جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "روش تاگوچی" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «روش تاگوچی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
افزایش جمعیت جهانی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، همراه با تغییرات محیطی ناشی از افزایش تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر، موجب شده اند که تامین پایدار، کافی و مقرون به صرفه این منابع به یکی از چالش های مهم موجود تبدیل شوند. مطالعه حاضر به بررسی چرخه تولید توان بر پایه انرژی زمین گرمایی و خورشیدی با هدف بهینه سازی عملیاتی، افزایش کارایی و کاهش هزینه های تولید انرژی می پردازد. این مطالعه از نرم افزار EES برای تحلیل اگزرژی و اگزرژی- اقتصادی استفاده کرده و با استفاده از روش بهینه سازی تاگوچی به شناسایی حالت های بهینه عملیاتی پرداخته است. نتایج نشان می دهند که این سیستم تحت شرایط بهینه، می تواند بازده قانون اول را تا 17% نسبت به مقدار میانگین افزایش و تخریب اگزرژی کل را تا 50% نسبت به میانگین کاهش دهد. همچنین نتایج نشان می دهد که تبخیرکن متصل به گردآور خورشیدی و دمای چگالنده، اصلی ترین عوامل تاثیرگذار بر بازده قوانین اول و دوم، کاهش تخریب اگزرژی و نرخ هزینه تخریب اگزرژی هستند.
کلید واژگان: تحلیل انرژی, تحلیل اگزرژی, چرخه رانکین آلی, روش تاگوچی, بهینه سازی, طراحی آزمایشThe global population increase and the depletion of fossil fuel reserves, along with environmental changes caused by the rising demand for renewable energy, have turned the sustainable, adequate, and cost-effective supply of these resources into a significant challenge. The current study examines the power generation cycle based on geothermal and solar energy, aiming to optimize operational procedures, increase efficiency, and reduce energy production costs. This study utilizes EES software for exergy and exergy-economic analysis and employs the Taguchi optimization method to identify optimal operational conditions. Results show that, under optimal conditions, this system can increase the first law efficiency by up to 17% compared to the average and reduce the total exergy destruction by up to 50%. Furthermore, the results indicate that the evaporator connected to the solar collector and the condenser temperature are the main factors affecting the efficiency of the first and second laws, reducing exergy destruction, and the cost rate of exergy destruction
Keywords: Energy Analysis, Exergy Analysis, Organic Rankine Cycle, Taguchi Method, Optimization, Experimental Design -
در تحقیق حاضر، با ارائه ساختار جدیدی از جذب کننده ها تلاش شده است عملکرد آن نسبت به جذب کننده یکپارچه پلیمری که در سپر خودروها بکار گرفته می شود، بهبود یابد. جذب کننده ارائه شده ساختاری ساندویچی دارد بطوریکه پوسته ها و هسته به ترتیب از جنس فوم آلومینیومی و فوم پلیمری می باشند. پژوهش حاضر با استفاده از روش اجزا محدود حل و جهت انجام شبیه سازی ها از نرم افزار آباکوس استفاده شده است. همچنین شبیه سازی مسئله مطابق استاندارد ای سی ای آر 042 (E.C.E-R042) انجام گرفته است. در نهایت با تحلیل نتایج مشاهده گردید چگالی نسبت به ضخامت تاثیر بیشتری بر عملکرد جذب کننده دارد. در تمام حالات ساندویچی بیشینه تنش فون مایسس و بیشینه کرنش پلاستیک معادل نسبت به جذب کننده پلیمری کاهش داشته است و بیشینه نیرو برخورد در بازه محدودی از چگالی پوسته نسبت به جذب کننده پلیمری کمتر بوده است. در نهایت با استفاده از روش تاگوچی بهترین ساختار برای تحمل بیشینه نیروی برخورد، بالاترین تنش فون مایسس و کرنش پلاستیک معادل محاسبه گردید که جذب کننده ساندویچی با ضخامت پوسته 25 میلیمتر و چگالی 225 کیلوگرم بر متر مکعب به عنوان مورد منتخب معرفی شد.
کلید واژگان: جذب کننده سپر, برخورد سرعت پایین, اجزا محدود, ساختار ساندویچی, فوم آلومینیومی, روش تاگوچی, آنالیز واریانسIn this study, a novel absorber design is presented to enhance performance over the conventional polymer variant in car bumpers. The new absorber adopts a sandwich structure with aluminum foam shells and a polymer foam core. Finite Element Method (FEM) and Abaqus software were employed, conforming to the E.C.E-R042 standard. Analysis indicates density has a more significant impact on performance than thickness. Across sandwich configurations, both maximum von Mises stress and plastic strain were significantly reduced compared to the polymer absorber. The maximum impact force, within a specified shell density range, was lower than the polymer counterpart. The optimal structure for maximum impact force, von Mises stress, and the plastic strain was determined using the Taguchi method. The selected item: sandwich absorber, 25mm shell thickness, and 225 kg/m³ density.
Keywords: Bumper absorber, Low-speed impact, Finite Element Method (FEM), Sandwich structure, Aluminum foam, Taguchi method, Analysis of Variance (ANOVA) -
در این مقاله به بررسی عددی و تجربی بیشینه استحکام برشی اتصال در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومینیوم 7075 در حالت لبه روی هم در حضور نانو ذرات سیلیکون کارباید (SiC) در ناحیه اتصال پرداخته شده و نتایج با جوشکاری بدون حضور نانو ذرات مقایسه شده است. بدین منظور پارامترهای تاثیرگذار در استحکام برشی اتصال شامل سرعت خطی و دورانی ابزار، شکل پین ابزار (مربعی و رزوه مخروطی)، عمق فرورفتگی و زاویه انحراف ابزار مطالعه شده اند. آزمایشات تجربی با استفاده از علم آمار استنباطی به روش تاگوچی طراحی و یک مدل المان محدود سه بعدی نیز با بکارگیری دو نرم افزار دفرم و آباکوس به صورت متوالی توسعه داده شده که نتایج حاصل از آن با آزمایش های تجربی اعتبارسنجی شده است. اعتبارسنجی مدل عددی نشان می دهد که نتایج مدل عددی دارای تطابق مناسبی برای تخمین و پیش بینی رفتار فرآیند مذکور می باشد. بررسی نتایج نشان می دهد که حضور نانو ذرات SiC باعث افزایش استحکام برشی اتصال جوشکاری شده حداکثر تا 24 درصد نسبت به جوشکاری بدون این ذرات می شود. استفاده از ابزار با پین رزوه مخروطی باعث افزایش استحکام 4 الی 5 درصدی در عدم حضور ذرات تقویت کننده و 4 الی 5/7 درصدی در حضور نانوذرات نسبت به ابزار با پین مربعی شده است. موثرترین پارامتر بر استحکام برشی قطعه جوشکاری شده، سرعت دورانی ابزار می باشد. همچنین زاویه انحراف ابزار تاثیر اندکی بر استحکام قطعه دارد.کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, آلومینیوم 7075, شبیه سازی المان محدود, نانو ذرات سیلیکون کارباید, روش تاگوچیIn this paper, the effect of including SiC nanoparticles in the weld zone on the maximum shear strength of friction stir lap welded 7075 aluminum alloy is investigated, both experimentally and numerically. This objective is carried out by studying the effects of rotational and transverse speeds, tilt angle, the shape of the tool and the penetration depth. The numerical investigation is based on developing an FE model by means of Deform and ABAQUS to simulate the welding procedure, which results are verified by the experimental findings. Experimental procedure is designed based on Taguchi method. The verification of the developed FE model shows that the simulation results are in proper agreement with the experimental findings. In general, including SiC nanoparticles in the weld zone can increase the maximum shear strength up to 24%, compared to the case of where the specimens are welded without SiC. Furthermore, applying the threaded tapered tool leads to higher shear strength in comparison with the squared shape tool, i.e., the strength of the specimens welded by threaded tapered tool are 4 to 5% higher without SiC inclusion and 4 to 7.5% higher with SiC, compared to the same case welded by squared tool. In addition, while the rotational speed has the highest influence on the findings, the tilt angle does not affect the results that much.Keywords: Friction Stir Welding, 7075 Aluminum Alloy, Finite Element Modeling, Sic Nanoparticles, Taguchi Method
-
در پژوهش حاضر با استفاده از روش تاگوچی و آنالیز واریانس، میزان حساسیت انتشار ذرات داخل اتاق به موقعیت مکانی دریچه ورودی و خروجی هوا مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تعداد 86400 ذره با اندازه یک میکرومتر در فاصله های زمانی یکسان به صورت همگن از دریچه ورودی به داخل اتاق تزریق گردید و موقعیت های مختلفی برای دریچه ورودی (32 موقعیت) و دریچه خروجی (4 موقعیت) بر روی سقف و کف اتاق در نظر گرفته شد. سپس رفتار ذره و میزان ته نشینی و ماندگاری ذره داخل اتاق برای یک دوره زمانی 60 ثانیه ای با استفاده از روش شبکه بولتزمن چند زمانه مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش تاگوچی و آرایه های متعامد L16، تعداد آزمایش های مورد نیاز به اندازه هشت برابر کاهش یافت. تمامی آزمایش های مشخص شده از آرایه متعامد شبیه سازی و مقدار ذرات معلق در فضای اتاق اندازه گیری شد. پس از انجام آزمایش ها، بر اساس عاملی به نام نسبت سیگنال به نویز و آنالیز واریانس داده ها، میزان اثرگذاری هر پارامتر بر خروجی مسئله مشخص گردید. با توجه به نتایج بدست آمده موقعیت طولی دریچه ورودی هوا با سهم 42/84 درصد بیشترین تاثیر را بر میزان ذرات معلق در اتاق داشت. همچنین کمترین تاثیر را موقعیت ارتفاع دریچه خروجی هوا با سهم 16/0 درصد دارد.کلید واژگان: آنالیز واریانس, روش تاگوچی, حساسیت سنجی, انتشار ذراتIn the present study, the sensitivity of particle dispersion within a room to the spatial position of the inlet and outlet air register was investigated using the Taguchi method and analysis of variance. For this purpose, 86400 particles with a size of 1µm were uniformly injected from the inlet register into the room at equal time intervals. Different positions for the inlet register (32 positions) and outlet register (4 positions) on the ceiling and floor of the room were considered. Subsequently, the behavior of the particles, as well as the particle deposition and dispersion within the room over a 60-second time period, were examined using the multi relaxation time lattice Boltzmann method. By employing the Taguchi method and L16 orthogonal arrays, the required number of experiments was reduced by 1/8. All specified experiments which suggested by orthogonal array are simulated, and the number of suspended particles in the room were measured. Following the experiments, the effects of each parameter on the output of the problem were determined based on a factor called the signal-to-noise (S/N) ratio and analysis of variance. According to the obtained results, the longitudinal position of the inlet register had the highest impact on the number of suspended particles in the room, accounting for 84.42% contribution. Additionally, the vertical position of the outlet register had the least impact, contributing only 0.16%.Keywords: ANOVA, Taguchi Method, Sensitivity Analysis, Particle Dispersion
-
انتخاب پارامتر های فرآیندی مناسب در فرآیند قالب گیری قطعات با استفاده از قالب های تزریق پلاستیک برای تولید قطعاتی با کیفیت، امری مهم و ضروری است. هدف از این مقاله انتخاب پارامتر های فرآیندی مناسب و بهینه سازی آنان برای قالب گیری 8 قطعه مختلف از جنس پلی اتر ایمید است. در ابتدا بر اساس تحقیقات گذشته و توانایی های نرم افزار شبیه سازی مولدفلو، پارامتر های فرآیندی مناسب انتخاب شدند. این پارامترها شامل دمای ذوب، دمای سطح قالب، فشار نگهداری و دمای ورودی سیال خنک کاری بودند. شبیه سازی ها در نرم افزار مولدفلو بر مبنای آرایه های متعامد L25 روش تاگوچی انجام گرفتند. سپس نتایج مهم و قابل مقایسه شامل انقباض حجمی، مکش، اعوجاج (انحراف) و درصد انجماد در قطعات از شبیه سازی ها استخراج شدند. در نهایت با به کارگیری روش تحلیل رابطه خاکستری، بهینه سازی بر اساس این نتایج انجام گرفت. نتایج بهینه سازی نشان می دهند که در تمامی ضریب تمایز های روش تحلیل رابطه خاکستری (1/0 الی 9/0) دمای ذوب 360 درجه سانتی گراد، دمای سطح قالب 140 درجه سانتی گراد، فشار نگهداری برابر با 100 درصد فشار تزریق و دمای سیال خنک کاری 5/12 درجه سانتی گراد کمتر از دمای سطح قالب بهینه ترین سطح ها بودند. همچنین بر اساس نتایج آنالیز واریانس در تمامی ضریب تمایز ها نیز پارامتر های دمای ذوب و فشار نگهداری به ترتیب اثرگذار ترین پارامتر ها بودند.کلید واژگان: بهینه سازی, قالب تزریق پلاستیک, روش تاگوچی, تحلیل رابطه خاکستری, مولدفلوIn the process of molding parts using the plastic injection molding method, it is key essential to apply appropriate parameters in order to produce a qualified product. The purpose of this paper is to choose helpful production parameters and optimize them for molding eight different parts made from Polyetherimide. In the beginning, based on the previous research and the capabilities of Mold Flow software, appropriate process parameters were chosen. These parameters were: melt temperature, mold surface temperature, packing pressure and coolant inlet temperature. The simulations in Mold Flow software were done based on Taguchi’s L25 orthogonal array. Afterward, the critical and comparable results including: volumetric shrinkage, sink mark, warpage and the percentage of frozen volume in parts were exported from the simulations. Eventually, the optimizations were made based on these results by applying the gray relational analysis. The optimizing results show that in all distinguishing coefficients of the gray relational analysis (0.1 to 0.9), the melt temperature was 360 °c, the mold surface temperature was 140 °c, the packing pressure was 100% of the injection pressure and the coolant inlet temperature was 12.5 °c lower than the mold surface temperature of the most optimized ones. Also based on the ANOVA results, in all difference indices, parameters of melt temperature and packing pressure were respectively the most effective.Keywords: optimization, Plastic injection mold, Taguchi method, Grey Relational Analysis, Moldflow
-
زبری سطح از جمله مشخصه های بسیار مهم در محصولات نانوماشینکاری می باشد. یکی از پارامترهایی که همواره تاثیر زیادی بر کیفیت سطح داشته، نیروهای ناشی از فرایند نانوبراده برداری می باشد. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی در نرم افزار لمپس، فرایند نانوشخم زنی دینامیکی قطعه کاری از جنس مس تک بلوری به وسیله ابزاری از جنس الماس بررسی شده و کیفیت سطح تولیدی و نیروهای براده برداری مورد بررسی قرار گرفته است. اثر پارامترهای فرایند نانوشخم زنی دینامیکی همچون عمق براده برداری (DOC)، دامنه (R) و فرکانس (ω) نوسان ابزار براده برداری بر روی نیروی براده برداری و زبری سطح با محاسبه زبری میانگین (Ra) بررسی شده است. همچنین به منظور بررسی دقیقتر تاثیر پارامترها و اثر متقابل آنها بر یکدیگر از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که به ترتیب مشخصه های عمق براده برداری، دامنه و فرکانس نوسان ابزار براده برداری بیشترین تاثیر بر روی صافی سطح و نیروهای براده برداری دارند. براساس نتایج ارائه گردیده، مشخص شده است که زبری سطح در شرایط ماشین کاری مختلف بر اساس انتخاب پارامترها می تواند بهبود یابد و لازم است قبل از انتخاب این پارامترها، شرایط آنها در کنار یکدیگر به خوبی بررسی گردند. همچنین، در نهایت با استفاده از روش تاگوچی، مقادیر بهینه پارامترهای شخم زنی دینامیکی برای دستیابی به بهترین صافی سطح و کمترین نیروی براده برداری در ابعاد مشخص به شرحDOC=2.5 ، R=0.1 و =50 KHzω بدست آمد.
کلید واژگان: شخم زنی دینامیکی, روش دینامیک مولکولی, زبری سطح, روش تاگوچی, مس تک بلوریSurface roughness is one of the most important characteristics in nanomachining products. One of the parameters that always has a great impact on the surface quality is the forces caused by the nanocutting process. In this research, using molecular dynamics simulation in LAMMPS software, the process of dynamic nano ploughing of single-crystal copper workpiece by a diamond tool is investigated. The effect of parameters of dynamic nano- ploughing process such as depth of cut, amplitude and frequency of cutting tool vibration on cutting force and surface roughness has been investigated by calculating average roughness. Also, in order to more closely examine the effect of parameters and their interaction on each other, Taguchi method has been used to design experiments. The simulation results show that the characteristics of cutting depth, amplitude and frequency of cutting tool vibration have the greatest effect on surface smoothness and cutting forces, respectively. Based on the presented results, it has been determined that the surface roughness can be improved in different machining conditions based on the selection of parameters, and it is necessary to check their conditions together well before selecting these parameters. Also, using Taguchi method, the optimal values of dynamic ploughing parameters were obtained to achieve the best surface smoothness and the lowest cutting force in certain dimensions as described by DOC=2.5 , R=0.1 and ω=50 KHz.
Keywords: Dynamic ploughing, Molecular dynamic method, Surface roughness, Taguchi method, Single crystal copper -
در این تحقیق، کارایی گرمایی-هیدرولیکی نانوسیال بوهمیت- آلومینا بر پایه آب در یک چاه گرمایی استوانه ای با مینی کانال های مارپیچ به صورت عددی بررسی شده است. فاکتورهای طراحی در چهار سطح شامل زاویه مارپیچ مینی کانال ها، عدد رینولدز، شکل نانوذرات و کسر حجمی نانوذرات انتخاب شدند. برای انجام تحلیل حساسیت فاکتورهای طراحی، از روش تاگوچی با آرایه متعامد L16 و تحلیل آماری واریانس استفاده شده است. عدد ناسلت، ضریب اصطکاک فانینگ و ضریب کارایی گرمایی کل به عنوان پارامترهای خروجی محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان داد که زاویه مارپیچ مینی کانال ها و شکل نانوذرات نقش حیاتی در عدد ناسلت و ضریب اصطکاک فانینگ با مجموع نسبت های مشارکت دو فاکتور به ترتیب %21/85 و %96 دارد. همچنین، زاویه مارپیچ مینی کانال ها 93%/47 در ضریب عملکرد حرارتی کل سهم دارد. ترکیب بهینه برای عدد ناسلت و ضریب کارایی گرمایی کل برابر A1B4C4D4 به دست می آید. به طور کلی، مینی کانال مارپیچ با نانوسیال بوهمیت -آلومینا می تواند به عنوان خنک کننده ترجیحی برای منابع گرمایی استوانه ای مفید باشد.
کلید واژگان: چاه گرمایی استوانه ای, مینی کانال مارپیچ, نانوسیال, شکل نانوذره, روش تاگوچی, آنالیز واریانسIn this research, hydrothermal performance of boehmite alumina nanofluid based on water in a cylindrical heat sink with helical minichannels is investigated numerically. The design factors were selected at four levels including the helix angle of minichannels, the Reynolds number, the nanoparticles shape and volume fraction of nanoparticles. To perform sensitivity analysis of design factors, the Taguchi method with L16 orthogonal array and statistical analysis of variance are used.The Nusselt number, the Fanning friction factor and the total thermal performance factor were computed as the output parameters. The obtained results showed that the helix angle of minichannels and the nanoparticles shape have a vital role in the Nusselt number and the Fanning friction factor with the sum of the contribution ratios of the two factors 85.21% and 96%, respectively. Also, the helix angle of minichannels has a 47.93% contribution in the total thermal performance factor.The optimal combination for the Nusselt number and the total thermal performance factor is acquired as A1B4C4D4. Overall, the helical minichannel with boehmite alumina nanofluid can be useful as a preferred cooling for the cylindrical heat sources.
Keywords: Cylindrical heat sink, Helical minichannel, nanofluid, nanoparticle shape, Taguchi method, Analysis of variance -
به علت توسعه کاربرد مواد کامپوزیتی به صورت لوله و اتصالات در خطوط انتقال و پالایشگاه های صنایع پتروشیمی و گاز، شناخت دقیق رفتار مکانیکی و طراحی بهینه آنها در شرایط کاری بسیار ضروری است. در این مطالعه با استفاده از روش طراحی آزمایشات تاگوچی، به ارایه مدل عددی جهت بررسی رفتار لوله های کامپوزیتی، ساخته شده با الیاف شیشه و رزین های متفاوت، در برابر بارهای ضربه ناشی از سقوط وزنه افتان در دماهای مختلف کاری پرداخته شده است. لوله ها با سه نوع رزین اپوکسی، ونیل استر و پلی استر تولید و در محدوده دمایی 15- تا 100 درجه سلسیوس مورد آزمایش قرار گرفته است. به منظور ارزیابی مدل، نتایج مدل عددی در حالات مختلف با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه و تاثیر هر یک از عوامل کنترلی روی پاسخ مکانیکی لوله ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که لوله با رزین اپوکسی و دمای 100 درجه سلسیوس بهترین عملکرد در برابر بار ضربه را داشته و همچنین با افزایش دمای محیط، ظرفیت حمل بار لوله کاهش و زمان برخورد ضربه زننده افزایش پیدا می کند.
کلید واژگان: لوله کامپوزیتی, ضربه کم سرعت, دمای کارکرد, روش تاگوچی, بهینه سازی, رزین پلیمریDue to the development of using composite pipes and fittings in transmission lines and refineries of petrochemical and gas industries, knowledge of mechanical behavior and their optimal design in working conditions is essential. In this study, by using the Taguchi experimental design method, a numerical model is presented to investigate the behavior of composite pipes, made of glass fibers and different resins, against impact loads due to drop weight at different operating temperatures. The pipes are produced with three types of epoxy resins, vinyl ester and polyester and have been tested in the temperature range of -15o C to 100 °C. In order to evaluate the model, the results of the numerical model in different cases are compared with experimental ones and the effect of each of the control factors on the mechanical response of the pipe is evaluated. The results show that the pipe with epoxy resin and temperature of 100 °C has the best performance against impact load and also with increasing ambient temperature, the load carrying capacity of the pipe decreases and the impact time of the impactor increases.
Keywords: Composite pipe, Low velocity impact, Operating temperature, Taguchi method, Optimization, Polymeric resin -
یکی از اهداف اصلی در تولید محصولات ورقی با استفاده فرایند هیدروفرمینگ، دستیابی به کمترین نازک شدگی و نیروی شکل دهی لازم می باشد. در این مقاله، با استفاده از روش طراحی آزمایش و تحلیل اجزای محدود، فرایند شکل دهی ورق مسی با روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی، آزمایش های لازم طراحی شده است. در این طراحی، فشار بیشینه سیال، سرعت سنبه، ضریب اصطکاک سنبه با ورق، ضریب اصطکاک قالب با ورق، فاصله بین ورق گیر و ماتریس، شعاع گوشه سنبه، شعاع گوشه ماتریس و فشار پیش بشکه ای به عنوان متغیرهای ورودی و نسبت نازک شدگی و نیروی سنبه، به عنوان توابع پاسخ در نظر گرفته شدند. در ادامه با استفاده از روش اجزای محدود، آزمایش های طراحی شده به کمک مدل اجزای محدود صحت سنجی شده اجرا و خروجی های مورد نظر استخراج شدند. در پایان با انجام بهینه سازی به روش تاگوچی، سطوح بهینه پارامترهای ورودی به دست آمده و سپس آزمایش های تاییدی با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود انجام شدند. نتایج نشان می دهد که پارامترهای شعاع گوشه سنبه و شعاع گوشه ماتریس، مهم ترین پارامترها برای تابع پاسخ نازک شدگی هستند. همچنین فشار بیشینه سیال، تاثیرگذارترین پارامتر بر نیروی سنبه می باشد.کلید واژگان: کشش عمیق هیدرودینامیکی, فشار شعاعی, بهینه سازی, روش تاگوچی, اجزا محدودAchieving the minimum thinning and required forming force is one of the main purposes in the manufacturing of sheet products using the hydroforming process. This paper investigates forming of the copper sheet using the hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure via the design of experiment method and finite element (FE) analysis. Firstly, the necessary experiments have been designed using the Taguchi design of experiment method. In this design, maximum fluid pressure, punch velocity, the friction coefficient between punch and sheet, the friction coefficient between die and sheet, the gap between blankholder and die, punch nose radius, die entrance radius, and prebulge pressure were considered as input variables and thinning ratio and punch force considered as response functions. Then, designed experiments were performed using an experimental verified FE model and the desired results were obtained. Finally, the optimum levels of input variables were obtained using the Taguchi optimization method and the confirmation experiments were performed using the FE simulation. Results show that the punch nose radius and die entrance radius are the essential parameters on the thinning ratio. Also, the maximum fluid pressure is the most effective parameter on the punch force.Keywords: Hydrodynamic Deep Drawing, Radial Pressure, optimization, Taguchi method, Finite Element
-
باتوجه به دسترسی آسان به انرژی خورشید، تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشید موردتوجه پژوهشگران می باشد. در این پژوهش، یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و در شهر اراک موردمطالعه آزمایشگاهی قرار گرفته است. به همین منظور، تاثیر پنج متغیر ورودی بر میزان استحصال آب به عنوان متغیر خروجی، با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی بررسی شده است. متغیرهای ورودی شامل دبی آب شور، زاویه دستگاه، رنگ صفحه جاذب، تعداد و فاصله نخ های هدایت کننده آب تقطیرشده در هر ردیف بوده اند. این تحقیق ازاین جهت منحصربه فرد است که از نخ های پلاستیکی برای ایجاد مسیرهایی بر روی سطح شیشه استفاده کرده تا آب تقطیر شده را به مخزن آب شیرین هدایت کند. همچنین بررسی هم زمان تاثیر پارامترهای ورودی از نوآوری های این پژوهش می باشد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین خروجی آب شیرین، به میزان 1975 میلی لیتر بر مترمربع، زمانی حاصل می شود که دبی ورودی آب شور 50 میلی لیتر بر دقیقه، زاویه دستگاه 40 درجه، رنگ صفحه جاذب مشکی، تعداد نخ های هدایت کننده آب در هر ردیف 2 عدد و فاصله ردیف ها 8 میلی متر باشد. همچنین استفاده از 2 عدد نخ هدایت کننده آب در هر ردیف و به فاصله 8 میلی متر از همدیگر سبب افزایش میزان استحصال آب بر واحد سطح شده است.کلید واژگان: بررسی تجربی, آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, نمک زدایی, نخ هدایت کننده آب, روش تاگوچیAcademics are interested in solar energy for water purification because it is easily accessible. In this investigation, a stepped solar still was constructed and tested experimentally in Arak. Using the Taguchi design of experiment approach, it was determined how the five input parameters-saline water flow rate, device angle, absorber plate color, number, and spacing of distilled water-conducting threads in each row-affected the amount of freshwater production as the output variable. This research is unique in that it uses plastic threads to create channels on the cover glass surface that lead distilled water to the freshwater tank. In addition, the simultaneous study of the effect of input parameters is one of the innovations of this research. The results showed that when the input saline water flow rate was 50 ml/min, the device angle was 40°, the absorber plate was black, the number of water-conducting threads in each row was 2, and the row spacing was 8 mm, the greatest freshwater output of 1975 ml/m2 was produced. Also, by using two water-conducting threads in each row and spacing them 8 mm apart, the amount of water produced per unit of surface area was increased.Keywords: Experimental Study, Stepped Solar Still, Desalination, Water-Conducting Thread, Taguchi Method
-
کانال های موجدار منجر به افزایش عملکرد تجهیزات حرارتی و کاهش ابعاد آنها می شوند. مشخصات هندسی در طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای موجدار عبارت است از: گام، ارتفاع، ضخامت، طول پره، طول موج و دامنه موج. در مطالعه حاضر، به منظور بهینه سازی عملکرد این نوع از مبدل های حرارتی، طراحی آزمایشی با استفاده از روش تاگوچی ارایه شد. این طراحی شامل 25 مدل هندسی متفاوت برای کانال های موجدار است. برای هریک از این مشخصات پنج مقدار متفاوت در نظر گرفته شد. در هر یک از این مدل ها، رفتار حرارتی و هیدرولیکی هوا به عنوان سیال خنک کننده توسط دینامیک سیالات محاسباتی در سه بعد شبیه سازی شد. با استفاده از روش آنالیز واریانس، مقدار بهینه هر یک از مشخصات هندسی و همچنین تاثیر آنها بر میزان انتقال حرارت و افت فشار هوا مشخص شد. نتایج نشان دادند که دامنه ی موج موثرترین مشخصه ی هندسی بر ضریب f و نیز بر معیار ارزیابی عملکرد j/f است. دامنه ی موج برای ضریب j در ناحیه آرام بیشترین تاثیر را داشت ولی در اعداد رینولدز بالاتر به تدریج از اهمیت آن کاسته شده و بر اهمیت گام پره افزوده می شود. دومین مشخصه ی موثر در تمام اعداد رینولدز برای ضرایب j، f و j/f طول موج است.کلید واژگان: مبدل حرارتی صفحه ای فشرده, کانال های موجدار, شبیه سازی CFD, بهینه سازی, روش تاگوچیThe wavy channels increases the performance of thermal apparatuses and decreases the their size. The design parameters of wavy-plate heat exchangers are the pitch, height, thickness, length of channel and wave-length and wave-amplitude. In the present syudy, to optimum the performance of wavy-plate heat exchangers, a Taguchi method is utilized for 25 models in five levels. Thermal-hydraulic performance of the models is investigated using an appropriate 3D-CFD simulation. Then, the variance analysis is applied to detect the optimum values and more effective parameters on heat transfer rate and pressure drop. The results indicated that the most effective geometrical parameters on f factor and the criterion of evaluating performance j/f is wavy amplitude. The wavy-amplitude on j factor has the most influence in the laminar regime, but its importance is gradually reduced at higher Reynolds numbers and the importance of pitch is increased. The wavelength is the second effective characteristic for j, f, and j/f factors in all Reynolds numbers.Keywords: Compact plate Heat Exchanger, Wavy channels, CFD Simulation, Optimization, Taguchi method
-
زبری سطح از مشخصه های بسیار مهم در ماشین کاری در ابعاد نانو می باشد. به دلیل استفاده از محصولات در ابعاد نانومتر جهت بکارگیری در مجموعه هایی که به دقت بالا در حد کسری از نانومتر نیاز دارند، باید در انتخاب پارامترهای ماشین کاری موثر بر زبری سطح دقت شود. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، ماشین کاری قطعه کاری از جنس مس تک کریستال به وسیله ابزارهایی از جنس الماس با هندسه های مختلف بررسی شده و زبری سطح نهایی محاسبه شده است. اثر پارامترهای ماشین کاری همچون عمق براده برداری و سرعت برشی به همراه پارامترهای وابسته به هندسه ابزار از قبیل زاویه براده، زاویه آزاد اصلی و شعاع نوک آن بر روی زبری سطح با محاسبه زبری میانگین (R_a) و ریشه میانگین مربعات (RMS) مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور بررسی دقیقتر تاثیر پارامترها و اثر متقابل آنها بر یکدیگر از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که هر دو پارامتر زبری میانگین و ریشه میانگین مربعات، بیشترین تاثیر بر زبری سطح قطعه کار را ناشی از عمق براده برداری پیش بینی می کنند. براساس نتایج ارایه گردیده، مشخص شده است که زبری سطح در شرایط ماشین کاری مختلف بر اساس انتخاب پارامترها می تواند بهبود یابد و لازم است قبل از انتخاب این پارامترها، شرایط آنها در کنار یکدیگر به خوبی بررسی گردند. همچنین، در نهایت با استفاده از روش تاگوچی، مقادیر بهینه پارامترهای براده برداری برای دستیابی به بهترین صافی سطح در ابعاد مشخص به شرح v=500 m⁄s d=10 Å ، γ=-15° ، β=10° ، r=15 Å ، بدست آمد.
کلید واژگان: نانوماشین کاری, مس تک کریستال, روش دینامیک مولکولی, زبری سطح, روش تاگوچیSurface roughness is one of the most important features in nanoscale machining. Due to the use of nanometer-sized products for use in assemblies that require extremely high accuracy at a fraction of a nanometer, care must be taken in selecting machining parameters that affect the surface roughness. In this study, using molecular dynamics simulations, the machining of a single-crystal copper workpiece by diamond tools with different geometries has been investigated and the final surface roughness has been calculated. The effect of machining parameters such as cutting depth and cutting speed along with parameters related to tool geometry such as rake angle, relief angle and tip radius on surface roughness have been investigated with average roughness (R_a) and root mean square (RMS) measuring instruments. In order to study more precisely the effect of parameters and their interaction with each other, Taguchi method has been used to design experiments. The simulation results show that both the average roughness and root mean square parameters predict the greatest effect on the surface roughness of the workpiece due to the depth of cutting. Based on the presented results, it has been determined that the surface roughness can be improved in different machining conditions based on the selection of parameters, and it is necessary to carefully examine their conditions together before selecting these parameters. Using the Taguchi method, the optimal values of cutting parameters to achieve the best surface roughness in specified dimensions are described as
Keywords: Nanomachining, Single crystal copper, Molecular dynamic method, Surface roughness, Taguchi method -
نشریه یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی، سال یکم شماره 2 (تابستان 1400)، صص 34 -45هدف از این پژوهش، پیش بینی شرایط بهینه ای از پارامترهای ماشینکاری شامل روش پوشش ابزار، سرعت برش، میزان پیشروی و عمق برش برای به حداقل رساندن سایش ابزار در تراشکاری فولاد 4140 AISI سخت شده، با ابزار پوشش داده شده به روش PVD و CVD، می باشد. در سال های اخیر گرایش به سمت تکنولوژی پوشش دهی ابزار برش، با افزایش سرعت برش و نرخ پیشروی، افزایش یافته است. این ابزارها با استفاده از دو روش متفاوت پوشش داده می شوند: رسوب فیزیکی بخار (PVD) و رسوب شیمیایی بخار (CVD). آرایه متعامد L18 از طراحی آزمایشات تاگوچی و نسبت سیگنال به نویز (S/N) جهت انجام بهینه سازی پارامترها استفاده شد. همچنین آنالیز واریانس (ANOVA) جهت تعیین اهمیت پارامترهای موثر، به کار گرفته شد. در نهایت آزمون تایید با استفاده از روش بهینه سازی تاگوچی، جهت اعتبارسنجی و نشان دادن کارآمد بودن این روش انجام گرفت. نتایج نشان داد ابزار با پوشش PVD بهترین عملکرد را برای حداقل سایش ابزار دارد. همچنین سرعت برش، مهمترین پارامتر تاثیر گذار بر سایش ابزار به دست آمد. نتایج آزمون تایید، نشان داد که روش تاگوچی یک روش قابل اطمینان و موفق برای بهینه سازی پارامترهای ماشینکاری جهت حداقل سایش ابزار در تراشکاری سرعت بالای فولاد AISI 4140 می باشد.کلید واژگان: بهینه سازی, روش تاگوچی, مکانیزم سایش, سایش کناره ای, روش پوشش دهیJournal of New Applied and Computational Findings in Mechanical Systems, Volume:1 Issue: 2, 2021, PP 34 -45The purpose of this study was to predict the optimal conditions of machining parameters including tool coating method, cutting speed, advancement rate, and cutting depth to minimize tool flank wear in AISI 4140 hardened steel machining, with PVD and CVD coated tools. In recent years, the trend towards cutting tool coating technology has increased with increasing cutting speed and advancement rate. These tools are coated using two differentmethodsphysical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD). The L18 orthogonal array was designed by Taguchi experiments and the signal-to-noise ratio (S/N) was used to optimize the parameters. Analysis of variance (ANOVA) was also used to determine the importance of effective parameters. Finally, the validation test was performed using the Taguchi optimization method to validate and show the effectiveness of this method. The results showed that the tool with PVD coating has the best performance for minimum tool wear. Also, cutting speed was the most important parameter affecting tool wear. The results of the confirmation test showed that the Taguchi method is a reliable and successful method for optimizing machining parameters for minimum tool wear in AISI 4140 high-speed steel turning.Keywords: ptimization, Taguchi Method, Wear Mechanism, Flank wear, Coating method
-
در مقاله حاضر، اختلاط در جریان الکترواسموتیک در حضور یک میدان مغناطیسی با سه موقعیت مختلف مکانی به صورت عددی مطالعه و شبیه سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، دایم و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مساله، شامل معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال، معادلات میدان های پتانسیل الکتریکی خارجی و داخلی، معادلات توزیع غلظت یون های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله میدان مغناطیسی و معادله ی غلظت گونه ها به روش عددی حجم محدود حل شده است.به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، یک جریان ایده آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره ها باردار می باشد، شبیه سازی گردیده است و نتایج آن با نتایج تحلیلی موجود مقایسه شده است.نتایج عددی نشان می دهد که در حضور یک میدان مغناطیسی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت عدم حضور میدان مغناطیسی افزایش چشم گیری می یابد، به طوری که راندمان اختلاط نهایی حداکثر به 3/93 درصد می رسد. البته این در حالی است که میدان مغناطیسی قبل از لایه دوگانه الکتریکی اعمال شده باشد.کلید واژگان: میدان مغناطیسی, محیط متخلخل, روش شبکه بولتزمن, مدل دارسی-برینکمن-فرچهیمر, روش تاگوچیIn this study, heat transfer of nanofluid in a channel with an externally–applied magnetic field and a porous obstacle is simulated and discussed. To simulate the flow field inside the obstacle, the Darcy–Brinkman–Forchheimer model is implemented in the LBM method. Thereafter, effects of influencing parameters on the heat transfer rate are analyzed utilizing the experimental design method. The results show that the nanoparticles type has the greatest effect on the heat transfer with the contribution ratio of 62.79%. The second and the third parameters are the obstacle size and the Reynolds number, with the contribution ratios of 20.71% and 7.58%, respectively. The contribution ratios of the Hartmann number and the nanoparticles fraction are estimated about 3%. However, it is found that in this problem, the influences of the porosity, type, and the Darcy number of the obstacle on the mean Nusselt number are almost negligible.Keywords: Nanofluid, Magnetic field, porous media, LBM method, Darcy-Brinkman-Forchheimer model, Taguchi method
-
این مقاله بهبود عملکرد آیرودینامیکی پره یک توربین شعاعی را گزارش می کند و تغییرات اعمالی از بخش ورودی تا انتهای پره را شامل می شود. این تغییرات به گونه ای است که در هر گام کارایی توربین بررسی و در نهایت بهترین حالت انتخاب می شود. برای انجام شبیه سازی از نرم افزار انسیس CFX استفاده شده است. ابتدا، با استفاده از مدل یک بعدی حالت های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و حالت برتر انتخاب می شود. سپس، با استفاده از حل معادلات حاکم به صورت سه بعدی، عملکرد توربین طراحی شده ارزیابی می شود. با تلفیقی از یک کد محاسباتی و یک روش تجربی، بهترین پروفیل پره جهت کارکرد بهینه به دست می آید. پارامتر هندسی برای تعریف هندسه پره به صورت دو انحنایی تعریف شده و برای هر فاکتور چند سطح انتخاب می شود. با توجه به تعداد پارامترها و تعداد سطوح در نظر گرفته شده، جدول متعامد مناسب را می توان انتخاب نمود. سپس، با استفاده از روش طراحی تجربی، هندسه پروفیل پره بهینه تولید شده و مجددا با نرم افزار CFX مورد شبیه سازی قرار می گیرد. روتور طراحی شده بهینه بالاترین بازده و توان تولیدی را در مقایسه با روتور اصلی ارایه می دهد، به طوری که 3/7 درصد افزایش توان خروجی روتور طراحی شده مشاهده می شود.کلید واژگان: CFD, توربین شعاعی, بهینه سازی, CFX, روش تاگوچیThis research aims to improve aerodynamic performance of a radial gas microturbine from input to output, so that the best case can be selected. In this work, ANSYS CFX software was used. First, using one-dimensional model, different states were investigated and the best mode was selected. Then, by solving the governing equations, the efficiency of the designed turbine was obtained. This work combines computational work and experimental design to find the best blade profile for optimal operation. The geometrical parameters of rotor blade were considered as variable factors. Four levels were selected for each factor according to Credential references. According to the number of parameters and the number of levels determined, the appropriate orthogonal table can be selected and again numerically simulated with CFX software. The optimally designed rotor offers the highest efficiency and power output compared to the original rotor, such that the output power of the designed rotor is increased by 7.3%.Keywords: CFD, optimization, CFX, Taguchi method
-
ترمکس یا خود تمپرینگ یک فرایند ترمومکانیکی است که به صورت یک عملیات درون خطی در واحدهای نورد به کار گرفته می شود. با استفاده از این فرایند، استحکام تسلیم میلگردهای ساختمانی به حداقل 500 MPa می رسد. با توجه به اهمیت استفاده از میلگرد با استحکام بالا، در تحقیق حاضر به بررسی و تعیین پارامترهای فرآیندی موثر بر خواص مکانیکی محصول در تولید میلگرد آجدار با استفاده از تست های تجربی پرداخته شده است. با در نظر گرفتن چهار فاکتور موثر شامل دبی آب، فشار ترمکس، سرعت نورد و دماهای مختلف کوره، تست های کشش استاندارد بر روی نمونه های مختلفی از میلگرد آجدار انجام پذیرفت. با استفاده از متد تاگوچی آزمایش های مختلف طراحی گردید و سپس تاثیر پارامترهای مختلف بر خواص مکانیکی میلگردها (استحکام تسلیم، استحکام نهایی و شکل پذیری) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج تحلیل آماری شامل نسبت سیگنال به نویز و آنالیز واریانس نشان می دهند که تمام پارامترهای مورد بررسی به طور موثری بر خواص مکانیکی محصول تاثیرگذار هستند. بر اساس نتایج به دست آمده مقادیر بهینه پارامترها برای رسیدن به شرایط مطلوبی از استحکام و شکل پذیری تعیین گردیدند.کلید واژگان: ترمکس, میلگرد آج دار, خواص مکانیکی, روش تاگوچیThermex is a thermo-mechanical process which is used as an in-line operation after rolling process. By using this process, the yield strength of the rebar reaches to at least 500 MPa. Due to the importance of using high-strength rebars, in the present study, the influences of the process parameters on the rebar’s mechanical properties are investigated using experimental techniques. Considering four effective factors including water flow rate, Thermex pressure, rolling speed and different furnace temperatures, standard tensile tests were performed. The required experiments according to Taguchi method were designed and then the effect of mentioned parameters on the mechanical properties (yield strength, ultimate strength and ductility) of the rebar was studied. Statistical investigation includinf signal to noise (S/N) ratio and analysis of variance (ANOVA) showed that all the mentioned parameters have s significant influence on the mechanical properties. Based on the results, the optimal values of the parameters were determined to achieve optimal conditions of strength and ductility.Keywords: Thermex, Rebar, Mechanical properties, Taguchi method
-
امروزه در صنایع مختلف، به ویژه در صنعت خودروسازی، به منظور کاستن از وزن قطعات و کاهش مصرف سوخت، استفاده از مواد سبکی مانند آلیاژهای آلومینیوم افزایش یافته است. این آلیاژها در دمای اتاق شکل پذیری پایینی دارند. برای رفع این مشکل، شکل دهی در دماهای بالا پیشنهاد شده است. در این مقاله، شکل پذیری ورق آلومینیومی 5052 تحت فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی در حالت گرم بررسی شده است. در ابتدا، پس از بررسی اثر پارامترهای هندسی بر روی توزیع ضخامت و نیروی سنبه، اثر دما، فشار سیال و سرعت سنبه بر روی توزیع ضخامت، نیروی سنبه و نسبت کشش حدی مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین، بررسی اثر دمای شکل دهی و سرعت سنبه بر کمترین ضخامت قطعه کار با روش تاگوچی انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده، دمای بالاتر در حالت های گرم همدما و غیر همدما به ترتیب موجب کاهش و افزایش ضخامت قطعه کار می گردد درحالیکه سرعت سنبه بالاتر در هر دو حالت به بهبود ضخامت قطعه کار کمک می کند. مشخص شد که نسبت کشش حدی با افزایش دما در حالت غیر هم دما و با کاهش دما در حالت هم دما افزایش می یابد. بعلاوه، افزایش فشار سیال منجر به نسبت کشش حدی بالاتر می شود.کلید واژگان: شکل دهی گرم, هیدروفرمینگ, پارامترهای هندسی, نسبت کشش حدی, روش تاگوچیNowadays, in different industries, especially in the automotive industry, the use of lightweight materials such as aluminum alloys has been increased in order to reduce the weight of parts and fuel consumption. These alloys have low formability at room temperature. To overcome this problem, forming at elevated temperatures is proposed. In this paper, formability of 5052 aluminum alloy sheet under hydrodynamic deep drawing assisted by radial pressure process has been studied at warm condition. Initially, after analyzing the effect of geometric parameters on thickness distribution and punch force, the effect of temperature, fluid pressure and punch speed on thickness distribution, punch force and limiting drawing ratio (LDR) were investigated. Also, the effects of forming temperature and punch speed on the minimum thickness of the workpiece were studied using Taguchi method. Based on the obtained results, higher temperature in warm isothermal and non-isothermal states leads to decrease and increase in the part thickness, respectively while higher punch speed helps in thickness improvement. It was found that the LDR increases with increasing temperature in non-isothermal state and with decreasing temperature in isothermal condition. In addition, increase in fluid pressure leads to a higher LDR.Keywords: Warm forming, Hydroforming, Geometric parameters, Limiting drawing ratio, Taguchi method
-
کامپوزیت های گرمانرم تقویت شده با الیاف به دلیل داشتن چقرمگی بالا نسبت به گرماسخت ها با اقبال مواجه شده اند. در این میان پلی کربنات به دلیل داشتن چگالی پایین، مقاومت گرمایی و ضربه ای بالا مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. در این مقاله، اثر پارامترهای ساخت مانند دما و فشار و همچنین زمان بر خصوصیات مکانیکی چندلایه پلی کربنات/شیشه با استفاده از روش تاگوچی بررسی می شود. برای بررسی اثر پارامترهای مختلف، طراحی آزمایشی با آرایه ی متعامد L9 و سه سطح از زمان و فشار و دما به کمک نرم افزار مینی تب انجام شد. برای این منظور، تیر های کامپوزیتی با آرایش [0] 8 با روش انباشت لایه ها و در دستگاه پرس گرم تولید شدند. آزمایش های خمش سه نقطه ای بر اساس استاندارد مربوطه برای ارزیابی مدول الاستیک و استحکام خمشی انجام شد. مقایسه مدول خمشی و استحکام خمشی برای نمونه های مختلف بررسی و تحلیل شد. نتایج نشان داد دمای 215 درجه سانتیگراد، به دلیل جلوگیری از تخریب زمینه و همچنین کفایت ویسکوزیته، نسبت به دماهای دیگر باعث خصوصیات مکانیکی بالاتری می شود. علاوه بر این بر اساس نتایج، دمای قالب اثر مهم تری نسبت به فشار و زمان بر کیفیت ساخت قطعات دارد. مقادیر بهینه فاکتورها شامل دما، فشار و زمان برای بدست آوردن بیشترین مدول خمشی و استحکام خمشی بر اساس تحلیل نسبت سیگنال به نویز تعیین شد.کلید واژگان: زمینه گرمانرم, پرس گرم, روش تاگوچی, رفتار خمشی, بهینه سازیFiber-reinforced thermoplastic composites have drawn much attention due to higher toughness in comparison with thermosets. Polycarbonate is of particular concern because of low weight, high thermal and impact resistance. In this paper, effect of manufacturing parameters such as temperature, pressure and time on mechanical properties of Polycarbonate/Glass laminate is investigated using Taguchi method. In order to evaluate effects of various parameters, an experimental design planned using L9 orthogonal array with three level of time, pressure and temperature with the help of Minitab software. For this, composite beams having arrangement [0]8 were produced in film staking procedure in a hot-pressing apparatus. The 3-points bending tests were carried out to assess manufacturing quality. Comparison of flexural modulus and flexural strength of various specimens were made and the results are commented upon and discussed. Results show that the temperature of 215 Celsius degree results higher mechanical properties than other temperatures because of preventing resin degradation and adequate viscosity. Furthermore, results indicated that the time factor was more significant, than time and pressure, on curing quality. Optimum values of factors such as time, pressure and temperature to achieve higher flexural modulus and flexural strength are determined using analysis of Signal to Noise Ratio (SNR).Keywords: Thermoplastic matrix, hot-pressing, Taguchi method, flexural behavior, optimization
-
فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی خشک، فرآیندی دوستدار محیط زیست می باشد که در آن به جای دی الکتریک مایع که عموما از مشتقات نفتی می باشد، از گازهایی مانند هوا یا نیتروژن به عنوان دی الکتریک استفاده می شود. در این مقاله، در ابتدا هر یک از پاسخهای این فرایند شامل نرخ براده برداری، زبری سطح و اضافه برش شعاعی با در نظر گرفتن شش پارامتر ورودی جریان، زمان روشنایی پالس، سیکل کاری، سرعت دوران اسپیندل، فشار گاز و نوع گاز بهینه سازی می شوند. از بین پارامترهای ورودی ، 5 پارامتر کمی و یک پارامتر کیفی (نوع گاز) وجود دارد که علاوه بر بررسی دی الکتریک معمول در ماشینکاری تخلیه الکتریک خشک که هوا می باشد، گازهای نیتروژن و مخلوط آرگون/ هوا نیز به عنوان سایر ورودی های این پارامتر بررسی شده اند. هدف اصلی این مقاله بهینه سازی همزمان پاسخهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی خشک با استفاده از روش آنالیز گری مبتنی بر روش تاگوچی می باشد. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که سطوح بهینه حاصل از تحلیل درجات گری در جریان I=12 A، زمان روشنایی پالس Ton=100 ms، سیکل کاری D=66، فشارگاز P=3 bar، سرعت دورانی اسپیندل N=300 rpmو در حضور گاز نیتروژن به عنوان محیط دی الکتریک حاصل می شود آزمایش تایید در حالت بهینه سازی شده توسط روش آنالیز گری نشان می دهد که حالت بهینه دارای حداکثر درجه گری می باشد که این مطلب خود صحت پیش بینی شرایط بهینه توسط آنالیز گری را تایید می کند همچنین با توجه به وزن در نظر گرفته شده مساوی برای پاسخ ها و با توجه به اثر مشابه پارامترهای کیفی زبری سطح و اضافه برش شعاعی که هر دو دارای خصوصیت هر چه کوچکتر بهتر می باشند، در آنالیز گری، اثر بهینه سازی صورت گرفته بر این دو پاسخ بیشتر از نرخ براده برداری بوده استکلید واژگان: ماشینکاری تخلیه الکتریکی خشک, روش تاگوچی, آنالیز گری, بهینه سازی همزمان پاسخهاDry electrical discharge machining is a sustainable machining process that is used gas medium such as air or Nitrogen instead of liquid dielectric mediums that are mainly based on oil derivation. In the current research, first each of three main responses including material removal rate (MRR), surface roughness (Ra) and radial overcut (ROC) have been optimized considering the effects of six main input factors including current (I), pulse on time (Ton), duty factor (D), spindle rotational speed (N), gas pressure (P) and the gas type.. Regarding the input factors, there are five quantitative and one qualitative input factor (gas type). So, in addition of air as most common dielectric medium, Nitrogen and mixture of Argon and air have been investigated as the other input factors of this parameter. The main purpose of this study is the multi objective optimization of dry electrical discharge machining responses by using the Grey relational analysis based on the Taguchi method. The results of this optimization method show the optimized level at I=12A, Pulse on time (Ton)=100 s , Duty factor (D) =66, Gas Pressure (P) = 3 bar and Spindle rotational speed (N)= 300 rpm and Nitrogen as the dielectric medium. The confirmation experiment at the optimized level by this method depicts that the optimized level has the maximum grey grade, hence it confirms the accuracy of the optimized level by Grey Relational Analysis method.. Also, regarding the equal weights of responses and considering the same effects of the surface roughness and radial over cut that both of them have the smaller the better characteristics, the optimization results in more effect on these responses in comparison with material removal rate.Keywords: Dry EDM, Taguchi method, Grey relational analysis, multi-objective optimization
-
در این مقاله اثر میدان مغناطیسی بر روی جریان همرفت طبیعی نانو سیال در یک محفظه نیم دایره ای با حضور منبع حرارتی شبیه سازی شده است. ابتدا انتقال حرارت همرفت طبیعی در یک محفظه ساده با یک دیوار گرم و یک دیوار سرد تحت تاثیر میدان مغناطیسی به کمک روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده با داده های قبلی مقایسه شده است. در ادامه پارامتر های تاثیرگذار دیگری از قبیل هندسه منبع حرارتی، زاویه میدان مغناطیسی و درصد حجمی نانوسیال بر چگونگی نرخ انتقال حرارت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بدین منظور نتایجی از قبیل خطوط جریان و خطوط همدما ارائه شده است. در نهایت با استفاده از روش تاگوچی پارامترهای تاثیرگذار و سطوح آنها شناسایی و از بین تعداد حالات ممکن، حالت بهینه برای شبیه سازی تعیین شده است. سرانجام با استفاده از آنالیز آماری این روش شرایط بهینه پیش بینی و تایید شده است.کلید واژگان: روش تاگوچی, روش شبکه بولتزمن, همرفت طبیعی, میدان مغناطیسی
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.