Results obtained through in-vivo studies were similar to those of in-vitro studies. According to the results, T-7 bio-ink has good potential in bioprinting of scaffolds in cartilage repairs.
    Keywords: Halloysite nanotube, Alginate, Methylcellulose, Scaffold, Bioprint, WST assay}
  • محمدرضا شبگرد *، حامد توانایی، بهنام خسروزاده
    آلیاژ Ti-6Al-4V به دلیل داشتن خواص مکانیکی عالی، عمدتا در صنایع هوافضا، خودروسازی، بیوپزشکی استفاده می شود. از فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM)در سطح وسیعی برای ماشینکاری این آلیاژ استفده می گردد. با توجه به ماهیت ترموالکتریکی این فرآیند تغییرات نامطلوبی مانند ایجاد تنشهای پسماند و تغییر مقاومت خوردگی سطح ماشین کاری شده ایجاد می گردد. هدف این پژوهش بررسی تجربی تاثیر پارامترهای ورودی) شدت جریان و زمان روشنی پالس( دراین فرآیند بر روی مقدار و نحوه توزیع تنش های پسماند و تغییرات مقاومت خوردگی سطح ماشینکاری شده ی آلیاژ Ti-6Al-4V می باشد. برای این منظور ابتدا نمونه های تهیه شده از آلیاژ Ti-6Al-4V توسط فرایند EDM ، ماشینکاری شدند و سپس تنش های پسماند در سطح ماشینکاری شده در شرایط ماشینکاری متفاوت به روش نانوایندنتیشن اندازه گیری شد و برای ارزیابی سلامتی سطوح ماشینکاری شده، تصاویر SEM از سطوح تهیه گردید؛ برای ارزیابی مقاومت خوردگی نمونه ها از روش اندازه گیری پلاریزاسیون تافلی استفاده شد. نتایج نشان می دهد در سطوح قطعات ماشینکاری شده به روش EDM تنش پسماند کششی ایجاد می شود و مقدار آن با افزایش عمق ابتدا افزایش یافته و بعد از رسیدن به یک مقدار بیشینه، سیر نزولی پیدا کرده و در نهایت به تنش های فشاری تبدیل می شود. با افزایش جریان و زمان روشنی پالس حداکثر مقدار تنش پسماند افزایش اندکی دارد و حداکثر مقدار آن نزدیک به استحکام نهایی قطعه می باشد. مقایسه نتایج خوردگی نشان می دهند که در کل نمونه های ماشینکاری شده به روش EDM نسبت به نمونه ی بدون ماشینکاری مقاومت به خوردگی کمتری دارند.
    کلید واژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی, تنش پسماند, نانوایندنتیشن, مقاومت خوردگی, Ti, 6Al, 4V}
    Mohammad Reza Shabgard *, Hamed Tavanaei, Behnam Khosrozadeh
    Ti-6Al-4V alloy due to excellent mechanical properties mainly is used in the aerospace, automobile and biomedical industries. Electrical discharge machining (EDM) are used extensively for machining of this alloy. Due to the thermoelectric nature of this process, unwanted changes happen on machined surface such as development of residual stresses and the change in the corrosion resistance. The aim of this study is the experimental investigation of the effect of input parameters (discharge current and pulse on time) on the amount and distribution of residual stresses and corrosion resistance changes of the machined surface in EDM process of Ti-6Al-4V alloy. For this purpose, samples of Ti-6Al-4V alloy were machined by EDM process and residual stresses induced successive sparks in different setting (different discharge currents and pulses on time) were measured by nanoindentation method and SEM images of machined surface used to better assess of samples surface integrity. TOFL measurement method used to determine the corrosion resistance of the samples. Results indicate that at this process tensile stresses is formed on surface and mentioned stresses increase with depth initially and after reaching a maximum dropping out and eventually leads to pressure stress. By increasing pulse on time and discharge current, maximum tension residual stress only slightly increases and is near ultimate tensile strength of work piece material. Comparison of corrosion results indicated that the corrosion resistance of EDMed samples, was less than the not machined specimens.
  • Hadi eivazi bagheri, Mohammad Reza Shabgard *, Hamid Gorji, salman nourouzi
    In this study electrical discharge process was used to increase surface wear resistance of pure aluminum. Pulse-on-time and pulse current were considered as input parameters of the electrical discharge process. Experimental results reveal that the electrical discharge process is a successful method for improving the surface wear resistance of aluminum, so that this method has greatly increased the surface wear resistance of aluminum parts. Results indicate that with increase input parameters (pulse-on-time and pulse current) weight loss of the aluminum specimens is reduced and the wear resistance increases. The XRD analysis demonstrated that Al3Ni2 and AlCu intermetallic compound and Al4C3 were formed on alloyed surface. The presence of these compounds and hard particles at the surface increases the wear resistance. Also, friction coefficient measurements show that, after electrical discharge process and improving surface wear resistance, the friction coefficient slightly increased due to the presence of hard particles on the alloyed surface.
    Keywords: Wear resistance, Electrical discharge Process, Aluminum, Monel 400}
  • محمدرضا شبگرد*، احد قلی پور
    ماشینکاری تخلیه الکتریکی یکی از پرکاربردترین روش های ماشینکاری غیرسنتی برای ماشینکاری های در ابعاد کوچک، ماشینکاری اشکال پیچیده و ماشینکاری مواد سخت با استحکام بالا می باشد. در این مطالعه برای غلبه بر مشکلات و محدودیتهای فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی مانند نرخ براده برداری پایین، فرآیند ترکیبی ماشینکاری تخلیه الکتریکی به همراه میدان مغناطیسی خارجی و ارتعاشات فراصوتی ابزار معرفی شده و برای ماشینکاری فولاد گرمکار AISI H13 از آن استفاده می شود. در این تحقیق، با انتخاب شدت جریان و زمان روشنی پالس بعنوان پارامترهای ورودی متغیر موثر بر عملکرد فرآیند، آزمایشاتی به روش فول فاکتوریل طراحی شده تا تاثیر اعمال میدان مغناطیسی خارجی و ارتعاشات فراصوتی ابزار بر نرخ براده برداری و نرخ سایش ابزار مشخص شود. مطابق نتایج این مطالعه، اعمال همزمان میدان مغناطیسی خارجی حول فاصله گپ و ارتعاشات فراصوتی به ابزار در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی، علیرغم افزایش نرخ سایش ابزار، نرخ براده برداری را نسبت به فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی در بیشترین حالت 60%، نسبت به فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی به همراه میدان مغناطیسی در بیشترین حالت 55% و نسبت به فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی به همراه ارتعاشات فراصوتی ابزار در بیشترین حالت 40% افزایش می دهد. این افزایش در همه زمان های روشنی پالس و شدت جریان ها، به جز در شدت جریان 32 آمپر اتفاق می افتد. در شدت جریان 32 آمپر به دلیل تداخل اثر اعمال میدان مغناطیسی خارجی حول فاصله گپ و ارتعاشات فراصوتی به ابزار، نرخ براده برداری و نرخ سایش ابزار کاهش می یابد.
    کلید واژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی, میدان مغناطیسی خارجی, ارتعاشات فراصوتی ابزار, نرخ براده برداری, نرخ سایش ابزار}
    Mohammadreza Shabgard *, Ahad Gholipoor
    Electric discharge machining is one of the most widely used non-traditional machining techniques which use thermal energy for machining in small dimensions, machining complex shapes and machining hard materials with high strength such as ceramics and heat-treated steels. In this study the ultrasonic vibrations and magnetic field assisted EDM process as a new hybrid process was introduced and used for machining of AISI H13 too steel, to solve the EDM process limitations such as low material removal rate. In this investigation, several experiments were designed and performed based on full factorial method by selecting pulse current and pulse duration as most effective parameters of EDM process in order to study the effects of applying ultrasonic vibrations to tool electrode and external magnetic field around gap distance of EDM process, simultaneously, on material removal rate and tool wear rate. According the results, applying ultrasonic vibrations to tool electrode and external magnetic field around gap distance of EDM process, simultaneously, despite the increases of tool wear rate, increases the material removal rate as compared with EDM (60%), ultrasonic vibrations assisted EDM (40%) and magnetic field assisted EDM processes (55%) in all pulse durations and pulse currents except in pulse current of 32 A. In pulse current of 32 A, because of the interference of the influences of applying ultrasonic vibrations to tool electrode and external magnetic field around gap distance, the material removal rate and tool wear ratio are decreased.
  • محمدرضا شبگرد*، رضا نجاتی ایلخچی، فرید کبیری نیا
    هدف از این کار بررسی تاثیر فشار گپ جهت بهینه سازی مشخصه های هندسی پودر تولید شده به روش تخلیه الکتریکی است. روش تخلیه الکتریکی یکی از روش های مدرن و پربازده برای تولید پودر در ابعاد فوق ریز می باشد. برای بهبود تولید پودر به روش تخلیه الکتریکی در پژوهش حاضر از ایجاد گرادیان فشار در گپ از طریق شست وشوی پالسی با نرخ جریان های مختلف در دی الکتریک آب دی یونیزه و اتانول بهره برده شد. همچنین، برای تولید پودر حاصل الکترودهای گرافیتی و تنگستنی استفاده گردید. بررسی نتایج حاصل از پژوهش تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) نشان می دهد که پودر تولید شده در هردو دی الکتریک دارای ذرات کروی در حدود نانو می باشد که با افزایش اختلاف فشار میزان کلوخگی پودر نیز پایین آمده است. با توجه به نتایج آنالیز اندازه ذرات (PSA) میانگین اندازه ذرات بدست آمده در هر دو دی الکتریک حدود 100 نانومتر می باشد که این میانگین اندازه در اتانول کوچکتر از آب دی یونیزه است. همچنین، اندازه کریستال های تولیدی برای اتانول و آب دی یونیزه به ترتیب در حدود 30 و 44 نانومتر می باشند. از پراش اشعه ایکس (XRD) نیز مشخص شد که فاز غالب در پودر تولید شده در اتانول و آب دی یونیزه به ترتیب WC1-x و W2C می باشد. از این رو نتایج بوجود آمده نشان داد که با ایجاد اختلاف فشار بالا در ناحیه گپ می توان پودری با مشخصه های هندسی مطلوب تر و نرخ تولید بالاتر بوجود آورد.
    کلید واژگان: تخلیه الکتریکی, نانوپودر, تنگستن کاربید, اختلاف فشار, نرخ جریان}
    Mohammad Reza Shabgard *, Reza Najati Ilkhchi, Farid Kabirinia
    The aim of the current research was to investigate the effect of pressure gradient in the gap on morphological and geometrical characteristics of the powder synthesized by electrical discharge method and optimizing it. Electrical discharge is a modern and high performance approach towards yielding ultrafine powder. The pressure gradient was inducted by pulsed flushing using various current flows of deionized water and ethanol and, two rods of graphite and tungsten were used to yield tungsten carbide powder. Scanning Electron Microscope (SEM) images show that the powder contains both electrode's material and is within nano range. Furthermore, the SEM images demonstrate that with increasing pressure gradient there is a decline in powder agglomeration. Particle Size Analysis (PSA) results reveal that the mean particle size of the powder produced in deionized water and ethanol is approximately 100nm and the particles produced in ethanol are smaller. Moreover, the size of the crystals of the synthesized particle are within 30-44 nm range. X-ray diffraction showed that the dominant phases of the powder in ethanol and deionized water are WC1-x and W2C respectively. Overall, the results prove that causing steep gradient in the gap, it is possible to synthesize geometrically uniform powder with decent production rate.
    Keywords: Electrical Discharge, Nanopowder, Tungsten Carbide, Pressure Gradient, flow rate}
  • محمدرضا شبگرد*، بهنام خسروزاده
    یکی از فرآیندهای ماشینکاری معمول و پرکاربرد برای ماشینکاری فلزات و آلیاژهای سخت که با روش های ماشینکاری سنتی قابلیت ماشینکاری پایینی دارند، ماشینکاری تخلیه الکتریکی است. با توجه به ماهیت ترموالکتریکی این فرآیند، تغییرات خواص متالورژیکی و مکانیکی سطح ماشینکاری شده و ایجاد تنشهای پسماند در قطعات اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V با فرآیند تخلیه الکتریکی به کمک ارتعاشات فراصوتی ابزار انجام شده است و تاثیر ارتعاشات فراصوتی ابزار بر بازده ماشینکاری و سلامت سطح تولیده شده از جمله میکروترکهای ایجاد شده، تنشهای پسماند و سختی سطح ارزیابی شده است. سطح نمونه های ماشینکاری شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی مطالعه گردد؛ تنشهای پسماند ناشی از فرآیند در امتداد عمق سطوح ماشینکاری شده، با روش نانوایندنتیشن ارزیابی شده و سختی سطوح ماشینکاری شده با استفاده از دستگاه میکروسختی سنج اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد اعمال ارتعاشات فراصوتی بازده فرآیند ماشینکاری را افزایش داده (میانگین افزایش %90 در نرخ براده برداری)، باعث کاهش مقدار و اندازه میکروترکهای سطح شده، توزیع تنشهای پسماند را تغییر داده و سطح آن را (تقریبا %17) کاهش داده است؛ افزایش سختی سطح در ماشینکاری تخلیه الکتریکی با ارتعاشات فراصوتی تقریبا %13 بیشتر از فرآیند سنتی تخلیه الکتریکی است.
    کلید واژگان: EDM, ارتعاشات فراصوتی, سلامت سطح, تیتانیوم, تنش پسماند}
    Mohammad Reza Shabgard*, Behnam Khosrozadeh
    Electrical discharge machining is one of the usual and widely used machining processes for machining hard metals and alloys which has low machinability by traditional machining methods. Due to the thermoelectric nature of this process, changes in metallurgical and mechanical properties of machined surface and development of residual stresses in components are inevitable. In this research machining of Ti-6Al-4V titanium alloy is conducted by ultrasonic assisted electrical discharge machining process and the effects of ultrasonic vibration of tool on the machining efficiency, surface integrity such as surface micro-cracks, residual stress and surface hardness has been evaluated. Machined surface were imaged by scanning electron microscopy imaging to study the size and distribution of surface micro-cracks. Residual stresses along the depth of the machined surface, evaluated using Nano indentation technique and hardness of discharged surface is measured using a micro hardness measuring instrument. The results show that applying ultrasonic vibration increases electrical discharge machining process efficiency (about 90%), reduces the amount and size of surface micro-cracks, changes residual stress distribution and decreases the amount of it (average 17%); Increases of surface hardness caused by ultrasonic assisted electrical discharge machining process is 13% more than the traditional electrical discharge machining process.
    Keywords: EDM, ultrasonic vibration, surface integrity, titanium, residual stress}
  • محمدرضا شبگرد*، فرزام عرب زاده تبریز، احد قلی پور
    ماشین کاری با جریان ساینده(AFM) یک فرآیند نسبتا جدید با نرخ براده برداری کم برای پلیسه گیری، برداشت لایه های سفید و پرداختکاری قطعات صنعتی با شکل پیچیده در میان فرآیندهای غیر سنتی می باشد که عمل پرداختکاری در آن، از طریق جریان یک ترکیب ویسکو الاستیک حامل ذرات ساینده تحت فشار پیستون بر روی سطح مورد نظر صورت می گیرد. در این پژوهش فرآیند ماشینکاری جریان ساینده در پرداخت کاری فولاد ابزار گرم کار H13 مورد بررسی قرار گرفته و با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی حول قطعه کار سعی در افزایش نرخ براده برداری و صافی سطح شده است و تاثیر شدت میدان مغناطیسی، مش ذرات ساینده و سختی قطعه کار بعنوان پارامترهای ورودی فرآیند بر روی خروجی های فرایند شامل زبری سطح و نرخ براده برداری مطالعه شده است. همچنین مدل رگرسیونی نرخ براده برداری و زبری سطح توسعه داده شده و آنالیز واریانس آنها نیز انجام شد. نتایج این مطالعه نشان داد که افزایش مش ذرات ساینده سبب کاهش زبری سطح و نرخ براده برداری می گردد، از طرفی افزایش شدت میدان مغناطیسی موجب زیاد شدن نرخ برداشت ماده و بهبود صافی سطح می گردد. همچنین با افزایش سختی قطعه کار نرخ براده برداری شده کاهش یافته و در شرایط یکسان پرداخت، صافی سطح بدست آمده نیز بیشتر می شود.
    کلید واژگان: جریان ساینده, جریان ساینده مغناطیسی, زبری سطح, نرخ براده برداری, فولاد H13}
    Mohammad Reza Shabgard*, Farzam Arabzadeh Tabriz, Ahad Gholipoor
    Abrasive flow machining (AFM) is a relatively new process with low material removal ratio for deburring, removing recast layers and finishing industrial components with complex shapes among non-conventional machining processes. In this process, the finishing is handled by flowing of the composition of viscoelastic and abrasive particles on workpiece surface, under the pressure of piston. In this research, the abrasive flow machining process of H13 tool steel with applied an external magnetic field around the workpiece for improve the material removal ratio and surface roughness has been investigated and the effect of magnetic field intensity, abrasive particles mesh and the hardness of workpiece as the input parameters on the process outputs including surface roughness and material removal ratio was studied. Also the regression model of MRR and surface roughness was developed and variance analysis was performed. Results of experiments indicated that increase in abrasive-particles mesh leads to decrease surface roughness and material remove ratio and increase in magnetic field intensity causes to increase material removal ratio and decrease surface roughness. Also the material removal ratio is decreased with increasing of workpiece hardness and on the same condition; better surface finish was achieved in the case of harder workpiece.
    Keywords: Abrasive flow, magnetic abrasive flow, Surface roughness, material removal, H13 steel}
  • ایوب کریم زاد قویدل، محمدرضا شبگرد*، طاهر ازدست
    برای دستیابی به خواص مکانیکی بهتر در نانوکامپوزیت های حاوی نانولوله های کربن لازم است، این اجزا جهت گیری مشخصی در پلیمر پایه داشته باشند. مطالعه تجربی آثار جهت تزریق و جهت گیری نانولوله های کربن بر خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ناهمسانگرد نانولوله های چنددیواره کربن-پلی متیل متاکریلات هدف اصلی این مقاله است. بدین منظور، پارامترهای درصد وزنی نانولوله های کربن در چهار سطح 0، 0.5، 1 و %1.5 وزنی برای مطالعه در دو راستای موازی با جهت تزریق و عمود بر آن به عنوان ورودی مطرح شد. ترکیب های مدنظر با فرایند ذوب-اختلاط با استفاده از اکسترودر دو پیچی ناهمسوگرد تولید شد. سپس، نمونه های ورق نانوکامپوزیتی به روش قالب گیری تزریقی تهیه شده و با استفاده از لیزر به شکل نمونه های استاندارد آزمون ها بریده شدند. مدول کشسانی، استحکام تسلیم، ازدیاد طول، استحکام ضربه ای و سختی نیز به عنوان خروجی مطرح و اثر نانولوله های کربن بر شاخص جریان مذاب و خواص نوری مطالعه شد. ساختار نانوکامپوزیت های تهیه شده با میکروسکوپی الکترونی پویشی و عبوری بررسی شد. افزایش %51 مدول کشسانی، %19 استحکام تسلیم و %27 ازدیاد طول با وجود %5/1 نانولوله ها از نتایج به دست آمده است. همچنین بررسی ها نشان داد، نانوکامپوزیت های تولید شده %10 مدول کشسانی و %13 استحکام تسلیم بیشتری در راستای عمود بر جریان تزریق نشان می دهند. اما، ازدیاد طول بیشتر در راستای موازی با تزریق مشاهده شد.کاهش ناچیز مقدار سختی، افزایش جزئی استحکام ضربه ای و نیز کاهش براقیت و شفافیت با افزایش نانولوله ها نیز از سایر نتایج قابل ذکر است. همچنین، نتایج کاهش شاخص جریان مذاب از 11g/10min به 6.3g/10min را نشان دادند.
    کلید واژگان: نانولوله های کربن, نانوکامپوزیت ناهمسانگرد, خواص مکانیکی جهت یافته, پلی متیل متاکریلات, خواص نوری}
    Ayub Karimzad Ghavidel, Mohammadreza Shabgard*, Taher Azdast
    In order to achieve better mechanical properties of the nanocomposites containing carbon nanotubes, the carbon nanotubes should be oriented in a specific direction in the polymer matrix. This produces nanocomposites with anisotropic properties. Experimental study on the effect of injection direction and carbon nanotubes orientation on the mechanical properties of a multi-walled carbon nanotube (MWCNT)/polymethyl methacrylate (PMMA) anisotropic nanocomposite is the main aim of this article. Therefore, variable input factors including MWCNT concentration (0, 0.5, 1 and 1.5 wt%) and its in-flow and perpendicular directions were studied. First, nanocomposites were produced by co-rotating twin-screw extrusion. After that the nanocomposite sheets were fabricated by injection molding and test samples were cut into standard dimensions by laser cutting. The parameters including elastic module, yield strength, elongation, impact strength and hardness were studied. In addition, the effect of MWCNT on the melt flow index and optical properties was studied. Morphology of nanocomposites was carried out by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Increasing the elastic modulus by about 51%, tensile strength by 19% and elongation by 27% with addition of 1.5 %wt MWCNTs were also found. The results also illustrated that the elastic modulus improved by 10% and tensile strength by 13 % in the direction perpendicular to the flow direction. Yet more elongation was observed in in-flow direction. A little drop in hardness, a slight increase in impact strength and a decrease in luster and transparency by increases in MWCNTs loading were other noticeable results. A reduction in melt flow impact from 11 to 6.3 g/10min was another remarkable finding.
    Keywords: carbon nanotube, anisotropic nanocomposite, oriented mechanical properties, polymethyl methacrylate, optical properties}
  • محمدرضا شبگرد *، بابک روشنگر زینه
    این مقاله تاثیر پارامترهای فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی را بر روی مقاومت به خستگی فولاد آلیاژی 16MnCr5 بصورت تجربی مورد بررسی قرار می دهد. فولاد 16MnCr5 در ساخت قطعاتی که نیاز به مقاومت سایشی بالایی دارند کاربرد دارد. به علت سختی بالای این فولاد یکی از فرآیندهای تولیدی که جهت شکل دهی این قطعات مورد استفاده قرار می گیرد، فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی می باشد. شدت جریان جرقه با مقادیر 8، 16 و 32آمپر و مدت زمان روشنی پالس با مقادیر 25، 100 و 400 میکروثانیه جهت انجام آزمایشها انتخاب شده است. آزمایشات به حالت عاملی کامل انجام پذیرفت و از تست خستگی مور جهت تعیین عمر خستگی استفاده گردید. نتایج نشان می دهد با افزایش شدت جریان جرقه و مدت زمان روشنی پالس مقاومت به خستگی کاهش می یابد. بیشترین مقاومت به خستگی در شدت جریان جرقه 8 آمپر و مدت زمان روشنی پالس 25 میکروثانیه و کمترین مقاومت به خستگی در شدت جریان جرقه 32 آمپر و مدت زمان روشنی پالس 400 میکروثانیه حاصل شد. مقاومت به خستگی نمونه ها به تراکم ترک های سطح و ضخامت منطقه متاثر از حرارت بستگی دارد. در قطعه کارهایی که مقاومت به خستگی پایین دارند، ترک ناشی از خستگی از چند نقطه مختلف از سطح مقطع قطعات آغاز می گردد. به نظر می رسد علت این پدیده زبری سطح بالا در نمونه ها باشد. همچنین مقاومت به خستگی نمونه ها با کمترین زبری سطح، حدود 3 تا 5 برابر بیشتر از مقاومت به خستگی نمونه با بیشترین زبری سطح بدست آمد.
    کلید واژگان: خستگی, ماشینکاری تخلیه الکتریکی, روشنی پالس, زبری سطح}
    Mohammad Reza Shabgard*, Babak Roushangar Zineh
    This paper experimentally investigated the effects of electrical discharge machining processes parameters on fatigue resistance of 16MnCr5 alloy steel. 16MnCr5 alloy steels have good wear resistance. For this purpose, pulse current and pulse time have been considered as variables in the process. The selected EDM parameters were pulsed current (8, 16 and 32A) and pulse time (25, 100 and 400µs). Tests were conducted in full factorial mode and the R. R. Moore fatigue test machine was used to determine the fatigue life of components. The results show that by increasing the spark current and pulse duration 16MnCr5 alloy steel fatigue life is reduced. Respectively, the greatest resistance to fatigue achieved at current of 8A and pulse time of 25 microseconds and lowest resistance to fatigue achieved at pulse current of 32A and pulse time of 400 microseconds. Resistance to fatigue crack depends on cracks density on the surface of the workpiece and heat-affected zone, where the density of cracks increase resistance to fatigue will be reduced. Also in the specimens that have low resistance to fatigue, fatigue cracks are initiated from multiple points of the cross-section. It seems the reason for this phenomenon is the high surface roughness in the samples. EDM machining with high energy sparks can decrease the fatigue strength of 16MnCr5 by as much as factors of 3-5.
    Keywords: Fatigue, Electrical Discharge Machining, Pulse time, Roughness}
  • محمدرضا شبگرد*، رضا رستمی حشمت آباد
    جنس الکترولیت، بدلیل ماهیت یون های تشکیل دهنده آن، بر سرعت واکنش ها، یکنواختی میدان الکتریکی و تشکیل لایه سطحی برروی سطح قطعه کار در منطقه ماشینکاری درطول فرآیند ماشینکاری الکتروشیمیائی تاثیر می گذارد و باعث بوجود آمدن رفتارهای انحلالی متفاوت از قطعه کار می گردد. از اینرو در این پژوهش تاثیر جنس الکترولیت های کلرید سدیم، نیترات سدیم، کلرید پتاسیم و اسید هیدروکلریدریک در شدت جریان های مختلف برروی مشخصه های ماشینکاری الکتروشیمیائی (نرخ براده برداری، گپ کناری و زبری سطح) فولاد ضدزنگ 304 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که تشکیل لایه روئین در مدت زمان ماشینکاری با الکترولیت نیترات سدیم باعث کاهش نرخ براده برداری و کاهش گپ کناری در مقایسه با الکترولیت های کلرید سدیم و کلرید پتاسیم می شود. همچنین بررسی ها نشان می دهند که مقدار زبری سطح در الکترولیت های کلرید سدیم و کلرید پتاسیم با افزایش شدت جریان، کاهش و در الکترولیت نیترات سدیم افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهند افزودن اسید هیدروکلریدریک به هرسه الکترولیت (کلرید سدیم، کلرید پتاسیم و نیترات سدیم) موجب افزایش جزئی در مقدار نرخ براده برداری و افزایش در گپ کناری می شود و مقدار زبری سطح در الکترولیت های ترکیبی کلرید سدیم و کلرید پتاسیم کاهش و در الکترولیت ترکیبی نیترات سدیم افزایش می یابد.
    کلید واژگان: ماشینکاری الکتروشیمیائی(ECM), الکترولیت, نرخ براده برداری, گپ کناری, زبری سطح}
    Mohammad Reza Shabgard*, Reza Rostami Heshmatabad
    Electrolyte type, due to the nature of its constituent ions, affects the reaction rate, the uniformity of the electric field and formation of the external layer on the workpiece surface in the machining area during the electrochemical machining process, as well as it causes to create different dissolution behaviors of the workpiece. Therefore in this study the effect of sodium chloride, sodium nitrate, potassium chloride and hydrochloric acid electrolytes with different currents on the electrochemical machining characteristics of stainless steel 304, including material removal rate, side gap and surface roughness, has been investigated. The results showed that the formation of passive layer during the machining with sodium nitrate electrolyte reduces the material removal rate and side gap compared with sodium chloride and potassium chloride electrolytes. According to the experimental results the surface roughness in the sodium chloride and potassium chloride electrolytes is decreased by increasing the machining current, but increases in the sodium nitrate electrolyte. Also the material removal rate slight increase and side gap increase at sodium chloride, sodium nitrate and potassium chloride when combined with hydrochloric acid. On the other hand, the surface roughness reduces in the combined sodium chloride and potassium chloride electrolytes, but increases in the combined sodium nitrate electrolyte.
    Keywords: Electrochemical machining, electrolyte, material removal rate, side gap, Surface Roughness}
  • محمدرضا شبگرد*، بهنام خسروزاده
    آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V یکی از پرکاربردترین آلیاژهای صنعتی است که بیشترین استفاده را در صنایع مهم و پر مخاطره دارد، یکی از ملزومات ماشینکاری چنین قطعاتی دستیابی به سلامت سطح مناسب است. ماشینکاری تخلیه الکتریکی با استفاده از ذرات معلق در دی الکتریک، فرآیندی است که مکانیسم آن با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سنتی متفاوت است و اغلب به منظور دستیابی به صافی سطح مناسب در ماشینکاری تخلیه الکتریکی از آن استفاده می گردد. در این مطالعه دو نوع نانوپودر اکسید سیلسیم و اکسید آلومینیوم به سیال دی الکتریک، در فرآیند ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V اضافه می گردد؛ تا تاثیر افزودن آنها بر روی مشخصه های خروجی فرآیند تخلیه الکتریکی از جمله نرخ براده برداری، سایش نسبی ابزار و صافی و سلامت سطح مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. سطح نمونه های ماشینکاری شده و سطح مقطع برش خورده آنها با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی و عمق لایه متاثر از حرارت مطالعه گردد. نتایج نشان می دهد که افزودن نانوپودرها بویژه نانوپودر اکسید سیلسیم باعث افزایش نرخ براده برداری شده، تاثیر نانوذرات بر روی فرسایش نسبی ابزار به تنظیمات و شرایط ماشینکاری بستگی دارد. تاثیر نانوپودر اکسید سیلسیم بر روی افزایش صافی سطح بیشتر از نانوپودر اکسید آلومینیوم می باشد، سلامت سطح ماشینکاری شده از لحاظ وجود میکروترکها و عمق لایه تغییر یافته در اثر حرارت، با افزودن نانوذرات بهبود یافته است.
    کلید واژگان: EDM, نانوپودر, سلامت سطح, تیتانیوم}
    Mohammad Reza Shabgard*, Behnam Khosrozadeh
    Titanium alloy Ti-6Al-4V is one of the most used industrial alloys that is used often in important and risky applications. One of the requirements for machining such parts is to achieve the appropriate surface integrity. Powder mixed electrical discharge machining is a process which has different mechanism compared with traditional electrical discharge machining process; and it often used in order to obtain good surface finish. In this study two different kind of Nano powders SiO2 and Al2O3 added in dielectric for machining of Ti-6Al-4V titanium alloy; so that the effect of adding them on the output characteristics of the electric discharge process, including removal rate, tool wear ratio, surface roughness and integrity is investigated and compared. In order to investigate surface micro cracks and heat altered layer, surface and cross section of it were studied by scanning electron microscopy imaging. The results show addition of Nano powders into dielectric, especially SiO2, increases material removal rate, the effect of Nano powders on tool wear ratio depends on machining condition and setting. SiO2 Nano powder decreases surface roughness more than Al2O3 Nano powder. Surface integrity of machined sample in terms of micro-cracks and depth of the heat altered layer is improved with the addition of nanoparticles.
    Keywords: EDM, Nano powder, Surface integrity, Titanium}
  • محمدرضا شبگرد، محمد جداری سقایی
    در این مقاله تاثیر زاویه برخورد و فشار پاشش ماسه بر روی نرخ فرسایش و تنش پسماند ناشی از فرایند قالبگیری ماهیچه ای در چدن های خاکستری(GCI)، داکتیل پرلیتی(PDI) و داکتیل آستمپر شده (ADI) به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، جنس قطعه کار، زاویه برخورد و فشار پاشش ماسه به عنوان پارامترهای ورودی و نرخ سایش فرسایشی و تنش پسماند به عنوان پارامترهای خروجی انتخاب شده اند.
    نتایج آزمایش ها نشان دادند که با تغییر زاویه برخورد ذرات ساینده نرخ فرسایش مواد مذکور به شدت تغییر می کند، بطوریکه در زوایای کم، (30-15 درجه) چدن ADI و در زوایای بیشتر، (90-75 درجه) چدن PDI مقاومت فرسایشی بهتری از خود نشان می دهند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان دادند، علت اصلی بالا بودن میزان سایش در چدن خاکستری وجود گرافیت های تیغه ای شکل می باشد که به عنوان محل های تمرکز تنش عمل نموده و بدین طریق در فرایند پاشش ماسه با ایجاد و رشد ترک ها موجب زیاد شدن میزان سایش در چدن خاکستری نسبت به چدن های ADI و PDI می شوند. همچنین نتایج مربوط به اندازه گیری و ارزیابی تجربی میزان تنش پسماند ایجاد شده در سطح نمونه ها بعد از عملیات پاشش ماسه نشان می دهد، تنش پسماند فشاری ناشی از عملیات قالبگیری ماسه در چدن خاکستری به علت ایجاد ترک های ریز سطحی در قطعات کمترین و در چدن ADI به علت سختی بالا بیشترین مقدار می باشد.
    کلید واژگان: سایش فرسایشی, چدن داکتیل پرلیتی, چدن داکتیل آستمپر شده, تنش پسماند}
    Mohammad Reza Shabgard, Mohammad Jedari Saghaie
    In the present study, in order to investigate the effect of impact angle and sand jet pressure on the erosion rate and residual stress in sand molding operation, the experiments are performed using gray cast iron, pearlitic ductile iron (PDI) and austempered ductile iron (ADI) as workpiece materials. To fulfill this objective, experimental tests are conducted in full factorial design with workpiece material, impact angle and jet pressure as input and erosive wear rate and residual stress as output parameters.According to the results, variation of impact angle of erosive particles intensively affects the erosion rate of materials in a way that, among the experiments which are carried out in lower impact angles (15 to 30°), ADI cast iron shows the maximum erosive strength however as the impact angle shifts to higher values (75 to 90°), PDI cast iron becomes more resistance against erosion. It can also be noted from the SEM images that in sand shooting process, the presence of flake graphite in gray cast iron causes more formed and grown cracks which significantly intensifies its erosion rate relative to ADI and PDI cast irons. Additionally, comparative analysis of results revealed that formation of surface micro cracks in gray cast iron material causes less induced compression residual stresses relative to ADI cast iron whose great stiffness leads to higher magnitudes of compression residual stress in sand molding operation.
    Keywords: Erosion, Pearlitic ductile iron, austempered ductile iron, Residual stress}
  • محمدرضا شبگرد، بهنام کرم زاده، رضا علیزادگان، احد قلی پور
    در این تحقیق فرآیند پرداختکاری فولاد گرم کار AISI H13 به روش جریان ساینده (AFF) مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیر پارامترهای مختلف پروسه از قبیل فشار اکستروژن، غلظت ذرات ساینده، اندازه ذرات ساینده و وضعیت اولیه سطح بر روی میزان کاهش زبری سطح و میزان برداشت ماده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزایش غلظت ذرات ساینده باعث افزایش میزان کاهش زبری سطح و میزان برداشت ماده می شود. افزایش فشار اکستروژن از 4 مگاپاسکال تا 6 مگاپاسکال منجر به افزایش میزان کاهش زبری سطح و میزان برداشت ماده و از 6 مگاپاسگال تا 8 مگاپاسکال باعث کاهش میزان کاهش زبری سطح و میزان برداشت ماده می شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی موید این موضوع است که افزایش زمان پرداختکاری به بیش از 4 ساعت، سبب نفوذ و ماندگاری ذرات ساینده در سطح نمونه گردیده و بدین طریق موجب تخریب آن می شود. همچنین مطابق نتایج این تحقیق، با افزایش اندازه ذرات ساینده، میزان کاهش زبری سطح و میزان برداشت ماده افزایش یافته و این فرآیند در سطوح اولیه خشن کاری شده، تاثیرگذاری بیشتری بر کیفیت سطح مورد نظر دارد.
    کلید واژگان: پرداختکاری به روش جریان ساینده, مشخصات ذرات ساینده, فشار اکستروژن, کیفیت سطح اولیه, زبری سطح}
    Mohammad Reza Shabgard, Behnam Karamzadeh, Reza Alizadegan, Ahad Gholipoor
    In this research the abrasive flow finishing process (AFF) of AISI H13 hot work steel was studied and the effects of various process parameters such as flow pressure (extrusion pressure), abrasive particles densities, abrasive particles sizes and the first quality of surfaces on variations of surface roughness and material removal have been investigated. The results showed that increasing the density of abrasive particles leads to increase in variations of surface roughness and material removal. Increase of extrusion pressure from 4 to 6 MPa causes the increase in variations of surface roughness and material removal and from 6 to 8 Mpa leads to decrease in the two latter. Electron microscopic results showed that increase of finishing process time over 4 hours causes a detrimental effect on the surface of the specimens, as a result of penetration and stabilization of abrasive particles in the form of broken particles. Also according the results of this paper, increasing the size of abrasive particles leads to higher variations of surface roughness and material removal, and this process is more effective in finishing of rougher surfaces.
    Keywords: Abrasive Flow finishing, Abrasive Particles Specifications, Extrusion Pressure, Primary Surfaces Quality, Surface Roughness}
  • محمدرضا شبگرد، هادی همت جو
    با توجه به این که در فرآیند قالب گیری ماهیچه، سایش فرسایشی جعبه ماهیچه در اثر برخورد ذرات ماسه به بدنه فلزی قالب از چالش های مهم صنایع ریخته گری می باشد، هدف این مقاله بررسی تاثیر جنس، اندازه، زاویه برخورد و فشار پاشش ذرات ماسه و همچنین نوع عملیات حرارتی بر روی میزان سایش فرسایشی فولاد ابزارگرم کار AISI H13 که به طور عمده در ساخت قالب ماهیچه مورد استفاده قرار می گیرد، می باشد. جنس نمونه ها همانند جنس قالب از فولاد AISI H13 انتخاب گردید. جهت انجام تست های سایش نمونه ها از دستگاه پرتاب کننده ماسه که فرآیند قالبگیری ماشینی جعبه ماهیچه را شبیه سازی تجربی می نمود، استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان می دهد میزان سایش فرسایشی نمونه ها تابعی از نوع عملیات حرارتی، زاویه برخورد و میزان فشار پاشش ذرات ماسه می باشد، به طوری که نمونه های کوئنچ تمپر شده بیشترین و نمونه های نیتراسیون شده کمترین میزان سایش فرسایشی را دارند. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) سطح نمونه ها نشان می دهند با تغییر زاویه برخورد از 20 درجه به 90 درجه، به صورت تدریجی نوع برداشت ماده از مکانیزم برش به شکست تبدیل می گردد و با افزایش فشار از یک مقدار مشخص، ذرات ماسه پس از برخورد با سطح قطعه کار، در روی آن گیر کرده و با ایجاد لایه مخلوط شده مکانیکی موجب کاهش میزان سایش فرسایشی سطح آن می گردند. همچنین نتایج نشان می دهد که میزان سایش هنگام استفاده از ماسه سیلیسی بیشتر از ماسه کرومیتی بوده و با افزایش اندازه ذرات ماسه میزان آن افزایش می یابد.
    کلید واژگان: سایش فرسایشی, زاویه برخورد, عملیات حرارتی, فشار پاشش, لایه مخلوط شده مکانیکی}
    Mohammad Reza Shabgard, Hadi Hemmatju
    The erosion of core boxes caused due to sand shooting in core molding process is one of major concerns of foundry industry. This paper study the effect of impact angle, blasting pressure of sand particles and the type of heat treatment on erosion of AISI H13 tool steel that is widely used in producing core dies. The workpiece material used in this study was AISI H13 tool steel. The tests were performed on a sand shooting machine which simulated the core molding process experimentally. The results show that the erosion of samples is a function of impact angle, shooting pressure and heat treatment as the erosion increases with the increase in shooting pressure. Among the heat treated samples the highest level of erosion has been observed for quench tempered, martempered, carburized and nitrated samples respectively. The Scanning Electron Microscopy (SEM) of surface of templates show that by changing the impact angle from 20 to 90 degrees, the material removal type changes from cutting mechanism to fracture. Further analyses revealed that with increase in shooting pressure from a threshold value abrasive particles trap on the surface of the samples that makes the Mechanically Mixed Layer (MML) and so that decreases the erosion rate. Results express that silica sand causes more erosion than chromite sand; also the erosion increases with increase in size of sand particles.
    Keywords: Erosion, impact angle, blasting pressure, Heat treatment, mechanically mixed layer}
  • محمدرضا شبگرد، محمد ملک آبادی، هادی عیوضی باقری
    جوشکاری ترمیتی یک فرآیند اتصال با استفاده از واکنش شیمیایی است که در آن درز اتصال بدون اعمال هیچگونه نیرویی با ریختن فلز مذاب بر روی درز، جوشکاری می شود. با توجه به اهمیت خواص مکانیکی و ریز ساختار سطح مقطع جوش در فرآیند جوشکاری ترمیتی، در این تحقیق تاثیر مقدار منگنز (که به عنوان یکی از گزینه های مورد نظر برای بهبود خواص مکانیکی و ریزساختار فولادها است)، بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی سطح مقطع جوش (سختی، مقاوت به ضربه، استحکام کششی، درصد تغییر طول و مقاومت سایشی)، در فرآیندجوشکاری ترمیتی ریلهای فولادی St49 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد با افزایش مقدار منگنز در فلز جوش، استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه افزایش می یابد، اما وقتی مقدار منگنز از حد مشخصی (5/2 درصد) تجاوز کند، مقادیر مشخصه های مذکور در فلز جوش کاهش می یابند. همچنین نتایج نشان می دهند میزان سختی و مقاومت در برابر سایش فلز جوش، با افزایش مقدار منگنز افزایش یافته و بیشترین مقدار سختی به دست آمده در تاج ریل 700 برینل و در جان ریل 600 برینل است.
    کلید واژگان: جوشکاری ترمیتی, منگنز, سختی, استحکام کششی}
    Mohammad Reza Shabgard, Mohammad Malekabadi, Hadi Eivazi Bagheri
    Thermite welding is a chemically reaction welding process. The weld joint is produced by pouring of superheated molten metal around the joint to be welded، applying with or without of pressure. the importance of mechanical properties and microstructure of thermite welded components، this paper studies the effects of Mn (it is one of the available choices to improve mechanical properties of steels microstructure) on mechanicaland metallurgical properties (hardness، impact resistance، tensile strength، elongation and wear resistance) of St49 steel in thermite welding process. The results show that with the increases of Mn in welded metal، tensile strength and impact resistance are increased but when the Mn content exceeds a certain level (% 2. 5)، the characteristic values ​​of the welded metal is reduced. Also، results show that with the increases of Mn wear resistance and the hardness of the welded metal were increased and the highest hardness in the railhead is 700 (Bhn) and in of rail web is 600 (Bhn).
    Keywords: Thermite welding, Mn, hardness, tensile strength}
  • محمدرضا شبگرد، محمد جعفریان زنجناب، رضا آذرافزا
    در این مقاله تاثیر نانوسیال اکسید مس با سیال پایه آب صابون (روغن حل شونده) بر روی نیروی ماشینکاری و زبری سطح قطعه کار در فرایند تراشکاری فولاد ابزار عملیات حرارتی شده (AISI 4340) مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج حاصل با حالت خشک و سیال برشی حل شونده مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد افزودن نانوذرات اکسید مس به مقدار 1% حجمی به روغن حل شونده موجب کاهش قابل ملاحظه ی مقدار زبری سطح قطعه کار و نیروی ماشینکاری نسبت به سیال برشی معمولی (حل شونده) و خشک می گردد. بر اساس نتایج حاصل نانوسیال برشی اکسید مس زبری سطح و نیروی ماشینکاری را به ترتیب 49% و 24% نسبت به حالت خشک کاهش می دهد و در هنگام استفاده از نانوسیال مذکور در محدوده ی آزمایش های به عمل آمده کمترین زبری سطح در سرعت پیشروی 0/1 میلی متر بر دور و سرعت برشی 250 متر بر دقیقه حاصل گردید.
    کلید واژگان: نانو سیال اکسید مس, سیال برشی, فولاد ابزار AISI 4340, زبری سطح, نیروی ماشینکاری}
    Mohammad Reza Shabgard, Mohammad Jafarian Zanjaban, Reza Azarafza
    This paper studies the effects of soluble cutting fluid-based CuO Nanofluid on machining force and surface roughness in turning of hardened AISI 4340 tool steel. These influences, Moreover, are compared with the outputs of similar tests through dry and soluble cutting fluid. The obtained results showed 1% volume fraction of CuO Nanoparticles added to soluble oil as cutting fluid was considerably reduced machining force and surface roughness in comparison to soluble cutting oil and dry. The investigations indicated that CuO Nanofluid reduced surface roughness and machining force by 49% and 24% respectively. Moreover, the results illustrated that the lowest surface roughness obtained in cutting speed 250 m/min, feed rate 0.1 mm/rev and cutting nanofluid.
    Keywords: CuO nanofluid, Cutting fluid, AISI 4340 tool steel, Surface roughness, Machining force}
  • محمدرضا شبگرد، هادی عیوضی باقری، روح الله رحمانی، احمد افسری
    در این مقاله تاثیر پارامترهای ورودی فرآیند EDM (زمان روش پالس، سیکل وظیفه و قطبیت ابزار) بر روی فاکتورهای ارزیابی سلامتی سطح (زبری سطح، چگالی ترکهای سطحی و ضخامت لایه سفید) در ماشینکاری فولاد ابزار AISI H13 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد در قطبیت مثبت ضخامت لایه سفید و چگالی ترکهای سطحی در زمان های روشنی پالس کمتر، بیشتر از حالتی است که قطبیت ابزار منفی انتخاب شده است، درصورتی که در قطبیت منفی در زمان های روشنی پالس بیشتر، چگالی ترکهای سطحی و ضخامت لایه سفید در روی قطعه کار بیشتراست. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که در هر دو حالت قطبیت ابزار همزمان با افزایش سیکل وظیفه، چگالی ترک های سطحی و متوسط ضخامت لایه سفید کاهش یافته و با افزایش زمان روشنی پالس مقدار زبری سطح افزایش می یابد.
    کلید واژگان: زمان روشنی پالس, قطبیت ابزار, سیکل وظیفه, زبری سطح}
    Mohammad Reza Shabgard, Hadi Eivazi, Bagheri, Rouhollah Rahmany, Ahmad Afsari
    In this paper the effect of input parameters of the EDM process (pulse on-time، duty cycle and tool polarity)، on the surface integrity (surface roughness، density of surface crack، and white layer thickness) in the machining AISI H13 tool steel has been studied. The result of this research shows that in the positive tool polarity the white layer thickness and density of surface cracks in the low pulse on-time are higher than that of the tool polarity chosen to be negative. However in the negative polarity in the high pulse on-time، density of surface cracks and the thickness of the white layer are higher on the machined surface. Moreover، according to the obtained results، density of surface cracks and the average of the white layer thickness is reduced when the duty cycle increases in the two conditions of tool polarity. By the increase in the pulse on time، the amount of surface roughness is increased.
    Keywords: Pulse on Time, Tool Polarity, Duty Cycle, Surface Roughness}
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر محمدرضا شبگرد
    شبگرد، محمدرضا
    استاد گروه مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تبریز
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال