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 ramin hashemi

  • حسین طالبی قادیکلایی*، رامین هاشمی، امیرحسین بامداد، احسان درچه پور

    استخراج خواص مکانیکی (مومسان-شکست) ورق های فلزی در شرایط شبه استاتیک و دینامیکی یکی از مسائل اساسی در تحلیل برخورد سازه ها و تصادفات میباشد. بر اساس مراجع و استاندارها، نمونه هایی با هندسه های مختلف قابلیت به کارگیری به منظور استخراج خواص مکانیکی دینامیکی و شبه استاتیک را دارا می باشند. با توجه به وابستگی نتایج رفتار مومسان و کرنش شکست به هندسه نمونه آزمون، ضروری است تا نمونهای در شرایط دینامیکی مورد استفاده قرار گیرد که حداکثر انطباق را با نمونه های آزمون کشش تک محوری شبه استاتیک داشته و در هر دو حالت شبه استاتیک و دینامیکی قابلیت به کارگیری داشته باشد. لذا، در پژوهش حاضر در ابتدا هندسه های مختلفی برای تعیین رفتار مومسان طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر پارامترهای هندسی بر نتایج حاصل از آزمون های کشش تک محوری ارزیابی شده و نمونهای مناسب جهت استخراج خواص مکانیکی دینامیکی و شبه استاتیکی ارائه شد. همچنین، بر اساس نتایج آزمون های کشش تک محوری شبه استاتیک و دینامیک بر نمونه منتخب در نرخ کرنش های 01/0 تا 30  ، میزان حساسیت رفتار مومسان ورق به نرخ کرنش تعیین گردید. همچنین، از طریق کالیبراسیون ضرایب معادله ساختاری جانسون-کوک، رفتار مومسان وابسته به نرخ کرنش در محدوده مورد نظر و نرخ کرنش های فراتر از آن تعیین شد.

    کلید واژگان: رفتار مومسان, کرنش, نرخ کرنش, جانسون-کوک, رفتار دینامیکی}
    Hossein Talebi-Ghadikolaee *, Ramin Hashemi, Amirhossein Bamdad, Ehsan Dorchepour

    Extraction of mechanical properties, including plastic and fracture properties, of sheet metal under quasi-static and dynamic states is one of the fundamental issues in crashworthiness studies. According to standards, samples with various geometries can be employed to extract dynamic and quasi-static mechanical properties. Given the dependence of the yield behavior results and fracture strain on the geometry of the test specimen, it is essential for a specimen used under dynamic conditions to have maximum compatibility with quasi-static uniaxial tension test specimens and to be usable in both conditions. Therefore, in the present study, various geometries were initially designed and evaluated to determine plastic behavior. The effect of geometric parameters on the results of uniaxial tension tests was evaluated, and a suitable specimen for extracting dynamic and quasi-static mechanical properties was presented. Additionally, based on the results of quasi-static and dynamic uniaxial tension tests on the selected specimen at strain rates of 0.01/s to 30/s, the sensitivity of the plastic behavior to strain rate was determined. Furthermore, through the calibration of the coefficients of the Johnson-Cook constitutive model, strain rate-dependent plastic behavior was determined within the desired range and strain rates beyond that.

    Keywords: Plastic Behavior, Strain, Strain Rate, Johnson-Cock, Dynamic Behavior}
  • سارا آمری، رامین هاشمی*
    سیم های به کار رفته در فرآیند وایرکات به عنوان عامل برش قطعه کار از اهمیت بالایی در این روش ماشین کاری نوین برخوردارند. عواملی مانند قطر سیم ها، جنس آن ها و روش ساختشان باعث می شود تا تولید آن ها به سادگی امکان پذیر نباشد. در پژوهش پیش رو یک نوع سیم پرکاربرد در صنعت داخل کشور انتخاب (تولید شده در کشور چین) ، بررسی و آنالیز شده است. در مراحل اولیه پژوهش نمونه سیم چینی آنالیز عنصری شد و ترکیبات آن استخراج شد، سپس تحت آزمون کشش قرار گرفت و خواص مکانیکی آن نیز به دست آمد. در مراحل بعدی سیم باهدف بومی سازی فرایند ساخت آن توسط دو روش ریخته گری و اکستروژن ساخته شد و مجددا تحت آنالیزهای شیمیایی و آزمون کشش قرار گرفت. همچنین در مرحله نهایی تمامی سیم های ساخته شده بر روی دستگاه وایرکات تحت پارامترها و شرایط یکسان قرار داده و بر روی یک قطعه کار آزمایش شدند. نوآوری مهم پژوهش کنونی درروش ساخت سیم وایرکات به روش اکستروژن به منظور تولید انبوه در داخل کشور می باشد. نمونه سیم ساخته شده، تا 80% استحکام بیشتری نسبت به سیم چینی داشته و همچنین 10 برابر نرم تر از آن است که این افزایش استحکام و نرمی بیشتر منجر به مقاومت بیشتر سیم و کاهش احتمال پارگی آن حین عملیات ماشینکاری می شود.
    کلید واژگان: سیم برش, دستگاه وایرکات, سیم های وایرکات, الکترود سیمی}
    Sara Ameri, Ramin Hashemi *
    The wires used in the wire EDM process are of great importance in this new machining process as the cutting agent of the workpiece. Factors such as the diameter of these wires, their material, and their manufacturing method make their production simply not possible. In the upcoming research, a widely used type of Chinese wire in the domestic industry has been selected, examined, and analyzed. In the early stages of the research, the Chinese wire sample was elementally analyzed and its compounds were extracted, then it was subjected to a tensile test and its mechanical properties were also extracted. In the next steps, the wire was made with the aim of making a Chinese model by two methods of casting and extrusion and was again subjected to chemical analysis and tensile test. Also, in the final stage, all the wires made on the wire EDM machine were put under the same parameters and conditions and tested on a piece of work. The important innovation of the current research is in making wire EDM wire by extrusion method for mass production inside the country. The manufactured wire sample has up to 80% more strength than Chinese wire and is also 10 times softer than that, which increases the strength and softness of the wire leading to greater resistance of the wire and reducing the possibility of its tearing during machining operations.
    Keywords: Wire EDM, wire EDM device, wire EDM wires, wire electrode}
  • مجتبی عابدینی ندوشن، رضوان عابدینی*، رامین هاشمی
    کامپوزیت های الیاف ممتد نسبت به کامپوزیت های الیاف کوتاه عملکرد مکانیکی بالاتری دارند به همین سبب به طور قابل توجهی در صنایع هوایی استفاده می شوند. یکی از روش های نوین اتصال کامپوزیت ها جوش فراصوتی (التراسونیک) می باشد. در این فرآیند با اعمال ارتعاشات توان بالا (100 الی 2000 وات) و فرکانس بالا (15 تا 100 کیلوهرتز) به محل اتصال دو قطعه، حرارت در محل اتصال ایجاد و باعث چسبیدن دو قطعه به هم می شود. در این تحقیق به بررسی پارامترهای اتصال جوش فراصوتی کامپوزیت شیشه پلی آمید 6، تاثیر فیلم لایه واسط و جهت الیاف در استحکام اتصال پرداخته شده است و در انتها اتصال جوش فراصوتی با اتصال چسبی مقایسه شده است. در بررسی اتصال به صورت اتصال لبه روی هم، نمونه ها با توجه به استاندارد ASTM D5868 برش خوردند و پس از جوشکاری فراصوتی تحت آزمون کشش-برش قرار گرفتند. با در نظر گرفتن پارامترهای ورودی متوسط برای زمان، فشار و توان مشاهده شد استفاده از یک لایه فیلم پلیمر خالص به عنوان فیلم لایه واسط استحکام جوش را افزایش می دهد. با تغییر جهت الیاف تمامی لایه ها به اندازه 90 درجه، استحکام جوش مقداری کاهش و مقدار بیرون زدگی پلیمر و الیاف بیشتر شد و کیفیت ظاهری کاهش یافت. در مقایسه اتصال جوش با اتصال چسب، مقدار استحکام جوش بالاتر از استحکام اتصال چسب بود و همچنین زمان صرف شده در اتصال جوش بسیار کمتر از زمان صرف شده در اتصال چسبی بوده است.
    کلید واژگان: کامپوزیت شیشه پلی آمید, جوش التراسونیک, اتصال دهی کامپوزیت ترموپلاست, اتصال لبه روی هم, کامپوزیت الیاف ممتد}
    Mojtaba Abedini Nodoushan, Rezvan Abedini *, Ramin Hashemi
    Composites of continuous fibers have higher mechanical performance than short fibers, which is why they are produced and used significantly in the aviation industry. One of the new methods of joining composites is ultrasonic welding. In this process, by applying high power (100 to 2000 watts) and high frequency (15 to 100 kHz) vibrations to the joint of two parts, heat is generated in the joint and causes the two parts to stick together. In this research, the parameters of the ultrasonic welding of polyamide 6 glass composite, the effect of the interlayer film, and the direction of the fibers on the strength of the connection have been investigated. Ultimately, the ultrasonic welding connection has been compared with the adhesive bond. In examining the connection as an edge-to-edge connection, the samples were cut according to ASTM D5868 standard and subjected to a tensile-shear test after ultrasonic welding. Considering the average input parameters for time, pressure, and power, it was observed that using a pure polymer film layer as the interlayer film increases the welding strength. By changing the direction of the fibers of all layers by 90 degrees, the welding strength decreased a little. The amount of polymer and fiber protrusion increased, and the appearance quality decreased. In comparing the welding connection with the adhesive bond, the value of the welding strength was higher than the strength of the adhesive connection. Also, the time spent on the welding connection was much less than on the adhesive bonding.
    Keywords: Ultrasonic Welding, composites, Polyamide 6 glass fiber, Lap shear joint, Continuous fiber glass composite}
  • Majid Fallah Tafti, Ramin Hashemi*, Mohammad Sedighi

    This paper aims to examine the influences of heat treatment on forming limit diagrams and mechanical properties of aluminum alloy AA6061 sheets with thicknesses of 1.5 mm. The uniaxial tensile and the micro-hardness tests are employed to specify the mechanical properties and their variations. The Nakazima test is performed to characterize the strain forming limits of this aluminum alloy. Comparison between the results of micro-hardness and forming limit diagrams indicates that by increasing the temperature up to the peaked ageing temperature, the strength of the alloy is increased, but the forming limits are decreased, and after the peaked aged in over the aged state, the strength is decreased and the forming limits are increased. The peaked-aging is touched in this specific alloy after 4 hours heat treatment at 180 oC.

    Keywords: Mechanical properties, Ageing, Forming limit curves, Solution, Sheet}
  • محمد دلشاد غلامی، داود رحمت آبادی، تقی شجاعی، رامین هاشمی*، بیژن محمدی
    در چند سال اخیر، ساخت ورق های کامپوزیتی لایه ای به روش پیوند نوردی مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این تحقیق، به بررسی خواص مکانیکی و چقرمگی شکست ورق کامپوزیتی سه لایه آلومینیوم-منیزیم-آلومینیوم تولید شده به روش پیوند سرد نوردی پرداخته شد. خواص مکانیکی و سطح مقطع شکست نمونه ها به ترتیب به وسیله آزمایش کشش تک-محوره، آزمایش سختی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. همچنین چقرمگی شکست تنش صفحه ای به صو رت تجربی اندازه گیری شد. مشاهده شد استحکام کششی برای نمونه کامپوزیتی نسبت به آلومینیوم و مقادیر میکروسختی و چقرمگی شکست نسبت به نمونه های اولیه افزایش یافته است. اعمال کارسرد را می توان دلیل اصلی افزایش سختی و چقرمگی دانست و علت افت استحکام کامپوزیت نسبت به منیزیم، ایجاد ناپایداری پلاستیکی در تقویت کننده منیزیم به دلیل اعمال کرنش بالاست. همچنین نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می دهد که مکانیزم شکست برای لایه آلومینیوم نرم و برای منیزیم ترد است و سطح مقطع شکست در لایه آلومینیوم نسبت به آلومینیوم اولیه، دارای میکروحفرات کم عمق تر و کوچک تر می باشد، که نشان دهنده شکست نرم برشی است.
    کلید واژگان: پیوند سرد نوردی, چقرمگی شکست, خواص مکانیکی, کامپوزیت لایه ای}
    Mohammad Delshad Gholami, Davood Rahmatabadi, Taghi Shojaee, Ramin Hashemi *, Bijan Mohammadi
    In the last few years, researchers have been interested in the fabrication of laminated composite sheets. In this research, mechanical properties and fracture toughness of three-layer aluminum-magnesium-aluminum composite sheet produced by cold-rolling bonding method were investigated. Mechanical properties and fracture cross-sections of the specimens were studied by uniaxial tensile test, hardness test and scanning electron microscopy, respectively. It was observed that the tensile strength of composite specimens was higher than that of aluminum and the microhardness and fracture toughness values were increased compared to the initial specimens. High applied cold work can be the main reason for the increase in hardness and fracture toughness, and the reason for the decrease in composite strength over magnesium is the creation of plastic instability in the magnesium reinforcer due to the high strain.The results of scanning electron microscopy also show that the fracture mechanism is for the soft aluminum layer and for the crisp magnesium and the surface of the fracture cross section in the aluminum layer has a shallower and smaller micropores, indicating shear ductile fracture.
    Keywords: Cold Roll Bonding, Fracture toughness, Mechanical properties, Layered Composite}
  • Hamzeh Beyranvand *, Ramin Hashemi
    Decoupling the uplink and downlink user association improves the throughput of heterogeneous networks (HetNets) and balances the traffic load of macro- and small- base stations. Recently, fiber-wireless HetNets (FiWi-HetNets) have been considered as viable solutions for access networks. To improve the accuracy of user association and resource allocation algorithms in FiWi-HetNets, the capacity limitation of various backhaul technologies must be considered. In this paper, we investigate the backhaul-aware decoupled uplink/downlink (UL/DL) user association, subcarrier allocation, and power control optimization problem in FiWi-HetNets. In our system model, fiber and millimeter wave (mmWave) links are used as backhaul of base stations, and the backhaul capacity limitation and minimum required transmission rate ($R_{min}$) are modeled in the optimization problem. As the formulated optimization problem is non-convex, we present a heuristic algorithm to divide the main problem into two sub-problems that are solved iteratively. The proposed algorithms are evaluated through exhaustive simulations. The results indicate that decoupling UL/DL user association improves the sum rate of FiWi-HetNets. Besides, we evaluate the effect of backhaul capacity limitation and $R_{min}$ on the sum rate of FiWi-HetNets. The effect of upgrading fiber backhaul technology is also investigated to evaluate the role of fiber backhaul on the sum rate of the radio access network.
    Keywords: Fiber-Wireless (Fi-Wi) Heterogeneous Networks, Decoupled Uplink, Downlink, Power control, Subcarrier Allocation, Passive Optical Networks}
  • حسین ماموسی، محمد بخشی جویباری، حمید گرجی*، رامین هاشمی

    نمودارهای حد شکل دهی (FLD) معیارهای بسیار سودمندی جهت اطمینان از شکل دهی بدون خرابی ناشی از گلویی شدن و یا شکست ورق های فلزی تحت بارگذاری های مختلف هستند. این مقاله معیارهای شکست را برای پیش بینی شکل پذیری ورق های فولادی کم کربن مورد استفاده قرار می دهد تا دقت آنها در پیش بینی نمودار های حد شکل دهی تشکیل (FLDs) ارزیابی شود. به علاوه، منحنی های حد شکل هی در شکست (FFLD) و گلویی شدن (NFLD) برای فولاد کم کربن St12 به روش تجربی و همچنین عددی استخراج شده اند. در رویه تجربی، آزمون کشش ناکازیما استفاده شده است. در رویه عددی، با به کار بردن شش معیار شکست نرم پدیدارشناختی در نرم افزار اجزای محدود ABAQUS/Explicit، شکست پیش بینی شده است و با نتایج تجربی مقایسه شده است. این معیارها به کمک شش آزمون تجربی، برش درون صفحه ای، کشش تک محوری، کشش نمونه با برش دایره وسط، کشش نمونه با برش نیم دایره جانبی، کشش نمونه کرنش صفحه ای و همچنین آزمون کشش دو محوری خالص ناکازیما استفاده شده است. نتایج نشان داده است که معیارهایی که شامل هر دو پارامتر تنش سه محوره (η) و پارامتر لود (L)  هستند، پیش بینی درست تری از شکست را ارایه می دهند. همچنین برای پیش بینی گلویی شدن در حین شبیه سازی عددی آزمون ناکازیما و همچنین استخراج نمودارهای حد شکل دهی در گلویی شدن از سه معیار مشتق دوم کرنش بزرگ، مشتق دوم کرنش ضخامت و مشتق دوم کرنش پلاستیک معادل استفاده شده است.

    کلید واژگان: شکل پذیری ورقهای فلزی, نمودارهای حد شکل دهی(FLD), معیارهای شکست نرم, معیارهای گلویی شدن}
    Hossein Mamusi, Mohammad Bakhshi Jooybari, Hamid Gorji*, Ramin Hashemi

    Forming Limit Diagrams (FLDs) are very useful measures for safe forming of sheet metals without failure due to necking or fracture under different loading conditions. This paper uses ductile fracture criteria to predict the formability of low carbon steel sheets to evaluate their accuracy in predicting the FLDs. In addition, the fracture forming limit curves (FFLD) and necking forming limit curves (NFLD) for St12 low-carbon steel have been extracted experimentally and numerically. In the experimental procedure, the Nakazima stretching test was used. In the numerical procedure, by defining six phenomenological ductile fracture criteria in ABAQUS / Explicit finite element software, the failure is predicted and compared with the experimental results. These criteria were calibrated using 6 tests namely as In-plane shear, uniaxial tensile test, circle hole test, notched tension test, plane stress test, and Nakazima stretching test. The results showed that the criteria, which include both the stress triaxiality (η) and Lode parameter (L), provide a more accurate prediction of failure. Also to predict necking during numerical simulation of Nakazima test and also to extract the NFLD, three criteria of the second derivative of major strain, the second derivative of thickness strain and the second derivative of equivalent plastic strain have been used.

    Keywords: Sheet metal formability, Forming Limit Diagrams (FLDs), Ductile Fracture criteria, Necking criteria}
  • الهه علیزاده علیسرایی، رامین هاشمی*، داود رحمت آبادی، کریستوف سومیچ

    فویل آلومینیوم به طور گسترده ای در بسته بندی و مصارف خانگی مورد استفاده قرار می گیرد تا از مواد غذایی و محصولات دارویی در برابر اثرات محیطی محافظت کند. در سال های اخیر، روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، به سبب تولید مواد فلزی با ساختار فوق ریزدانه بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. گستره ی بالای کاربرد نانوساختارها، به دلیل ویژگی های فیزیکی و مکانیکی منحصر به فردشان، اهمیت مطالعه برروی این روش های شکل دهی را آشکار می سازد. فرآیند نورد پیوندی تجمعی یکی از بهترین و کاربردی ترین روش های شکل دهی ورق های فلزی است که مکانیزم آن، تغییرشکل پلاستیک ماده از طریق عبور بین دو یا چند غلتک است. در پژوهش حاضر، فویل های آلومینیومی به ضخامت 200 میکرون به روش نورد تجمعی در 5 گذر، بدون استفاده از روانکار، بدون عملیات حرارتی بین گذر ها و در دمای محیط تولید شدند. به منظور بررسی خواص مکانیکی آزمون کشش تک محوره و میکروسختی، و برای بررسی سطح مقطع شکست، از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. استحکام کششی نهایی در پایان گذر پنجم نورد تجمعی به 393 مگاپاسکال رسید که نسبت به نمونه ی اولیه 5.9 برابر شده است. همچنین نسبت به پژوهش پیشین، استحکام بدست آمده بالاترین مقدار بوده که به دلیل ضخامت کمتر لایه ها و نفوذ اکسید های سطحی به نمونه در مرحله آماده سازی است. همچنین با افزایش گذر های نورد پیوندی تجمعی، ضخامت لایه ها کمتر شده و کیفیت پیوند بین لایه ها بهبود می یابد. بررسی سطوح شکست در گذر پنجم نشان می دهد که مکانیزم شکست از نوع نرم است.

    کلید واژگان: فویل آلومینیوم, نورد تجمعی, خواص مکانیکی, شکست نگاری, مطالعه ی تجربی}
    Elaheh Alizadeh Alisaraei, Ramin Hashemi *, Davood Rahmatabadi, Christof Sommitsch

    Aluminum foils have been extensively used in packaging and household applications to protect foods and pharmaceutical products from environmental effects. In recent years, sever plastic deformation processes have been highly regarded due to the production of ultra-fine-grained metal materials. The high applicability of nanostructures, due to their unique physical and mechanical properties, reveals the importance of investigations on new forming methods. Accumulative roll bonding (ARB) process is one of the best and most practical methods for forming metal sheets, which mechanism is the plastic deformation of material through the passage between two or more rollers. In this investigation, thin aluminum foils with a thickness of two hundred microns were produced using accumulative roll bonding method in five passes without lubricant or additional heat treatment between passes and at ambient temperature. To investigate the mechanical properties, uniaxial tensile test and microhardness test were used, and to investigate the microstructure and fracture surface area, scanning electron microscopy was used. The ultimate tensile strength at the end of the fifth ARB pass reached 393 MPa, about 5.9 times larger than of the initial sample. Also, compared to the previous research, the obtained strength was highest due to the lower thickness of the layers and the penetration of surface oxides into the metal matrix during preparation. Furthermore, by increasing the number of accumulative roll bonding passes, the thickness of the layers decreases and the bonding quality between layers is improved. Investigation on tensile fracture surface after five passes exhibits ductile failure mechanism.

    Keywords: Aluminum Foil, Accumulative roll bonding, Mechanical properties, Fractography, Experimental study}
  • سیده مریم میرفلاح نصیری، علی باستی*، رامین هاشمی، ابوالفضل درویزه

    نمودار حد شکل دهی یکی از پرکاربردترین روش ها در پیش بینی ناپایداری پلاستیک در فرآیند شکل دهی ورق های فلزی است که دما و نرخ کرنش از جمله عوامل تاثیرگذار بر این منحنی ها است. در این مقاله، اثر دما و نرخ کرنش در شرایط بارگذاری نیمه-استاتیکی، بر رفتار تنش-کرنش و نمودار حد شکل دهی آلیاژ آلومینیومی AA3104 بر اساس روش مارسینیاک-کوزینسکی و مدل کارسختی جانسون-کوک بررسی شده است. ابتدا صحت سنجی نتایج عددی پاسخ تنش-کرنش با استفاده از مدل لودویک با نتایج تجربی انجام شد که نتایج تئوری مطابقت خوبی را با نتایج تجربی نشان داد. سپس با توجه به منحنی های تنش-کرنش به دست آمده بر اساس معادله ی لودویک، ثابت های مدل جانسون-کوک برای ورق فلزی AA3104 محاسبه و برای دماهای مختلف 50°C، 300°C و 400°C، و نرخ کرنش های متفاوت 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4) و 〖10〗^(-3) بر ثانیه، منحنی های تنش-کرنش و نمودار حد شکل دهی استخراج شد. سطح منحنی تنش-کرنش ورق با افزایش دما کاهش و با افزایش نرخ کرنش افزایش یافت. هم چنین سطح نمودار حد شکل دهی آلیاژ با افزایش دما افزایش و با افزایش نرخ کرنش کاهش پیدا کرد. نتایج بیانگر اثر مثبت دما بر کرنش های حدی به علت نرم شدن حرارتی و اثر منفی نرخ کرنش بر نمودار حد شکل دهی AA3104 به علت رفتار ساختاری ماده است.

    کلید واژگان: نمودار حد شکل دهی, مدل M-K, مدل جانسون-کوک, دما, نرخ کرنش}
    Seyedeh Maryam Mirfalah Nasiri, Ali Basti *, Ramin Hashemi, Aboulfazl Darvizeh

    Forming limit diagram is one of the most applicable methods for prediction of plastic instability in sheet metal forming that temperature and strain rate is among factors effecting on the FLD. In this paper, the effects of temperature and strain rate at quasi-static condition on the true stress-true strain curve and forming limit curve of AA3104 aluminum are analytically investigated using Marciniak-Kuckzynski method and Johnson-cook model. The stress-strain response of numerical results validation using the Ludwik model is performed with experimental results. Theoretical results show a good agreement with experimental results. Then, according to the stress-strain curves obtained based on the Ludwik equation, Johnson-Cook coefficients are calculated for AA3104 and the true stress-true strain respond and forming limit diagram are produced for different temperatures 50°C، 300°C and 400°C and several t strain rates 〖10〗^(-5)، 〖10〗^(-4)and 〖10〗^(-3) s^(-1). The stress-strain curve decreases with increasing temperature and increases with increasing strain rate. Also the FLD increases with increasing temperature and decreases with increasing strain rate. The results exhibit a positive sensitivity of temperature on the limit strain due to the thermal softening and the negative strain rate sensitivity on the FLD AA3104 due to the behavior of crystallographic structure of the material

    Keywords: Forming Limit Diagram, Johnson-cook Model, Temperature, Strain Rate}
  • جواد عیسی آبادی بزچلوئی، محمد صدیقی، رامین هاشمی*

    فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار، یکی از روش های تغییرشکل پلاستیک شدید می باشد که به منظور دستیابی به مواد فوق ریزدانه مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق، به بررسی اثر دمای فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار بر روی خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 5083 در پاس های مختلف پرداخته شد. فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار در دماهای محیط، 200 و 300 سانتیگراد و با استفاده از روانکار در پاس های مختلف بر روی نمونه ها انجام گرفت. خواص مکانیکی و شکست نمونه ها به وسیله آزمون کشش تک محوره، آزمون میکروسختی و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش تعداد پاس های فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار در یک دمای مشخص استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و میکروسختی نمونه ها افزایش می یابد که این افزایش در پاس های ابتدایی با شیب بیشتری اتفاق می افتد، در حالی که تغییر طول نمونه تا شکست کاهش می یابد. با مقایسه خواص مکانیکی نمونه ها بعد از انجام فرآیند نورد در کانال همسان زاویه دار در یک پاس مشخص در دماهای مختلف مشاهده شد که با افزایش دما استحکام تسلیم، استحکام کششی نهایی و میکروسختی نمونه ها نسبت به دمای محیط اندکی کاهش یافته ولی مقدار تغییر طول نمونه تا شکست و به دنبال آن شکل پذیری نمونه ها بهبود یافته است. به طوری که در پایان پاس سوم، استحکام تسلیم و سختی نمونه های عبور داده شده در دمای 300 درجه سانتیگراد نسبت به دمای محیط به ترتیب 14.8% و 8.5% کاهش و درصد تغییر طول نمونه تا شکست 22.2% افزایش یافته است.

    کلید واژگان: نورد در کانال همسان زاویه دار, آلیاژ آلومینیوم 5083, خواص مکانیکی, میکروسکوپ الکترونی روبشی, دما}
    Javad Eisaabadi Bozcheloei, M. Sedighi, Ramin Hashemi *

    The equal channel angular rolling (ECAR) process is one of the methods of severe plastic deformation that is considered to obtain ultrafine-grain materials (UFG.( In this study, the effect of temperature on the mechanical properties of 5083 aluminum alloy was investigated in this process. Equal channel angular rolling process was performed at the temperatures 25℃ (room temperature), and 200 and 300℃. The equal channel angular rolling was used as a lubricant. The evaluation of mechanical properties and fracture mode of the samples was assessed using uniaxial tensile test, micro-hardness test and scanning electron microscope (SEM). The results revealed that by increasing number of ECAR passes at a specific temperature, yield strength, ultimate tensile strength and micro-hardness increased in which that increasing rate is more higher at the initial passes than the last ones, while the elongation decreased, contrarily. Study of the mechanical properties of the samples after applying the ECAR process in a specified pass at different temperatures showed that by increasing the temperature, the yield strength, ultimate tensile strength and micro-hardness of samples decreased in comparison with the samples processed in the ambient temperature. However, the elongation was improved. As a quantitatively results, at the end of the third pass at 300°C, the yield strength and micro-hardness of the samples decreased by 14.8% and 8.5%, respectively, in comparison with the samples processed in the ambient temperature, and the elongation increased by 22.2%.

    Keywords: ECAR, Aluminum alloy 5083, Mechanical properties, SEM, Temperature}
  • داود رحمت آبادی، علی شاهمیرزالو، مسلم طیبی، محمدرضا فراهانی، رامین هاشمی*

    در این مقاله، برای اولین بار مدول یانگ، ضریب ناهسانگردی و پارامترهای الاستیک و پلاستیک کامپوزیت های سه لایه آلومینیوم-برنج-آلومینیوم تولیدشده با فرآیند اتصال نوردی با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال ارزیابی شده است. همبستگی تصاویر دیجیتال یک روش نسبتا جدید است که برای اندازه گیری میدان کرنش و تعیین پارامترهای مختلف مختلف مانند ناهسانگردی و مدول یانگ برای مواد و آلیاژهای زیادی آزموده شده است. ساختار، خواص مکانیکی، پارامترهای الاستیک و پلاستیک، کامپوزیت های سه لایه آلومینیوم/برنج/آلومینیوم تولید شده با روش اتصال سرد نوردی با استفاده از میکروسکوپ نوری، میکروسختی و آزمون کشش همراه با ستاپ دوبعدی روش همبستگی تصاویر دیجیتال تعیین شد. با استفاده از کرنش طولی و عرضی بدست آمده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال و روابط پلاستیسیته، کرنش در راستای ضخامت، ضریب ناهمسانگردی و سایر پارامترهای الاستیک و پلاستیک محاسبه شد. نتایج نشان داد که به دلیل کارسختی ناشی از افزایش چگالی نابه جایی در حین نورد خواص مکانیکی نسبت به نمونه های اولیه بهبود یافت به طوری که استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی کامپوزیت، نسبت به آلومینیوم اولیه بیش از پنج برابر و میکروسختی هر دولایه آلومیینوم و برنج بیش از دو برابر افزایش یافت. مقدار مدول الاستیسیته محاسبه شده با استفاده از روش همبستگی تصاویر دیجیتال 77.8GPa بدست آمد که نسبت به مقادیر بدست آمده از روابط تیوری بر اساس حجم مواد تشکیل دهنده دارای اختلاف اندک است. همچنین مقدار ضریب ناهمسانگردی در حین آزمون کشش، پس از نوسان اولیه تا نقطه گلویی، افزایش و سپس روند کاهشی به خود گرفت و کمی قبل از شکست ثابت شد.

    کلید واژگان: فرآیند اتصال نوردی, روش همبستگی تصاویر دیجیتال, پارامترهای الاستیک و پلاستیک, ضریب ناهمسانگردی}
    Davood Rahmatabadi, Ali Shahmirzalo, Moslem Tayyebi, MohamadReza Farahani, Ramin Hashemi *

    In the present study, for the first time the Young's modulus, anisotropy coefficient and elastic and plastic parameters of multi-layered Al/Br/Al composite produced by cold roll bonding process were assessed by digital image correlation method. The digital image correlation (DIC) is a relatively new method used to measure strain fields to determine various parameters such as anisotropy and Young's modulus for many materials and alloys. Structure, mechanical properties, elastic and plastic parameters are determined by optical microscopy (OM), micro-hardness measurements and tensile tests equipped by 2D DIC system. Using longitudinal and transverse strains from DIC and plasticity theory thickness strain, anisotropy coefficient and other elastic and plastic parameters were calculated. The results showed that mechanical properties were improved compared to the primary samples, so that the yield strength and ultimate tensile strength of the composite were more than five times the original aluminum, and microhardness of both layers of aluminum and brass improved more than two times due to cold working caused by increasing the dislocation density during rolling. The value of the calculated elastic modulus was obtained 77.8GPa by digital image correlation method, which are little difference from the values obtained from theoretical relationships based on the volume of the composite materials. Also, the anisotropy coefficient during the tensile test, after the initial oscillation increased to the necking point, then decreased and a little before the failure point fixed.

    Keywords: CRB, DIC method, elastic, plastic parameters, anisotropy coefficient}
  • Ramin Hashemi, Mehdi Habibi, Hamzeh Beyranvand*, Ali Emami, Mahdi Hashemi, Davood Ranjbar Rafi

    In this paper, we propose to use discretized version of the so-called Enhanced Gaussian Noise (EGN) model to estimate the non-linearity effects of fiber on the performance of optical coherent and uncompensated transmission (CUT) systems. By computing the power of non-linear interference noise and considering optical amplifier noise, we obtain the signal-to-noise (SNR) ratio and achievable rate of CUT. To allocate power of each CUT channel, we consider two optimization problems with the objectives of maximizing minimum SNR margin and achievable rate. We show that by using the discretized EGN model, the complexity of the introduced optimization problems is reduced compared with the existing optimization problems developed based on the so-called discretized Gaussian Noise (GN) model. In addition, the optimization based on the disctretized EGN model leads to a better SNR and achievable rate. We validate our analytical results with simulations and experimental results. We simulate a five-channel coherent system on OptiSystem software, where a close agreement is observed between optimizations and simulations. Furthermore, we measured SNR of commercial 100Gbps coherent transmitter over 300 km single-mode fiber (SMF) and non-zero dispersion shifted fiber (NZDSF), by considering single-channel and three-channel coherent systems. We observe there are performance gaps between experimental and analytical results, which is mainly due to other sources of noise such as transmitter imperfection noise, thermal noise, and shot noise, in experiments. By including these sources of noise in the analytical model, the gaps between analytical and experimental results are reduced.

    Keywords: Optical Coherent Transmission Systems, Fiber Non-linear Interference Noise, Power Allocation, Minimum Signal-to-Noise-Ratio (SNR) Margin, Maximum Achievable Capacity}
  • داود رحمت آبادی، مسلم طیبی، بهنام نورمحمدی خیارک، رامین هاشمی*
    در دودهه اخیر، توسعه کامپوزیت های لایه ای و همچنین روش های تولید آن ها به یک موضوع جذاب برای محققین تبدیل شده است. فرآیند پیوند نوردی، یک جوش حالت جامد برای ایجاد پیوند بین گستره وسیعی از فلزات با استفاده از یک نورد ساده است. در این تحقیق، کامپوزیت چندلایه آلومینیوم 5052-منیزیم AZ31B با استفاده از فرآیند پیوند نوردی تولید و شکل پذیری آن مورد بررسی قرار گرفت. عملیات نورد با اعمال کاهش ضخامت 70% در دمای اتاق انجام شد. شکل پذیری کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم با استفاده از آزمایش اتساع با سنبه نیم کروی در بارگذاری های متفاوت انجام و نمودار حدشکل پذیری ترسیم شد. نمودارهای حدشکل پذیری کاربردی ترین روش برای به دست آوردن شکل پذیری ورق است که کرنش های حدی قبل از شکست و گلویی را مشخص می کند. علاوه بر شکل پذیری، خواص مکانیکی و سطح مقاطع شکست نیز با استفاده از آزمون کشش، میکروسختی، میکروسکوپ نوری و الکترون روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به شکل پذیری کم منیزیم و تولید کامپوزیت آلومینیوم/منیزیم در دمای اتاق، سطح منحنی حد شکل پذیری مطلوب و مناسب بوده که علت آن عدم جدایش بین فصل مشترک های آلومینیوم و منیزیم و جبران تردی منیزیم با شکل پذیری بالای آلومینیوم است. همچنین نتایج خواص مکانیکی نشان داد که به دلیل کارسرد و افزایش چگالی نابه جایی، استحکام و میکروسختی کامپوزیت چندلایه آلومینیوم/منیزیم نسبت به آلومینیوم اولیه به ترتیب 149.5% و 80% بهبود یافت. تصاویر سطح مقطع شکست نشان داد که آلومینیوم قبل و بعد از نورد، دارای شکست نرم با اندازه و تعداد میکروحفرات متفاوت است که بعد از نورد اندازه و عمق میکروحفرات کاهش یافته است.
    کلید واژگان: کامپوزیت آلومینیوم, منیزیم, پیوند سرد نوردی, نمودار حد شکل پذیری و خواص مکانیکی}
    Davood Rahmatabadi, Moslem Tayyebi, Behnam Nourmohammadi Khiarak, Ramin Hashemi *
    In the past two decades, the development of layered composites as well as their manufacturing methods has become a fascinating subject for researchers. The CRB is a solid-state welding to create a bonding between a wide ranges of metals using a simple rolling. In this study, the multi-layered Al5052/MgAZ31B composite was produced by CRB and its formability was studied. Rolling operations were performed by applying a 70% reduction in room temperature. The formability of Al/Mg composite was carried out using stretch test with semi-circular punch in different loading and the forming limit diagram was drawn. FLDs are the most practical method for obtaining sheet formability, which determines the strain before necking and fracture. In addition to formability, mechanical properties and fracture surface of Al/Mg were also studied using a tensile test, microhardness, optical and scanning electron microscopy. Due to low formability of magnesium and the production of Al/Mg composite at room temperature, the surfaces of the FLD is desirable due to the lack of separation between the aluminum/magnesium interfaces and the compensation tightness of magnesium with high formability of aluminum. Also, the results of mechanical properties showed that strength and microhardness of Al/Mg composite compare to initial aluminum improved 149.5% and 80%, respectively, due to the cold working and increasing density of dislocations. The images of the fracture surfaces showed that the aluminum before and after rolling had a ductile fracture with different size, number of dimples that after the rolling the size and depth of the dimples decreased.
    Keywords: Al, Mg composite, cold roll bonding, forming limit diagram, mechanical properties}
  • داود رحمت آبادی، قادر فرجی، رامین هاشمی*
    یکی از مهم ترین عوامل اثرگذار بر خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی فلزات، اندازه دانه می باشد. فلزات فوق ریزدانه دارای میانگین اندازه دانه 1000-100 نانومتر و فلزات نانوساختار داری میانگین اندازه دانه کمتر از 100 نانومتر هستند. مواد فوق ریزدانه و نانوساختار به عنوان نسل جدیدی از محصولات فلزی شناخته می شوند که در مقایسه با فلزات درشت دانه دارای خواص مکانیکی و فیزیکی قابل ملاحظه ای هستند. در دودهه ی اخیر، به دلیل خواصی نظیر استحکام بالا، شکل پذیری و چقرمگی بالا، مقاوت به خوردگی خوب و خاصیت سوپرپلاستیسیته بالا، ساخت این مواد مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در سال های اخیر، روش های زیادی تحت عنوان تغییر شکل پلاستیک شدید ارائه شده است و هم اکنون نیز در حال تکامل و گسترش می باشند. در این فرآیندها، با وجود فشار هیدرواستاتیکی بالا و عدم تغییر ابعاد نمونه در حین فرآیند، امکان اعمال کرنش های بسیار بالا میسر می شود که متعاقبا خواص مکانیکی مطلوب و مواد فوق ریزدانه و نانوساختار حاصل می شود. فرآیند نورد تجمعی یکی از روش های تغییر شکل شدید پلاستیک می باشد. فرآیند نورد تجمعی روشی پرکاربرد، ساده، کم هزینه با قابلیت صنعتی می باشد که توانایی تولید فلزات فوق ریزدانه و نانوساختار را دارد. در این تحقیق فلزات سبک نظیر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم و همچنین فلزات پرکاربرد مس و فولاد مورد بحث قرار می گیرد. همچنین خواص مکانیکی، شکست نگاری و ویژگی های ریزساختاری فلزات فوق ریزدانه و نانوساختار تولیدشده به روش نورد تجمعی با نمونه های اولیه مقایسه می شود و مکانیز های حاکم بر فرآیند نورد تجمعی که باعث تغییرات خواص مکانیکی و ریزساختاری می شود مورد تحلیل قرار می گیرد.
    کلید واژگان: فلزات فوق ریزدانه و نانوساختار, تغییر شکل پلاستیک شدید, نورد تجمعی, خواص مکانیکی و ریزساختاری}
    Davood Rahmatabadi, Ghader Faragi, Ramin Hashemi *
    One of the most important factors affecting the mechanical, physical and chemical properties of metals, are crystal structure and grain size. Ultrafine metals with an average grain size of 1000-100nm and nanostructured metals have an average grain size of less than 100nm. Ultrafine and nanostructured materials are known as a new generation of metal products, which have remarkably mechanical and physical properties in comparison to coarse-grained metals. In the last two decades, due to good properties such as high strength, high ductility and toughness, good corrosion resistance and high superplasticity properties, these materials have been considered by many researchers. In recent years, many methods have been proposed for severe plastic deformation and are now being developed and expanded. In these processes, in spite of the high hydrostatic pressure and the unaltered dimensions of the sample during the process, it is possible to apply very high strains, which results in the desired mechanical properties and ultrafine grained and nanostructured materials. The accumulative roll bonding process is one of the methods of SPD. ARB process is simple, extensive use, low-cost, industrially capability method that can produce ultrafine and nanostructured metals. In this research, light metals such as aluminum, magnesium and titanium and also extremely used metal such as copper and steel are discussed. Also, mechanical properties, fractography and microstructural properties of ultrafine and nanostructured metals produced by ARB are compared with initial samples and the mechanisms governing of ARB process that cause changes in mechanical and microstructural properties are analyzed.
    Keywords: Ultrafine, nanostructure metals, sever plastic deformation, Accumulative Roll Bonding, mechanical properties, microstructure}
  • مسعود صابری، سیدعلی نیک نام*، رامین هاشمی
    کامپوزیت پایه فلزی (MMCs) از تقویت کننده های غیر فلزی (به عنوان مثال، سرامیک) در ماتریس های فلزی ساخته شده است که دارای ویژگی هایی همچون سختی، مقاومت در برابر سایش و خستگی مطلوب و وزن نسبتا سبک هستند. یکی از کامپوزیت های فلزی با خواص مکانیکی قابل توجه، کامپوزیت پایه تیتانیوم (Ti-MMC) است که به عنوان جایگزینی برای آلیاژهای پایه نیکل در تعداد زیادی از محصولات و بخش های صنعتی، از جمله صنایع خودرو و هوافضا مورد توجه قرار گرفته است. با وجود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی Ti-MMC، با توجه به قیمت بالا و حضور ذرات سرامیکی سخت و ساینده در ماتریس های فلزی، ماشینکاری Ti-MMC یک موضوع پیچیده و نیازمند مطالعات بیشتر است. نظر به اینکه مطالعات بسیار محدودی در زمینه ماشینکاری Ti-MMC در جریانهای مختلف و حالت های روانکاری در دسترس هستند، آگاهی کافی از اثرات پارامترهای برش و حالت های روانکاری در ویژگی های ماشینکاری، مسئله ای مهم و حائز اهمیت است. بنابراین، هدف از پژوهش، بررسی تجربی و فرکانسی تراشکاری Ti-MMC در حالت های خشک و با روانکار در نرخ جریان های مختلف می باشد. اثرات پارامترهای برشی بر روی شاخصه های ماشینکاری از جمله کیفیت سطح با استفاده از بررسی دامنه فرکانس مربوط سرعت دوران قطعه کار مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: کامپوزیت پایه تیتانیوم, ماشینکاری, روانکاری, آنالیز فرکانس}
    Masoud Saberi, Seyed Ali Niknam *, Ramin Hashemi
    Metal matrix composites are relatively low-weight materials comprising of reinforcing elements in their structure which tend to improve the hardness, abrasion resistance as well as well as fatigue resistance of the material. One of the metal matrix composites with significant mechanical features is titanium metal matrix composite (Ti-MMC) which can be considered as an alternative to nickel based superalloys in the wide range of applications in numerous manufacturing sectors, including automotive, and aerospace. Despite significant features aforementioned, due to high manufacturing costs and the presence of reinforcing elements in metal matrices, machining and machinability of Ti-MMCs is a complex subject. Knowing that limited studies are available on machining Ti-MMC under various lubrication modes and lubrication rates, adequate knowledge on the effects of cutting parameters and lubrication modes on machinability attributes of Ti-MMCs is a delicate subject. Therefore, the first aim of this work is to present the effects of cutting parameters, including lubrication modes and lubrication rate on machinability attributes, including surface quality. Furthermore, the Fast Fourier transform (FFT) will be used to evaluate the effects of cutting parameters on the frequency domain of recorded cutting forces.
    Keywords: Ti-MMC, Machining, Lubrication, Frequency analysis}
  • مسلم طیبی، داود رحمت آبادی، رامین هاشمی*
    کامپوزیت های زمینه فلزی دسته ای از مواد می باشند که دارای کاربردهای وسیع و گوناگونی از قبیل ساختمانی، سایشی و گرمایی می باشند. این نوع کامپوزیت ها نسبت به نقطه مقابل خود یعنی فلز پایه کاربردهای دمایی، استحکام، سفتی، هدایت حرارتی، مقاومت به سایش، مقاومت خزشی و پایداری ابعادی بهتری از خود نشان می دهند. در این پژوهش به بررسی روش های ساخت کامپوزیت های زمینه آلومینیمی تقویت شده با ذرات سرامیکی به ویژه فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید مبتنی بر نورد پرداخته شده است. تمرکز اصلی این پژوهش، بررسی خواص ریزساختاری، مکانیکی و مکانیزم های حاکم بر این نوع کامپوزیت ها که با دو روش نورد تجمعی و نورد تجمعی متقاطع تولید شده اند است. نتایج پژوهش های انجام شده نشان داد که در پاس های ابتدایی کامپوزیت های فراوری شده دارای توزیع مناسبی از ذرات تقویت کننده نیستند ولی با افزایش پاس، توزیع ذرات بهبود یافته و ذرات تقویت کننده در جهات طولی و عرضی توزیع می شوند. استحکام کششی و ریزسختی تقریبا روال مشابهی دارند به گونه ای که رفته رفته با افزایش میزان کرنش اعمالی و بهبود توزیع ذرات هر دو افزایش می یابند اما ازدیاد طول در پاس های ابتدایی به سبب توزیع نامناسب ذرات، تخلخل و ذرات خوشه ایابتدا افت و سپس با رفع این عیوب و توزیع مناسب بهبود می یابد. البته خواص مکانیکی و ریزساختاری در روش نورد تجمعی متقاطع مطلوب تر می باشد. همچنین مکانیزم های حاکم بر اصلاح ریزساختار در کامپوزیت های فرآوری شده با استفاده از فرآیندهای برپایه نورد، تشکیل حلقه ی اوروان، نقش ذرات تقویت کننده، اختلاف در ضریب انبساط حرارتی زمینه و تقویت کننده و غیره می باشد.
    کلید واژگان: کامپوزیت زمینه فلزی, تعییر شکل پلاستیک, ذرات تقویت کننده, خواص مکانیکی و ریزساختاری, مکانیزم های حاکم}
    Moslem tayyebi, Davood Rahmatabadi, Ramin Hashemi*
    Metal matrix composites are bunch of materials that have wide range of uses such as construction, abrasion, and heat. This type of composite exhibits better dimension than the base metal such as temperature applications, strength, rigidity, thermal conductivity, wear resistance, creep resistance and stability. In this study, the methods of producing aluminum composite reinforced with ceramic particles, especially the processes of sever plastic deformation, have been investigated. The main focus of this research is to study the microstructure, mechanical properties and mechanisms governing this type of composite produced by two ARB and cross CARB methods. The results of the research showed that in the initial passes of the processed composites there is no proper distribution of reinforcing particles but by increasing the number of passes, the particle distribution is improved and the reinforcing particles are distributed in longitudinal and transverse directions. Tensile strength and microhardness have the same trend which they gradually increased with increasing strain rates and improvement of particle distribution but elongation at first decreased in the initial passes due to the inappropriate distribution of the particles, porosity and cluster particles, and then improved with the elimination of these imperfections and distribution. However, the mechanical and microstructural properties of the CARB method are more favorable. Also, the governing mechanisms for microstructure modification in produced composites by rolling processes are the formation of the Orowan loop, role of reinforcing particles, difference in the coefficient of thermal expansion of the matrix and reinforcement, and so on.
    Keywords: Metal Matrix Composite, sever plastic deformation, reinforced particles, microstructure, mechanical properties. governing mechanism}
  • Forming limit curves of AA3105 on multiple temperature conditions: numerical investigation and experimental verification
    Behzad Hadiyan, Ramin Hashemi *, Habibollah Akbari
    In this paper, Forming Limit curves (FLCs) of AA3105 aluminum alloy sheet were obtained at four different temperatures using the Nakazima test. A novel approach based on the Nakazima test was applied to fabricate the experimental setup for determining forming limit diagrams (FLDs) at elevated temperatures. First, the Nakazima-die-set was manufactured, and a thermal system was prepared for increasing sheet and die’s temperature; then AA3105 samples were tested at four different temperatures experimentally. Moreover, the ABAQUS finite element software was employed. Three different criterions including the 2nd order of derivatives for major strain, equivalent plastic strain, and thickness strain were applied to estimate the onset of localized necking. The numerical results were verified by experiment. Both the experimental and finite element method results illustrated that the level of the forming limit diagram for the aluminum sheets improved by increasing its temperature. The forming limit improvement was not equal in every strain paths.
    Keywords: Sheet Metal Forming, Forming Limit Diagram, Elevated Temperature, AA3105, Finite element method}
  • Hamed Ebrahimi Keshmarzi, Ramin Hashemi *, Reza Madoliat
    One of the most important studies in tube hydroforming process is optimization of loading paths. The primary purpose of this research is to maximize formability by detecting the optimal forming parameters. The most significant settings in the prosperity of tube hydroforming process, are internal pressure and end axial feed (i.e., load path). In this paper, a finite element analysis was performed for a double-layered tube hydroforming process using the ABAQUS/Explicit software. Then, the finite element model has been verified with published experimental data. Using design of experiments (DOE) working with the Taguchi method, 32 loading paths are designed for optimization. All 32 loading paths are modelled using the finite element method in ABAQUS/Explicit and the magnitudes of bulge height and the total thickness of tubes at the branch tip are obtained in each loading path. The regression analysis is carried out to estimate the tubes formability and obtain objective functions that are bulge height and the total thickness of tubes at the protrusion peak as functions of loading parameters (internal pressure and axial feed). For solving the multi-objective optimization problem, the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) is utilized and the optimum results were obtained from the Pareto optimal front. Finally, the optimized loading path was applied to the finite element model and better formability (3.4% increase in the bulge height) has been achieved in the results.
    Keywords: Finite Element Method, Loading Path, Multi-Layered Tube, Multi-Objective Optimization, Regression Analysis, Tube Hydroforming}
  • Nima Najafizadeh, Majid Rajabi *, Ramin Hashemi, Saeid Amini
    Ultrasonic energy is used for applying severe plastic deformation on metal surfaces. In the present work, the effect of ultrasonic vibration on the formability, microhardness and microstructural properties of St14 steel sheet has been investigated. To be precise, a semi-hemispherical-head forming tool had shaped the specimens until the necking started to happen. Conventional as well as the ultrasonic-assisted biaxial stretch forming test has been performed on St14 steel sheets and obtained data has been used to compare the hardness and microstructure of the specimen with and without superimposing the ultrasonic vibration. It was observed that the hardness of the samples which have been shaped by applying ultrasonic vibrations to the tool with an amplitude of 15µm at 20.5 kHz increased significantly in compared with the samples which have been shaped without using ultrasonic vibration, revealing the efficiency of the ultrasonic operation in increasing the hardness.
    Keywords: Ultrasonic Vibration, Hardness, Necking, Deformation Behavior, Grain size}
  • Farzaneh Moosavi, Mojdeh Erfanian, Ramin Hashemi *, Reza Madoliat
    In this article, the effect of different yield functions on prediction of forming limit curve (FLC) for aluminum sheet is studied. Due to importance of FLC in sheet metal forming, concentration on effective parameters must be considered exactly in order to have better theoretical prediction comparing experimental results. Yield function is one of the factors which are improved by adding new coefficients that follows the behaviour of material with good approximation, so applying different yield functions can change shape and level of FLCs. In this study the yield criteria which are used in determination of forming limit curves, are Hill48, Hosford, BBC2008, Soare2008, Plunkett2008 and YLD2011. The YLD2011 yield function is more appropriate than the other yield function for prediction of the FLD of aluminum alloy. The well-known Marciniak-Kuczynski (M-K) theory and voce hardening law have also been used. To verify the numerical results, the obtained results have been compared with available experimental data.
    Keywords: Forming Limit Diagram, Aluminum, Yield Functions, Marciniak-Kuczynski theory}
  • Mehdi Bostan Shirin, Ramin Hashemi, Ahmad Assempour
    An enhanced unfolding Inverse Finite Element Method (IFEM) has been used together with an extended strain-based forming limit diagram (EFLD) to develop a fast and reliable approach to predict the feasibility of the deep drawing process of a part and determining where the failure or defects can occur. In the developed unfolding IFEM, the meshed part is properly fold out on the flat sheet and treated as a 2D problem to reduce the computation time. The large deformation relations, nonlinear material behavior and friction conditions in the blank holder zone have also been considered to improve the accuracy and capability of the proposed IFEM. The extended strain-based forming limit diagram based on the Marciniak and Kuczynski (M-K) model has been computed and used to predict the onset of necking during sheet processing. The EFLD is built based on equivalent plastic strains and material flow direction at the end of forming. This new forming limit diagram is much less strain path dependent than the conventional forming limit diagram. Furthermore, the use and interpretation of this new diagram are easier than the stress-based forming limit diagram. Finally, two applied examples have been presented to demonstrate the capability of the proposed approach.
    Keywords: Sheet metal forming, Inverse finite element method, Strain path, Blank shape, Nonlinear deformation, Extended strain-based forming limit diagram}
  • مسلم طیبی، داود رحمت آبادی، رضا رشیدی، رامین هاشمی*
    و دست یابی به خواص مکانیکی و ریزساختاری مطلوب مورد توجه محققین قرار گرفته است. در بین روش های تغییر شکل شدید پلاستیک، روش نورد تجمعی متقاطع الهام گرفته از نورد تجمعی معمولی می باشد که توانایی تولید کامپوزیت های فلزی با خواص مکانیکی و ریزساختاری مطلوب تر را دارد. در این تحقیق، برای اولین بار، کامپوزیت زمینه آلومینیمی متشکل از 5% پودر نیکل خالص به وسیله نورد تجمعی متقاطع در هشت پاس تولید شد. ریزساختار و خواص مکانیکی در پاس های مختلف با استفاده از میکروسکوپ های نوری و الکترون روبشی، آنالیز عنصری و آمون های کشش تک محوره و ریزسختی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ریزساختاری نشان داد که پیوند بین لایه ها در پاس های ابتدایی ضعیف تر بوده و در ساختار تخلخل وجود دارد، ولی با افزایش پاس و بعد از پاس هشتم، توزیع بهتری از پودرهای نیکل و لایه های اکسیدی در کامپوزیت مشاهده شد و از میزان تخلخل کاسته شد. با افزایش پاس های فرآیند نورد تجمعی استحکام کششی و ریزسختی به صورت پیوسته افزایش یافت. دلیل این افزایش به سبب مکانیزم های حاکم در فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد و پودر نیکل در این افزایش سهم چندانی نداشت. همچنین مقدار ازدیاد طول نیز پس از افت شدید در ساندویچ اولیه، با افزایش پاس تا پایان پاس هشتم به صورت پیوسته و با نرخ کم، افزایش یافت. مقدار استحکام کششی و ریزسختی نسبت به نمونه ی آنیل به ترتیب 3. 88 و 2. 5 برابر شد
    کلید واژگان: تغییر شکل شدید پلاستیک, فرآیند نورد تجمعی متقاطع, پودر نیکل, خواص مکانیکی و ریزساختاری}
    Moslem Tayyebi, Davood Rahmatabadi, Reza Rashidi, Ramin Hashemi *
    In recent years, different SPD methods have been attention of researchers to produce metal matrix multi-layered composite and to achieve good mechanical properties and microstructure. Among SPD methods, CARB process is inspired by ARB which has the ability to produce metal composites with better mechanical and microstructural properties. In this investigation, for the first time, aluminum composite matrix consisting of 5% pure nickel powder was produced by CARB in eight pass. Microstructure and mechanical properties of produced composite were evaluated in the different cycles of CARB process by optic and scanning electron microscopy, elemental analysis, uni-axial tensile test, microhardness, respectively. Results of microstructure showed that the bonding between the layers in the first passes is weak and there is a porosity in structure but by increasing the passes and after 8 pass, in produced composite, distribution of nickel powders and oxide layers has better than previous cycles, and porosity reduced. By increasing the number of CARB passes, tensile strength and microhardness increased continuously. The reason for this increase is due to the governing mechanisms in the process of SPD, and the nickel powder did not contribute much to this increase. Also, the amount of elongation after a severe drop in the initial sandwich, increased by increasing the pass until the end of the eighth cycle, continuously with a low increase rate. The tensile strength and microhardness increased 3.88 and 2.5 times, respectively, compared to the annealed sample
    Keywords: SPD, CARB process, Ni particle, mechanical properties, microstructure}
  • سید بهنام عبدالهی برایی، مهدی اسماعیلی بیدهندی*، داریوش افضلی، رامین هاشمی
    با توجه به کمبود منابع آبی، استفاده از فاضلاب تصفیه شده بعنوان یک راهکار پایدار مد نظر صنایع مختلف بویژه واحدهای خنک کننده صنعتی و دیگ های بخار فعال در صنایع قرار گرفته است. لیکن استفاده از فاضلاب تصفیه شده، مشکلات خاص خود نظیر خوردگی قطعات فلزی که اغلب از فولاد کربنی ساخته شده اند را به همراه دارد. لذا روش های مختلفی نظیر پوشش دهی توسط بهره برداران صنعتی به منظور کاهش خوردگی مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، پوشش سرامیکی نانو کامپوزیتی سیلیکا / تیتانیا به روش سل - ژل تولید و به روش غوطه وری به مدت 100 ثانیه بر روی فولاد کربنی نشانده شد و ساختار و خواص خوردگی پوشش های ایجاد شده بررسی گردید. نتایج نشان دادند که پوشش مذکور خواص خوردگی فولاد کربنی را بهبود می دهد. سپس به منظور بهبود خواص و عملکرد پوشش، نسبت های مولی اجزای سازنده و فاکتورهای موثر بر عملکرد پوشش بررسی شدند تا پوشش بهینه با ساختار نانویی و بیشترین میزان حفاظت از خوردگی تهیه گردد. جهت بررسی عملکرد حفاظت از خوردگی پوشش ها، منحنی های پلاریزاسیون و جهت بررسی مورفولوژی سطح، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی به کار گرفته شد. به منظور بررسی نوع پیوندها و گروه های عاملی موجود در سل بهینه تهیه شده، از طیف مادون قرمز استفاده گردید. میزان حفاظت از خوردگی پوشش بهینه، در محلول سدیم کلراید 5/3 در صد مورد بررسی شد و نتایج حاصل نشان دادند که پوشش بهینه ی تهیه شده، حفاظت موثر برای سطح فولاد کربنی در برابر خوردگی در محلول سدیم کلراید 5/3 درصد را فراهم می کند.
    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, پوشش دهی, حفاظت از خوردگی, سل- ژل, منحنیهای پلاریزاسیون}
    Seyyed Behnam Abdollahi Boraei, Mehdi Esmaeili-Bidhendi *, Daryoush Afzali, Ramin Hashemi
    Nowadays due to water shortage, the use of treated wastewater as sustainable solution has been considered by industrial units; especially in industrial cooling units and boilers. However the use of treated wastewater also has its own problems such as corrosion of metal parts that they are often made of carbon steel. Therefore different methods such as coating have been considered by the industrial user of treated wastewater in order to reduce corrosion. So in this study, SiO2/TiO2 Ceramic Nano composite coatings was put on Carbon Steel plates by Sol-Gel method and by dipping process for 100 seconds and microstructure and properties of produced ceramic coatings were investigated. The results showed that ceramic Nano composite coatings improved corrosion properties of Carbon Steel. In order to improve the properties and performance of the coating, the molar ratio of components and factors affecting performance of coating were evaluated till optimum coating with Nano structure and highest level of corrosion protection is provided. To evaluate the performance of coatings for corrosion protection, polarization curves and to determine the surface morphology, scanning electron microscope was used. In order to study the bonds type and functional groups in the optimal sol, infrared spectrum was used. The optimum corrosion protection coatings were studied in 3.5% sodium chloride solution. The results showed that the ceramic optimal deposited coating provides effective protection for the surface of Carbon Steel against corrosion in 3.5% sodium chloride solution.
    Keywords: Nano composite, Coating, Corrosion Protection, Sol-gel, Polarization Curves}
  • سیده مریم میرفلاح نصیری، علی باستی*، رامین هاشمی، ابوالفضل درویزه
    در فرآیندهای جدید شکل دهی ورق های فلزی مانند شکل دهی تدریجی و شکل دهی چرخشی کاربرد فرض حالت تنش صفحه ای در مدل مارسینیاک-کوزینسکی به علت وجود تنش های نرمال و برشی چندان منطقی نیست. در این نوع فرآیندهای شکل دهی، کرنش های حدی به دست آمده بر بهبود شکل پذیری ورق دلالت می کند. حال آن که در پژوهش ها کم تر تاثیر وجود تنش برشی بررسی شده است. نمودار حد شکل دهی توسعه یافته منحنی ارزشمندی است که هر شش مولفه ی تانسور تنش در آن لحاظ شده است. در این مقاله، اثر تنش های نرمال و برشی بین ضخامتی بر روی کرنش های حدی ورق آلومینیومی AA6011 با استفاده از مدل اصلاح شده ی M-K و تابع تسلیم غیرایزوتروپیک هیل 48 و به کمک روش حل عددی دستگاه معادلات غیرخطی نیوتن-رافسون بررسی شده است. ابتدا نمودار حد شکل دهی با فرض وجود تنش های برشی بین ضخامتی ترسیم شد و در ادامه اثر هم زمان تنش نرمال و تنش برشی بر روی کرنش های حدی بررسی و منحنی های حد شکل دهی توسعه یافته حاصل شد. نتایج نشان می دهد که تنش های برشی ضخامتی موجب افزایش کرنش های حدی می شود. هم چنین تاثیر تنش نرمال در مقایسه با تنش برشی بر افزایش شکل پذیری ورق بیش تر است.
    کلید واژگان: نمودار حد شکل دهی توسعه یافته, تنش نرمال, تنش برشی بین ضخامتی, مدل اصلاح شده ی مارسینیاک-کوزینسکی}
    Seyedeh Maryam Mirfalah Nasiri, Ali Basti *, Ramin Hashemi, Abolfazl Darvizeh
    In the new sheet metal forming process as incremental sheet forming and spinning forming, this is not perfectly true in Marciniak-Kuczyinski model to assume that sheet deformation occurs in the plane-stress state indispose there are normal compressive stress and through-thickness stress. In this type of forming processes, the obtained limit strains refer to improving the sheet forming. However, in researches the effects of through-thickness shear stresses, also known as out-of-plane shear, has been studied less. The generalized forming limit diagram is a great curve that includes all six components of the stress tensor. In this paper, the effect of normal comprehensive and through-thickness shear stresses on the limit strain AA6011 aluminum sheet using a modified M-K and the anisotropic Yield function, Hill 48 and by using numerical solutions of nonlinear equations, Newton-Raphson method. The first the forming limit diagram was drawn with the assumption that the through-thickness shear stresses and then the effects of normal comprehensive stress and through-thickness shear stress on the limit strains were proved and the generalized forming limit curves were obtained. The results show that forming limits can be increased significantly by both normal compressive stress and through-thickness shear stresses. Also, the effects of normal stress on increasing the formability of sheet compared with the effects of through-thickness shear stress is greater.
    Keywords: Generalized Forming Limit Diagram, Normal Stress, Through-Thickness Shear Stress, Modifed M-K model}
  • داود رحمت آبادی، مسلم طیبی، رامین هاشمی *
    در این پژوهش کامپوزیت لایه ای آلومینیوم/مس با استفاده از روش پیوند نوردی در دمای اتاق، بدون استفاده از روانکار و با استفاده از یک ماشین نورد آزمایشگاهی با اعمال کاهش ضخامت 60% تولید شد. همچنین خواص مکانیکی، شکست نگاری و ریزساختار با استفاده از آزمون کشش تک محوره، میکروسختی، عکس برداری از سطح مقطع شکست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های انجام شده حاکی از افزایش استحکام و میکروسختی برای نمونه ی کامپوزیتی آلومینیوم/مس نسبت به نمونه های اولیه آلومینیوم 5052 و مس خالص می باشد که عامل اصلی این افزایش اعمال کرنش زیاد و کار سرد می باشد. استحکام کششی برای نمونه ی تولید شده به 415مگاپاسکال می رسد که نسبت به نمونه های اولیه آلومینیوم و مس به ترتیب 48% و 140% افزایش می یابد. همچنین میکروسختی برای هر لایه به صورت جداگانه محاسبه شد و برای لایه های آلومینیوم و مس به ترتیب 14% و 83% افزایش یافت. عکس های میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می دهد که مکانیزم شکست نرم برای کامپوزیت لایه ای آلومینیوم/مس همانند نمونه های اولیه حاکم است، البته با این تفاوت که میکروحفرات برای نمونه ی کامپوزیتی نسبت به نمونه های اولیه کم عمق تر و کوچکتر شده اند.
    کلید واژگان: کامپوزیت لایه ای آلومینیوم-مس, پیوند سرد نوردی, خواص مکانیکی, شکست نگاری و ریزساختار}
    Davood Rahmatabadi, Moslem Tayyebi, Ramin Hashemi *
    In the present study, Al/Cu layered composite was produced through CRB method at room temperature, without lubricant and via using laboratory rolling machine by applying 60% reduction in thickness. Also mechanical properties, fracturgraphi and microstructure investigated through uniaxial tensile test, microharsness, scanning electron and optiv microscope. Results of carried out tests, showed the value of tensile strength and microhardness for Al/Cu layered composite compared to initial Al 5052 and pure Cu, increased that the main cause of this increase is applied high strain and cold working. Value of tensile strength for Al/Cu layered composite received 415 MPa that compared to initial Al 5052 and pure Cu 48% and 140% enhanced, respectively. Also microhardness calculated for each layers of composite individually and for Al and Cu increased 14% and 83% respectively. Results of SEM demonstrated that ductile fracture mechanism govern for Al/Cu composite such as initial samples, but the difference is that dimples for composite layers shallower and smaller compared to initial samples.
    Keywords: Layered Al-Cu composite, Cold Roll Bonding, Mechanical properties, fracturgraphi, Microstructure}
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر رامین هاشمی
    هاشمی، رامین
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