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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « روش رویه پاسخ » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «روش رویه پاسخ» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • میثم نوری نیارکی*، محمدرضا عیسوند زیبائی، جابر میرزایی

    در این تحقیق به بررسی شرایط بهینه در تاثیر پارامترهای دما، زمان و درز اتصال در اتصالات لحیم کاری سخت فولاد زنگ نزن 420 با فلز پرکننده پایه نیکل BNi-2 بر روی استحکام برشی نمونه های لب روی لب به روش رویه پاسخ پرداخته شده است. پارامترهای دما، زمان و درز اتصال از طریق طراحی آزمایش به روش باکس بنکن تعیین شدند، بطوریکه ضخامت آلیاژ پایه نیکل BNi-2 در این تحقیق 04/0، 07/0 و 1/0 میلی متر در نظر گرفته شد. بعد از آماده سازی نمونه ها، آنها در دماهای °C 1000، °C 1070، °C 1140 در زمان 10، 30 و 50 دقیقه در کوره خلا قرار گرفتند. آزمون مکانیکی کشش برای تعیین استحکام برشی اتصالات انجام شد. مشاهده شد که افزایش درز اتصال از 04/0 تا 1/0 میلی متر باعث کاهش 14 درصدی استحکام برشی گردید. همچنین افزایش دمای کوره از °C1000 تا °C1140 باعث افزایش 21 درصدی استحکام برشی و افزایش زمان کوره از 10 تا 50 دقیقه باعث افزایش 27 درصدی استحکام برشی شده است. در انتها با بهینه سازی به روش رویه پاسخ مشاهده گردید که اتصالی با درز اتصال 04/0 میلی متر، دمای °C 84/1109 و زمان 58/46 دقیقه دارای بیشترین استحکام برشی به مقدار 429/164 مگاپاسکال می باشد.

    کلید واژگان: بهینه سازی, لحیم کاری سخت, استحکام برشی, آلیاژ پایه نیکل BNi-2, روش رویه پاسخ}
    Meysam Nouri Niyaraki *, MohammadReza Isvandzibaei, Jaber Mirzaei

    In this research, the parameters of brazing temperature, time, and joint seam have been optimized in brazing joints of 420 stainless steel with BNi-2 filler metal on the shear strength of lap joint samples using response surface methodology. The parameters of brazing temperature, time, and joint seam were determined by the design of the experiment using the Benken box method. The thickness of BNi-2 filler metal was considered to be 0.04, 0.07, and 0.1 mm in this research. After preparing the samples, they were placed in a vacuum furnace at temperatures of 1000°C, 1070°C, and 1140°C for 10, 30, and 50 minutes. The mechanical tensile test was performed to determine the shear strength. It was observed that increasing the joint seam from 0.04 to 0.1 mm caused a 14% decrease in shear strength. Also, increasing the brazing temperature from 1000°C to 1140°C has increased the shear strength by 21%, and increasing the brazing time from 10 to 50 minutes has increased the shear strength by 27%. In the end, it was optimized that the maximum shear strength is 164.429 MPa in the joint seam of 0.04 mm, the temperature is 1109.84 °C and the time is 46.58 minutes.

    Keywords: Optimization, Brazing, Shear strength, BNi-2, response surface methodology}
  • امیرحمزه فرج الهی*، محسن رستمی، محمدرضا هاشمی نسب، مجتبی لک، افشین شجاعیان
    در پژوهش حاضر به مطالعه تاثیر شرایط عملکردی مختلف بر راندمان یک پهپاد با پیشرانش پیل سوختی غشای پلیمری با استفاده از روش طراحی آزمایش پرداخته شده است.بدین منظور ضمن طراحی یک سیکل ترمودینامیکی بر مبنای مطالعات گذشته،استک پیل سوختی مفروض به صورت صفربعدی شبیه سازی و مدل عددی اعتبارسنجی شده است.در ادامه معادلات ترمودینامیکی حاکم برای کلیه اجزای سیکل نوشته شده و راندمان استک پیل سوختی و سیستم محاسبه گردیده است.به منظور بررسی تاثیر شرایط عملیاتی مختلف بر راندمان پیل سوختی و سیستم و بهینه سازی، روش رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور ارتفاع عملیاتی، فشار کاری و نرخ استوکیومتری کاتد به عنوان پارامترهای مستقل ورودی و راندمان استک پیل سوختی و کل سیکل ترمودینامیکی به عنوان پاسخ درنظر گرفته شده اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که افزایش فشار کاری سبب افزایش راندمان استک پیل سوختی و سیکل به ترتیب به میزان٪5/3 و ٪5/14 می شود. از سوی دیگر هرچند افزایش استوکیومتری کاتد بهبود عملکرد پیل سوختی را درپی دارد،اما سبب کاهش شدید (حداکثر ٪6/30) راندمان سیکل می گردد. بررسی تاثیر ارتفاع عملیاتی بیانگر این نتیجه است که اثرات افزایش ارتفاع برراندمان پیل سوختی قابل صرفنظر است، اما با افزایش ارتفاع عملیاتی راندمان سیکل بیش از ٪30 کاهش می یابد برمبنای نتایج این مطالعه در هر ارتفاع عملیاتی برای یک پهپاد،بیشترین راندمان زمانی حاصل می شود که فشار کاری در کران بالا و نرخ استوکیومتری کاتد در کران پایین قرار گیرند.
    کلید واژگان: پیل سوختی غشای پلیمری, هواپیمای بدون سرنشین, ارتفاع پرواز, طراحی آزمایش, روش رویه پاسخ}
    Amirhamzeh Farajollahi *, Mohsen Rostami, Mohammareza Hasheminasab, Mojtaba Lak, Afshin Shojaian
    In this research, the effect of various operating conditions on the performance of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) with a PEMFC propulsion system is surveyed using a statistical approach, namely the Design of Experiment technique (DOE). This process starts by designing a thermodynamic cycle for UAV based on the literature review. Then, a zero-dimensional model is established to simulate the PEMFC’s performance. After validating the developed model for PEMFC, mass and energy balance equations are employed for all components of the thermodynamic cycle to calculate the efficiency of PEMFC and the system simultaneously. Afterward, the Response Surface Method (RSM) is used to design appropriate tests to study the influence of independent variables, i.e., altitude, operating pressure, and cathode stoichiometry, on the efficiency of PEMFC and system. Results indicate that increasing operating pressure improves the efficiency parameter for both the PEMFC and the system 3.5% and 14.5% respectively. Although increasing cathode stoichiometry augments the PEMFC efficiency, it plummets the system efficiency up to 30.6%. In addition, the influence of operating altitude on the PEMFC efficiency is negligible, while it causes a substantial decline in the system efficiency (more than 30%). As proved, at any desired operating altitude, maximum efficiency for the system obtains when the operating pressure and cathode stoichiometry are set at their maximum and minimum bound, respectively.
    Keywords: PEM fuel cell (PEMFC), Unmanned Aerial Vehicle (UAV), Operating altitude, Design of Experiment (DOE), Response Surface Method (RSM)}
  • بهمن نعمتی، رسول محرمی، محمد مصطفی محمدی*
    فرآیند پرداخت الکتروشیمیایی از جمله فرآیند های نوین پرداخت به شمار می رود. در این فرآیند سطوح قطعه کار تحت انحلال آندی کنترل شده قرار گرفته و زبری آن کاهش می یابد. عوامل مختلفی مانند هندسه، جنس ابزار و قطعه کار، نرخ پیشروی ابزار، ترکیب مایع الکترولیت، فاصله ابزار و قطعه کار، دبی الکترولیت، دمای الکترلیت و ولتاژ کاری بر خروجی فرآیند اثر گذار است. از طرفی پارامتر های خروجی مهم فرآیند صافی سطح نهایی، نرخ پرداخت کاری و دقت ابعادی ناحیه تحت پرداخت می باشند. در این مقاله اثر شکل ابزار، فاصله بین الکترودها، ولتاژ کاری و سرعت پیشروی ابزار بر پارامتر های خروجی بررسی شده است. به علت زیاد بودن تعداد پارامتر های ورودی و خروجی و احتمال برهمکنش میان اثرات پارامتر های موثر از روش طراحی آزمایش بر اساس متدولوژی سطح پاسخ استفاده شده است. به کمک این استراتژی نحوه اثرگذاری پارامتر های ورودی بر خروجی ها و اثرات خطی و غیر خطی پارامتر های ورودی و امکان بر هم کنش پارامتر ها با هم مورد ارزیابی تجربی قرار گرفته است. با استفاده از مدل تجربی حاصله و با اجرای روش بهینه سازی هم زمان، پارامتر های ورودی مطلوب جهت حصول نرخ پرداخت بیشینه در عین بسته نگاه داشتن تلرانس ابعادی و حصول صافی سطح در حد مطلوب بدست آمده است.
    کلید واژگان: صافی سطح, نرخ پرداخت, تلرانس ابعادی, طرح باکس بنکن, روش رویه پاسخ}
    Bahman Nemati, Rasoul Moharrami, Mohammad Mostafa Mohammadi *
    Electrochemical polishing is a nontraditional finishing process by which the surface roughness of the metallic workpiece is reduced due to anodic dissolution. In this process, an electrochemical cell is formed using the workpiece as the anode, a tool as the cathode, and a power supply.  Different parameters like inter electrode gap, the chemical composition of the electrolyte, and its temperature along with the electric potential affect the finishing performance. The important performance parameters are surface roughness, material removal rate, and the dimensional tolerance of the workpiece. In this article, the effect of inter electrode gap, cathode geometry, tool feed rate, and electric potential on the process outputs are evaluated experimentally. Due to the high number of input and output variables and possible interactions between the input variables, Box-Behnken design in response surface methodology is selected for designing the experiments. The experimental models are evaluated by analysis of variance. Using the response surface methodology, the effect of input parameters on process outputs and the possible interactions between the input variables are extracted. Also, multi-objective optimization is performed for determining the input variables which are adequate for maximizing the material removal rate along with achieving a predetermined amount for surface smoothness and geometric tolerance.
    Keywords: Surface Roughness, Material Removal Rate, Box-Behnken Design, Response Surface Methodology}
  • مهدی وحدتی*، محمود مرادی

    تاثیرات ناشی از سیکل های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی منجر به نرم شدگی اتصال آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم می شود. برای رفع این محدودیت، فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، اتصالات لب به لب از آلیاژ آلومینیوم گرید 7075تولید شدند. بدین منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری پارامترهای موثر بر استحکام کششی اتصالات به انجام رسید. سپس با استفاده از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که عبارات خطی، تعاملی و سهموی از متغیرهای سرعت دورانی ابزار و قطر شانه ابزار بر استحکام کششی نهایی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند. همچنین، شرایط بهینه متغیرهای ورودی فرآیند با استفاده از روش مطلوبیت، تعیین شد و با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید.

    کلید واژگان: تحلیل آماری, بهینه سازی, استحکام کششی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, روش رویه پاسخ}
    Mahdi Vahdati *, Mahmoud Moradi

    The thermal cycles involved in friction stir welding process cause softening in the joint of heat-treatable aluminum alloys. To overcome this limitation, submerged friction stir welding process has been developed. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075-T6 alloy using friction stir welding process. To this end, the response surface methodology was selected as the experiment design technique. So, the factors such as tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, a statistical analysis of variables affecting the tensile strength of joints was performed. Afterward, the butt joints were produced using submerged friction stir welding process based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of variance and regression analysis of experimental data confirmed the accuracy of regression equations. Furthermore, it is shown that the linear, interactional and quadratic terms of the tool rotational speed and tool shoulder diameter are effective on the ultimate tensile strength of the underwater welded joints. Also, the optimal condition of input variables was determined using the desirability method. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test.

    Keywords: Statistical Analysis, Optimization, Tensile Strength, Friction Stir Welding, Response Surface Methodology}
  • مهدی وحدتی*
    تاثیرات ناشی از سیکل های حرارتی در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) منجر به نرم شدگی اتصال می شود. این پدیده عموما در آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم رخ می دهد و منجر به کاهش خواص مکانیکی اتصال می شود. به منظور غلبه بر این محدودیت، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در زیر آب (SFSW) توسعه یافته است. در این پژوهش، در ابتدا با استفاده از فرآیند FSW، اتصالات لب به لب از آلیاژ Al7075-T6 تولید شدند . بدین منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و زاویه انحراف ابزار به عنوان متغیرهای ورودی، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری و بهینه سازی پارامترهای موثر بر سختی مقاطع عرضی اتصالات به انجام رسید. با توجه به مقدار بالای تابع مطلوبیت (976/0)، می توان دریافت که روند بهینه سازی به طور موفقیت آمیزی، هدف از پیش تعیین شده را به صورت مناسب و مطلوب، محقق نموده است. علاوه بر این، شرایط بهینه با اجرای آزمون صحه گذاری، به تایید رسید. سپس با استفاده از فرآیند SFSW و بر اساس مقادیر بهینه نرخ پیشروی ابزار و زاویه انحراف ابزار، اتصالات لب به لب تولید شدند . نتایج تحلیل داده های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادله رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که مدل نهایی می تواند پارامتر MHD را با خطای کمتر از 5% پیش بینی کند. همچنین، عبارات خطی از متغیرهای قطر شانه ابزار و سرعت دورانی ابزار بر سختی مقاطع عرضی اتصالات تولید شده در زیر آب، موثر هستند.
    کلید واژگان: تحلیل آماری, بهینه سازی, سختی, جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, روش رویه پاسخ}
    M. Vahdati *
    The thermal cycles involved in friction stir welding (FSW) cause softening in the joint. This phenomenon generally occurs in heat-treatable aluminum alloys leading to decrease in mechanical properties. Submerged friction stir welding (SFSW) has been developed to overcome this limitation. In this study, firstly, the butt joints were produced from Al7075-T6 alloy using FSW process. To this end, the RSM was selected as the experiment design technique. So, the factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and tool tilt angle were identified as the input variables. Then, statistical analysis and optimization of variables affecting the hardness of cross-sections was performed. In attention to the high value of desirability function (0.976), it could be found that the procedure of optimization has well fulfilled the pre-determined target. In addition, the optimal condition has been confirmed by implementing the verification test. Afterward, the butt joints were produced using SFSW based on the optimal values of tool feed rate and tool tilt angle. The obtained results from analysis of experimental data, confirmed the accuracy of regression equation. Furthermore, it is shown that the final model can predict the MHD parameter with an error less than 5%. Also, the linear terms of the tool shoulder diameter and tool rotational speed are effective on the hardness of cross-sections of the underwater welded joints.
    Keywords: Statistical Analysis, Optimization, Hardness, Friction stir welding, response surface methodology}
  • مظاهر سلامت طلب*، وحید طهماسبی، مهدی صفری، رضا غلامی، رضا قاسمی

    در تحقیق حاضر، چندلایه کامپوزیتی با الیاف شیشه نوع E از نوع بافته شده ساده به همراه رزین اپوکسی به عنوان زمینه با لایه چینی [0]12 به روش لایه چینی دستی ساخته شده است. سپس با در نظر گرفتن مهمترین پارامترهای ورودی فرآیند میکروسوراخکاری شامل سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی و قطر ابزار، مدلسازی ریاضی آماری به منظور بررسی دقیق رفتار پاسخ نیروی محوری بر حسب متغیرهای یاد شده صورت گرفته است. بدین منظور ضمن استفاده از روش طراحی آزمایش ها به روش عاملی کامل و رویه پاسخ و انجام 54 آزمایش و لحاظ نمودن تکرار آزمایش ها به منظور بالا بردن دقت مدل سازی، یک معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم استخراج شده است. همچنین با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت سوبل به بررسی تاثیر کمی دقیق میزان حساسیت رفتار نیرو بر حسب پارامترهای ورودی پرداخته شده است. علاوه بر این، با استفاده از الگوریتم درینگر بهینه سازی لازم به منظور دستیابی به کمترین مقدار نیرو در فرآیند میکروماشینکاری چندلایه های کامپوزیتی صورت گرفته است. نتایج تحلیل آماری نشان می دهد که کمترین مقدار نیروی محوری در فرآیند میکروسوراخکاری چندلایه های کامپوزیتی در کمترین نرخ پیشروی، حداکثر سرعت دورانیا ابزار و مقدار قطرهای کوچک تر حاصل می گردد. همچنین نتایج تحلیل حساسیت سوبل نشان می دهد که به ترتیب قطر (8/57 درصد)، سرعت دورانی (4/24 درصد) و سرعت پیشروی (8/17 درصد) در فرآیند میکروماشینکاری تاثیرگذار بوده است. همچنین کمترین میزان نیروی عمودی ایجاد شده در سرعت دورانی 2515 دور بر دقیقه، سرعت پیشروی 10 میلیمتر بر دقیقه و قطر ابزار 5/0 میلیمتر بدست آمده است.

    کلید واژگان: میکرو سوراخکاری, روش رویه پاسخ, تحلیل حساسیت سوبل, چندلایه های کامپوزیتی, بهینه سازی}
    M. Salamat Talab *, V. Tahmasbi, M. Safari, R. Gholami, R. Ghasemi

    In this study, E-glass/epoxy laminated composites with [0]12 stacking sequence manufactured by hand lay-up method. Afterwards, by considering the most important input parameters of the micro-drilling process including tool rotational speed, feed rate and tool diameter, the statistical mathematical modeling is performed to accurately investigate the thrust force response behavior versus the mentioned variables. For this purpose, using full factorial experimental design and response surface methodology and performing 54 experimental tests and considering repeatability of experiments in order to improve modeling accuracy, a second-order linear regression equation has been obtained. Also, by using the Sobel sensitivity analysis method, the quantitative effect of force behavior sensitivity versus input parameters is investigated. Moreover, the Derringer optimization algorithm is used to achieve the minimum amount of thrust force in micro-drilling process of laminated composites. The results of the statistical analysis show that the lowest feed rate, maximum tool rotational speed and smaller diameter lead to produce lowest thrust force of laminated composites. The Sobol sensitivity analysis shows that the diameter of the tool (57.8%), the feed rate (24.4%), and the rotational speed (17.8%) will have the greatest effect on thrust force in micro-drilling process, respectively. Finally, the optimization analysis show that, the lowest thrust force was obtained at a rotational speed of 2515 rpm, a feed rate of 10 mm / min and a tool diameter of 0.5 mm.

    Keywords: Micro-drilling, response surface methodology, Sobol sensitivity analysis, laminated composites, Optimization}
  • محمدرضا هاشمی نسب، محمدجعفر کرمانی*، سید سلمان نورآذر، محمدحسن خودسیانی

    در پژوهش حاضر تاثیر استوکیومتری آند،کاتد و دمای گازهای ورودی بر مدیریت آب و عملکرد پیل سوختی غشای پلیمری با استفاده از تکنیک طراحی آزمایش و عکس برداری مستقیم موردمطالعه قرارگرفته است. به منظور مشاهده انباشت آب در کانال های جریان سمت کاتد، پیل سوختی غشای پلیمری با صفحات انتهایی شفاف در آزمایشگاه تحقیقاتی پیل سوختی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شده است. طراحی کلیه آزمایش ها با استفاده از روش رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی انجام پذیرفته است. در هر شرایط کارکردی، نمودارهای عملکردی برحسب زمان برای پیل ثبت و هم زمان از کانال های جریان سمت کاتد فیلم برداری گردیده است. در ادامه با استفاده از تکنیک پردازش تصویر دیجیتال، مساحتی از کانال ها که توسط توده های آب اشغال شده، اندازه گیری و ثبت شده است. پارامتر ضریب آب پوشانی که از تقسیم مساحت توده های آب انباشته شده در کانال های جریان به مساحت کانال ها حاصل می گردد به عنوان معیار مطالعه پدیده طغیان مورداستفاده قرارگرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد افزایش استوکیومتری آند، کاتد و دمای گازهای ورودی سبب کاهش ضریب آب پوشانی می گردد. همچنین در مقادیر توان بهینه میزان ضریب آب پوشانی در محدوده 1/8 تا 4/3 قرار می گیرد. بررسی تاثیر شرایط کارکردی مختلف نشان می دهد که در مقادیر استوکیومتری کاتد بالا بایستی دمای گازهای ورودی و نرخ استوکیومتری آند در مقادیر پایین قرار گیرند. از طرفی مطالعه نحوه اثرگذاری دمای گازهای ورودی نشان می دهد که به هنگام استفاده از گازهای گرم، مقادیر استوکیومتری کم آند و کاتد سبب دستیابی به حداکثر توان می گردد.

    کلید واژگان: پیل سوختی غشا پلیمری, مدیریت آب در پیل سوختی غشای پلیمری, طراحی آزمایش, روش رویه پاسخ, پردازش تصویر دیجیتال}
    Mohammadreza Hasheminasab, Mohammad J. Kermani *, Seyed Salman Nourazar, Mohammadhassan Khodsiani

    In this research, the effect of anode stoichiometry, cathode stoichiometry and temperature of inlet gases on water management and performance of a PEM fuel cell is studied by means of DOE (Design of Experiments) and direct visualization. In order to visualize the liquid water accumulation in cathode flow channels, a transparent PEM fuel cell is designed and manufactured in fuel cell research laboratory of Amirkabir University of Technology. Design of experiments is based on response surface method and central composite design. Cell’s performance is recorded over the test time and a video is simultaneously captured from its transparent cathode flow channels. Then, a digital image processing technique is used to detect and quantify channel areas that are occupied by liquid water. Area of regions containing liquid water is divided by total area of flow channels to calculate a parameter called water coverage ratio (WCR) which is then used to study flooding phenomenon. Results show that increase in cathode stoichiometry, anode stoichiometry and gas inlet temperature leads to a decrease in WCR. Also, WCR lies between 1.8 and 4.3 when an optimized produced power is reached. It is also proved that anode and cathode stoichiometry has to be minimized to reach the maximum produced power at a high inlet gas temperature.

    Keywords: PEM fuel cell (PEMFC), Water management in PEMFC, Design of Experiment (DOE), Response Surface Method (RSM), Digital Image Processing}
  • یحیی چوپانی، محسن خواجه زاده*، محمدرضا رازفر

    فرآیند پرداختکاری ساینده مغناطیسی یکی از فرآیندهای نانو پرداختکاری است که به واسطه ی پایین بودن دمای گپ کاری آن، یک فرآیند سرد محسوب می شود. در این مقاله، اثر پارامترهای گپ کاری، سرعت دورانی قطعه کار و نوع ساینده در فرآیند پرداختکاری ساینده مغناطیسی بر زبری سطوح بیرونی قطعات استوانه ای از جنس فولاد زنگ نزن AISI 440C با استفاده از روش رویه پاسخ برای رسیدن به کمترین زبری سطح، مدلسازی و بهینه سازی شده است. با اجرای آزمایش ها میزان زبری سطح به عنوان تابع هدف انتخاب شده است. در مرحله بعد اثرات اصلی پارامترها بررسی شده و مدل رویه پاسخ تابع هدف به دست آمده است. درنهایت با استفاده از روش رویه پاسخ، مقادیر بهینه پارامترهای گپ کاری و سرعت دورانی قطعه کار به دست آمده است. نتایج بهینه سازی به کمک روش رویه پاسخ نشان می دهد که فرآیند با دقت خوبی مدلسازی شده و همچنین استفاده از مدل توسعه یافته میزان بهبود در زبری سطح پرداخت شده را به میزان 17.52 درصد افزایش داده است. در محدوده انتخابی برای پارامترهای گپ کاری، مینیم زبری قابل دستیابی متناظر با مقدار گپ کاری 1.98 میلی متر، سرعت دورانی قطعه کار 373.73 دور بر دقیقه و استفاده از ژل الماس به عنوان ابزار ساینده تحقق خواهد یافت. همچنین، بررسی پارامترها نشان می دهد که نوع ساینده موثرترین پارامتر در بهبود زبری سطح قطعات در فرایند پرداخت کاری ساینده مغناطیسی می باشد. علاوه بر این، نتایج میکروسکوپی بافت سطح نمونه ها، نشان می دهد که فرآیند پرداخت کاری ساینده مغناطیسی جهت و شیارهای ناشی از فرآیند سنگ زنی را به طور قابل توجهی از بین برده است و همچنین یک سطح پرداخت فوق صیقل و یکنواختی به مانند یک آینه تا محدوده 0.207 میکرومتر به دست آمده است.

    کلید واژگان: پرداخت کاری ساینده مغناطیسی, بهینه سازی, روش رویه پاسخ, فولاد زنگ نزن AISI 440C, زبری سطح}
    Yahya Choopani, Mohsen Khajehzadeh *, MohammadReza Razfar

    Magnetic Abrasive Finishing (MAF) is a nano-machining process; due to low machining temperature, this process is categorized as a cold forming process. Therefore, the machined surface is free from thermal damages such as micro cracks, phase changes, burnt area and etc. In this paper, the effects of machining parameters (machining gap, work piece rotational speed and abrasive particles’ type) on work piece surface roughness have been experimentally studied. To achieve this goal a series of experimental tests were conducted on a newly developed setup and workpiece surface roughness was measured. The results of experimental studies were then used to develop a mathematical model for work piece surface roughness using Response Surface Method (RSM). The results show that there is a good agreement between experimental results and model predictions. This model was then used to minimize workipece surface roughness. In the selected range of machining parameters the minimum value of surface roughness is achieved by workpiece rotational speed of 373.73 rpm, machining gap of 2 mm and using diamond particles as abrasive. In addition, it was shown that abrasive particles’ type is the most affecting parameter on workpiece surface roughness. Furthermore, Microscopic results of surface tissue specimens, Shows that magnetic abrasive finishing process the direction and grooves resulting from the grinding process have significantly eliminated and as well as a super-polishing and uniformity surface finish like a mirror to a range of 0.207 µm is obtained.

    Keywords: Magnetic abrasive finishing, optimization, Response Surface Method, AISI 440C Stainless Steel, Surface roughness}
  • محمدمراد شیخی*، علی صناعی، ولی الله پناهی
    در این تحقیق، خواص مکانیکی شامل استحکام ضربه، مدول الاستیسیته و ازدیاد طول تا شکست نانوکامپوزیت های سه تایی پلی پروپیلن/ لاستیک نیتریل کربوکسیل شده/ نانوپودر سیلیکا به کمک طرح Box-Behnken روش رویه پاسخ (RSM) بهینه سازی شده اند. بر اساس این طرح آزمایش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزنی نانو ذرات سیلیکا 0، 3 و 6 درصد وزنی عامل سازگارکننده پلی پروپیلن مالئیکه (PP-gMA) و نیز 0، 5 و 10 درصد وزنی لاستیک نیتریل کربوکسیل شده توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون های مکانیکی کشش و ضربه برای تعیین مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا شکست و استحکام ضربه ترکیبات انجام شدند. نتایج حاصل از آنالیز واریانس نشان دادند که هر سه فاکتور اصلی نانوذرات سیلیکا، لاستیک نیتریل کربوکسیل شده و عامل سازگار کننده پلی پروپیلن مالئیکه با احتمال بالای 90 درصد بر خواص مکانیکی مورد بررسی تاثیرگذار هستند. همچنین مقادیر کمیت احتمالی فیشر نشان می دهد که نانوپودر سیلیکا بیشترین تاثیر را بر مدول الاستیک و لاستیک نیتریل بیشترین تاثیر را بر استحکام ضربه و ازدیاد طول تا شکست دارند. از طرفی برای هر خاصیت مکانیکی یک مدل رگرسیون با مطلوبیت بالای 85 درصد به دست آمد. سرانجام مقادیر بهینه به ازای 6162/1 درصد وزنی از نانوپودر سیلیکا، 10 درصد وزنی لاستیک نیتریل و 9697/4 درصد وزنی عامل سازگار کننده پلی پروپیلن مالئیکه پیش بینی شدند.
    کلید واژگان: پلی پروپیلن, خواص مکانیکی, بهینه سازی, روش رویه پاسخ, نانوکامپوزیت}
    Mohammad Morad Shaikhi*
    In this study, mechanical properties including impact strength, elastic modulus and elongation at break of nanocomposites based on polypropylene/ Carboxylated Nitrile Rubber (PP/XNBR) were optimized by using response surface methodology (RSM). The samples were produced using a co-rotating twin screw extruder including 0,2,4 Wt.% of nano particles, 0, 5, 10 Wt.% of XNBR and 0,3,6 Wt.% of Polypropylene-g-glycidyl Methacrylate (PP-gMA) as compatibilizer. Impact and tensile tests were carried out to obtain impact strength, elastic modulus and elongation at break of nano composites. The results of analysis of variance showed that all three major factors silica nanoparticles, Carboxylated Nitrile Rubber and PP-gMA as compatibilizer effect on the mechanical properties with a higher probability of 90%. Also, Fisher's probable quantity values showed that silica nanoparticles had the greatest effect on the elastic modulus and XNBR had the greatest effect on impact strength and elongation at break. On the other hand, for each mechanical property, a regression model with a desirability of over 85% was obtained. Finally, the optimal values of the nano-composites were predicted to be 1.6162 wt% for silica nano powder, 10 wt% for XNBR, and 4.9697 wt% for PP-gMA.
    Keywords: Polypropylene, Mechanical Properties, Optimization, Response Surface Methodology, Nano Composites}
  • مهدی وحدتی*، محمود مرادی
    برای بهبود خواص آلومینیم و آلیاژهای آن، راهکارهای متنوعی همچون: کاهش اندازه دانه، افزودن عناصر آلیاژی و کامپوزیت سازی، مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، استفاده از فرآیندهای حالت جامد همچون فرآوری اصطکاکی اغتشاشی به منظور ایجاد کامپوزیت سطحی در دمای زیر نقطه ذوب، بسیار مناسب است. از این رو، با توجه به قابلیت فرآوری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان یک فرآیند حرارتی - مکانیکی و مزایای آن در تولید کامپوزیت سطحی زمینه فلزی، در پژوهش پیش رو، کامپوزیت های سطحی آلومینیم 7075 با به کارگیری ذرات تقویت کننده از جنس اکسید آلومینیم، با استفاده از این فرآیند و منطبق بر اصول طراحی آزمایش، تولید شدند . بدین منظور، روش رویه پاسخ به عنوان روش طراحی آزمایش، انتخاب گردید و متغیرهای: سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی ابزار، قطر شانه ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده به عنوان متغیرهای ورودی فرآیند، تعیین شدند. در ادامه، تحلیل آماری پارامترهای موثر بر خواص مکانیکی کامپوزیت سطحی Al7075/Al2O3 به انجام رسید. نتایج حاصل از آنالیز واریانس و تحلیل رگرسیون داده های حاصل از آزمون های تجربی، صحت و دقت معادلات رگرسیون را مورد تایید قرار داد و نشان داد که عبارات خطی، تعاملی و سهموی از متغیرهای ورودی فرآیند، بر استحکام تسلیم و سختی نمونه های کامپوزیتی موثر هستند. همچنین، نرخ پیشروی ابزار و اندازه ذرات تقویت کننده به ترتیب به عنوان موثرترین عوامل خطی بر استحکام تسلیم و سختی قطعات کامپوزیتی معرفی شدند.
    کلید واژگان: تحلیل آماری, روش رویه پاسخ, خواص مکانیکی, کامپوزیت سطحی, فرآوری اصطکاکی اغتشاشی}
    M. Vahdati *, M. Moradi
    In order to improve the properties of aluminum and its alloys, various solutions have been considered, such as: reduction of grain size, addition of alloying elements and composite manufacturing. In this regard, the use of solid-state processes such as friction stir processing (FSP) to create surface composite at temperatures below the melting point is very suitable. Hence, considering the FSP ability as a thermo-mechanical process and its advantages in the production of surface composite, in the present study, the Al7075 surface composites with the use of reinforcing particles (Al2O3) were produced using this process in accordance with the DOE principles. To this end, the response surface methodology (RSM) was selected as the experiment design technique. So, the factors such as: tool rotational speed, tool feed rate, tool shoulder diameter, and reinforcing particle size were identified as the input variables. Then, statistical analysis of variables affecting the mechanical properties of surface composite Al7075/Al2O3 was performed. The obtained results from analysis of variance (ANOVA) and regression analysis of experimental data, confirmed the accuracy of regression equations. Furthermore, it is shown that the linear, interactional and quadratic terms of the input variables are effective on the yield strength and hardness of the composite samples. Also, the tool feed rate and the reinforcing particle size were introduced as the most effective linear factors on the yield strength and hardness of the composite components, respectively.
    Keywords: Statistical Analysis, response surface methodology, Mechanical Properties, Surface Composite, Friction Stir Processing}
  • رزگار حسن زاده، طاهر ازدست*، علی دنیوی، ریچارد یونگکی لی
    فوم های پلیمری یکی از بهترین کاندیداها به منظور ساخت عایق های حرارتی هستند. بر همین اساس بررسی خواص عایق حرارتی فوم های پلیمری، در سالیان اخیر مورد توجه جوامع علمی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر بهینه سازی خواص عایق حرارتی فوم های پلیمری از دو جنبه ضریب هدایت حرارتی جامد و تشعشعی صورت گرفته است. به این منظور مدلی تئوری بر مبنای چگالی فوم و اندازه سلولی ارائه شده است. صحت مدل تئوری ارائه شده در قیاس با نتایج تجربی متعددی به اثبات رسیده است. نتایج گویای این است که خطای مدل تئوری ارائه شده کمتر از 5% است. همچنین نتایج نشان دادند که با کاهش چگالی فوم، ضریب هدایت حرارتی جامد و تشعشعی به ترتیب کاهش و افزایش می یابد. ضمن اینکه کاهش اندازه سلولی سبب کاهش ضریب هدایت حرارتی تشعشعی می شود. به منظور بهینه سازی ضرایب هدایت حرارتی جامد و تشعشعی از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ استفاده شد. نتایج حاکی از این بود که چگالی فوم 23/5کیلوگرم بر متر مکعب و اندازه سلولی 53میکرومتر، شرایط ساختاری بهینه هستند که در این شرایط هر دو ضریب هدایت حرارتی جامد و تشعشعی کمتر از 3میلی وات بر متر کلوین است. مطابق نتایج آشکار شد که داده های حاصل از مدل تئوری ارائه شده و روش رویه پاسخ تطابق مطلوبی با یکدیگر دارند. در این شرایط بهینه، ضریب هدایت حرارتی کلی فوم پلیمری تقریبا 30میلی وات بر متر کلوین خواهد بود که در بازه اندازه های سلولی مذکور، مقدار بسیار مطلوبی است.
    کلید واژگان: مدل تئوری, چگالی فوم, اندازه سلولی, ضریب هدایت حرارتی, روش رویه پاسخ}
    R. Hasanzadeh, T. Azdast*, A. Doniavi, R. Eungkee Lee
    Polymeric foams are one of the best candidates for thermal insulation. Accordingly, to investigate the thermal insulation properties of polymeric foams has attracted the attention of scientific communities in recent years. In this study, optimization of thermal insulation properties of polymeric foams is performed from solid and radiation thermal conductivities points of view. In this regard, a theoretical model based on cell size and foam density is developed. The results of the developed theoretical model are verified in comparison to various experimental results. Based on the results, the error of the theoretical model is lesser than 5%. Decreasing the foam density increases and decreases the solid and radiation thermal conductivity, respectively. Also, the radiation thermal conductivity is decreased by reducing the cell size. Response surface method (RSM) is applied in order to optimize the solid and radiation thermal conductivities. The results illuminate that the foam density of 23.5 kg.m-3 and cell size of 53 μm are the optimum conditions. At the optimum conditions, both of the solid and radiation thermal conductivities are lesser than 3 mW/mK. According to the results, the data obtained from developed theoretical model and RSM are in a good agreement. The total thermal conductivity is 30 mW/mK at optimum conditions which is a desirable value at aforementioned cell size range.
    Keywords: Theoretical model, Foam density, Cell size, Thermal conductivity, Response surface method}
  • محمود مرادی *، احسان گلچین، علی خرم
    در این مقاله به شبیه سازی فرآیند سوراخکاری لیزر فیبری سوپر آلیاژ اینکونل 718 به ضخامت 1 میلی متر، با روش اجزاء محدود پرداخته شده است. با استفاده از روش رویه پاسخ تاثیر پارامترهای فرکانس پالس لیزر (150 تا 550 هرتز)، توان لیزر (200 تا 500 وات)، موقعیت صفحه کانونی لیزر (5/0- تا 5/0+ میلی متر) و درصد زمان روشنی پالس (30 تا 70 درصد) به عنوان متغیرهای ورودی در 5 سطح و دو پارامتر خروجی قطر ورودی سوراخ و زاویه مخروطی به عنوان پاسخ های طرح بررسی شدند. نتایج تحلیل های آماری نشان دادند که پارامترهای ورودی و خروجی دارای نسبت مستقیم هستند. با افزایش متغیرهای ورودی قطر سوراخ ورودی و زاویه مخروطی سوراخ افزایش یافت. صحه گذاری مدل توسط نتایج آزمایشگاهی فرآیند انجام پذیرفت. با استفاده از نتایج شبیه سازی و تحلیل های صورت گرفته، فرآیند سوراخکاری لیزری به کمک روش تابع مطلوبیت کل، بهینه سازی گردید. در نهایت شبیه سازی تنش های پسماند این فرآیند در حالت پارامترهای بهینه انجام شد. مقدار تنش پسماند ایجاد شده روی سطح ورق، دارای بیشترین مقدار (14/0 مگاپاسکال) می باشد و با افزایش فاصله از سطح قطعه کار، مقدار تنش پسماند کاهش یافت.
    کلید واژگان: سوراخکاری لیزری, سوپرآلیاژ اینکونل 718, روش رویه پاسخ, روش اجزاء محدود, تنش پسماند}
    M. Moradi *, E. Golchin, A. Khorram
    In this paper, the simulation of fiber-laser drilling process of Inconel 718 superalloy with the thickness of 1mm is investigated through the Finite Element Method. The influence of process parameters i.e. laser pulse frequency (150 to 550 Hz), laser power (200 to 500 watts), laser focal plane position (-0.5 to +0.5 mm) and the duty cycle (30 to 70%) were investigated in 5 levels and two external parameters i.e. the hole's entrance diameter and hole taper angle, were observed to be the process output responses. By performing the statistical analysis, the input and output parameters were found to have a direct relation with each other. By an increase in each of the input variables, the hole's entrance diameter and the hole taper angel increase. Verification of model was performed by experimental results. The results of the conducted simulations and statistical analyses having been used, the laser drilling process were optimized by means of the desire ability approach. Finally, residual stress simulation of this process was carried out at optimum setting. The residual stress value on the surface of sheet is maximum (0.14 MPa) and this value decreases with increasing distance from the surface of the sample.
    Keywords: Laser Drilling, Inconel 718 nickel base super alloy, Response Surface Method (RSM), Finite Element Method, Residual stress}
  • مجید قریشی*، امید روحانی رفتار
    سوراخکاری با استفاده از لیزر از جمله روش های نوین سوراخکاری است که مزایای بسیار آن، کاربرد این فرآیند را گسترش داده است. تحقیق حاضر به بررسی تجربی فرآیند سوراخکاری ضربه ای با استفاده از لیزر یاقوت بر روی آلیاژ Ti6Al4V با ضخامت های مختلف که پرکاربردترین آلیاژ تیتانیوم است می پردازد. در این مقاله اثر پارامترهای ورودی توان بیشینه، عرض پالس، فرکانس، نوع گاز کمکی، فشار گاز و ضخامت نمونه بر روی مهم ترین خروجی های هندسی سوراخ شامل قطر ورودی، قطر خروجی، زاویه مخروطی، میزان دایروی بودن ورودی و میزان دایروی بودن خروجی سوراخ مورد مطالعه قرار گرفته است. بر روی داده های حاصل از آزمایش، تحلیل های آماری انجام شده و پارامترهای موثر در هر خروجی ارائه گردیده است. برای انجام آزمایشات از روش "طراحی آزمایش ها" و برای مدل سازی از روش "رویه پاسخ" استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان می دهند که ضخامت ورق در تمام خروجی ها موثر است. پس از ضخامت، به ترتیب فرکانس و عرض پالس، توان بیشینه و نوع گاز کمکی مهم ترین پارامترهای موثر در خروجی های فرآیند می باشند. فشار گاز کمکی فقط در میزان دایروی بودن ورودی سوراخ موثر می باشد. در این آلیاژ برای دستیابی به سوراخی با ظرافت بالا توصیه می شود توان بیشینه، فرکانس و عرض پالس در سطح پایین و فشار گاز کمکی در سطح بالا قرار گیرد همچنین از گاز نیتروژن به عنوان گاز کمکی استفاده گردد.
    کلید واژگان: سوراخکاری با لیزر, آلیاژ تیتانیوم, طراحی آزمایش ها, روش رویه پاسخ}
    M. Ghoreishi *, Omid Rohani Raftar
    Laser percussion drilling is one of the advanced drilling processes that its numerous advantages have extended the applications of this process. This study focuses on experimental investigation of laser percussion drilling using Nd:YAG laser on titanium alloy Ti6Al4V sheets with various thickness which is widely used in industry. In this paper the effects of the input parameters peak power, pulse width, frequency, assist gas type, gas pressure and sheet thickness on the most important process outputs include hole entrance diameter, hole exit diameter, hole taper angle, hole entrance circularity and hole exit circularity were studied. Statistical analysis was employed to analyze the experimental data and significant parameters in each response are presented. For conducting the experiments “Design of Experiments” method and for modelling “Response Surface Methodology” were used. The results obtained show that sheet thickness affects all outputs. After that frequency and pulse width, peak power and assist gas type respectively are the most significant parameters influence process outputs. Gas pressure only affects the hole entrance circularity. For this alloy to achieve a hole with high quality, it is recommended to work at lower peak power and frequency, shorter pulse width and higher assist gas pressure with Nitrogen as assist gas.
    Keywords: Laser percussion drilling, Titanium alloy, Design of Experiments, Response Surface Methodology}
  • رضا بنازاده، محمد ریاحی، محمد خسروآبادی
    عملکرد سیالات برشی در ماشین کاری مواد مختلف به منظور بهبود کارایی و اثربخشی در هر فرآیند ماشین کاری حیاتی است. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر استفاده از روش خنک کاری کرایژونیک بر روی عمرابزار و توان مصرفی دستگاه در فرآیند تراشکاری فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 است. بدین منظور سرعت برشی و زمان ماشین کاری هرکدام در سه سطح به عنوان متغیرهای مسئله انتخاب شدند. روش رویه پاسخ، با به کارگیری طرح مرکب مرکزی، به منظور برنامه ریزی و تحلیل آزمایش های تجربی مورد استفاده قرار گرفت. ارتباط بین پارامترهای ماشین کاری و متغیرهای خروجی با استفاده از روش رویه پاسخ مدل سازی شدند. همچنین برای بررسی کفایت و موثر بودن مدل ریاضی و متغیرهای مربوطه، آنالیز واریانس انجام شد. نتایج حاصله تطابق خوبی را بین مقادیر اندازه گیری شده سایش ابزار و توان مصرفی دستگاه و مقادیر پیش بینی شده مدل توسعه یافته نشان دادند. با استفاده از روش آنالیز واریانس، مدل های ریاضی مناسبی برای پاس خهای خروجی با درنظر گرفتن ترم های موثر و مقادیر P کمتر از 05 / 0 )سطح اطمینان 95 %( به دست آمدند. پس از انجام آزمایش های تجربی و تحلیل و بررسی نتایج، مشخص گردید استفاده از خنک کاری کرایژونیک در مقایسه با ماشین کاری خشک باعث کاهش سایش ابزار تا 5/ 67 % و کاهش توان مصرفی دستگاه تا 24 % می شود.
    کلید واژگان: خنک کاری کرایژونیک, سایش ابزار, توان مصرفی, فولاد زنگ نزن آستنیتی 304, روش رویه پاسخ}
    R. Bannazadeh, M. Riahi, M. khosroabadi
    Performance of cutting fluids in machining of different materials is critical importance in order to improve the efficiency of any machining process. The objective of this research is investigation the effects of cryogenic cooling on tool wear and power consumption in the turning process of AISI 304 austenitic stainless steel. Cutting speed and cutting time each at three levels were selected as cutting variables. Response surface methodology (RSM), employing a face-centered central composite design scheme, has been used to plan and analyze the experiments. The relationships between machining parameters and output variables were modeled using RSM. Analysis of variance (ANOVA) was performed to check the adequacy of the mathematical model and its respective variables. The results showed a good agreement between the measured tool wear and power consumption and predicted values obtained by developed models. Suitable mathematical models for the response outputs were obtained using the ANOVA technique, in which significant terms were chosen according to their p values less than 0.05 (95% of confidence interval). When experiments and analysis of results were done, it is observed that tool wear was decreased till 67.5% and power consumption was decreased till 24% in cryogenic cooling method when compared with dry machining.
    Keywords: Cryogenic cooling, Tool wear, Power Consumption, AISI 304, Response surface methodology}
  • محمدرضا پاک منش، مرتضی شمعانیان، سعید اصغری
    در تحقیق حاضر، تاثیر پارامترهای جوشکاری لیزر پالسی Nd: YAG بدون فلز پرکننده بر روی اتصال لبه روی هم فویل فولاد زنگ نزن 316L با ضخامت 100 میکرومتر جهت کاربرد در صفحات دوقطبی پیل سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از ابزارهای آماری، آنالیز واریانس و نمودارهای مختلف جهت تحلیل داده ها توسط روش رویه پاسخ استفاده گردید. پارامترهای ورودی توان قله (130 تا 650 وات) ، زمان روشنی پالس (1. 5 تا 3. 5 میلی ثانیه) و فرکانس جوشکاری (14 تا 18 هرتز) در نظر گرفته شد. روش آماری مذکور به خوبی توانست، با توسعه چندجمله ای درجه? دوم، تاثیر پارامترهای جوشکاری را پیش بینی نماید؛ به طوری که مجموع خطا شامل خطای تکرارپذیری و خطای عدم تطابق برای مدل استحکام برشی، مدل بریدگی کنار جوش و مدل پرنشدگی جوش به ترتیب 2، 8 و 3 به دست آمد. مهم ترین عوامل موثر بر استحکام برشی، عیوب بریدگی کنار جوش و نفوذ ناقص تشخیص داده شد. توان لیزر اصلی ترین پارامتر در این فرآیند برآورد گردید و اثر آن بر استحکام برشی جوش، بریدگی کنار جوش و پرنشدگی جوش به ترتیب 64، 62 و 66 درصد محاسبه شد. در نهایت حداکثر استحکام برشی به میزان 522 مگاپاسکال در توان قله 260 وات، زمان روشنی پالس 3 میلی ثانیه و فرکانس 17 هرتز به دست آمد. در این حالت بریدگی کنار جوش به 3 میکرومتر رسید.
    کلید واژگان: جوشکاری لیزر پالسی, روش رویه پاسخ, عیوب جوش, استحکام برشی جوش, صفحات دوقطبی پیل سوختی پلیمری}
    Mohammad Reza Pakmanesh, Morteza Shamanian, Saeid Asghari
    In the present study, the effect of parameters of autogenous pulsed Nd: YAG laser welding process on the lap joint of a 316L stainless steel foil with a thickness of 100 µm to be used as bipolar plates of polymeric fuel cell was investigated. For this purpose, the statistical tools, the analysis of variance and the various diagrams were used to analyze the data by response surface methodology. The peak power (130 to 650 W), pulse durability (1.5 to 3.5 ms), and welding frequency (14 to 18 Hz) were considered as input parameters. The mentioned statistical method was able to predict the effect of welding parameters by developing second-order polynomials, so that the total error including the repeatability error and the lack of fit error for shear strength model, weld undercut model, and weld underfill model obtained 2, 8 and 3, respectively. The defects of weld undercut and lack of penetration were identified as most important factors affecting the shear strength. The laser power is as the main parameter in this process and the impact of it on the shear strength of the weld, the weld undercut and the weld underfill is calculated 64, 62 and 66%, respectively. Finally, the maximum shear strength with the value of 522 MPa is achieved at a peak power of 260 W, pulsed duration of 3 ms and welding frequency of 17 Hz. In this case, the weld undercut is determined as 3 micrometers.
    Keywords: Pulsed laser welding, Response surface methodology, Weld defects, Shear strength, PEMFC bipolar plates}
  • پریسا مجاور، شهرام خلیل آریا، عطا چیت ساز خویی *
    در تحقیق حاضر، یک سیستم ترکیبی جدید، متشکل از گازساز زیست توده، لوله های حرارتی دما بالای سدیم و پیل سوختی اکسید جامد معرفی شده است. سیستم ترکیبی حاصل، به علت بازده و توان بالا به منظور تولید همزمان توان الکتریکی و حرارت مورد توجه قرار گرفته است. از ثابت های تعادل و قانون بقای جرم و انرژی برای مدل سازی سیستم استفاده شده و مدل سازی و تجزیه و تحلیل سیستم در نرم افزار EES انجام گرفته است. پس از حصول اطمینان از صحت مدل سازی انجام گرفته در تطابق با نتایج تجربی، اثر STBR گازساز، چگالی جریان، ضریب مصرف سوخت و دمای خروجی پیل سوختی به عنوان پارامترهای متغیر بر روی توان تولیدی و بازده کلی سیستم توسط روش رویه پاسخ بررسی گردید. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که پارامترهای ضریب مصرف سوخت (با میزان تاثیرگذاری 53%) و چگالی جریان (با میزان تاثیرگذاری 33%) به ترتیب موثرترین پارامتر بر روی توان خروجی سیستم و بازده انرژی کلی می باشند. با افزایش دما، توان سیستم ترکیبی افزایش می یابد در حالیکه با افزایش ضریب مصرف سوخت، توان خروجی از سیستم رفتار افزایشی و سپس کاهشی دارد. همچنین افزایش دما و STBR سبب افزایش بازده کلی سیستم و افزایش چگالی جریان و ضریب مصرف سوخت موجب کاهش آن می شود. نتایج حاصله نشان داد که در بهینه ترین حالات با تنظیم صحیح پارامترهای موثر، توان خروجی سیستم و بازده کلی را می توان به ترتیب تا مقادیر 300 kW و 90% افزایش داد.
    کلید واژگان: پیل سوختی اکسید جامد, گازساز, زیست توده, لوله حرارتی, روش رویه پاسخ}
    Parisa Mojaver, Shahram Khalilarya, Ata Chitsaz Khoyi *
    In the present study, a novel integrated system containing biomass gasifier, sodium high-temperature heat pipes, and solid oxide fuel cells is introduced. The integrated system is taken into consideration due to its high efficiency and power in order to simultaneous producing electrical power and heat. The modeling of system is performed using equilibrium constants, mass and energy conservation law and the analysis of codes is done in EES software. The effect of gasifier STBR, current density, fuel utilization factor, and outlet fuel cell’s temperature as variable parameters is investigated on the power and total energy efficiency of integrated system using response surface method; after validation of modeling in comparison to the experimental results. The analysis of variance results indicate that fuel utilization factor (with 53% contribution) and current density (with 33% contribution) are the most effective parameter on the power and total efficiency, respectively. The power of integrated system is increased by increasing of temperature while power has an increasing behavior follows by decreasing behavior by increasing fuel utilization factor. The total efficiency is increased by increasing temperature and STBR while it is decreased by increasing current density and fuel utilization factor. The results revealed that the power and total efficiency is obtained at optimum states as high as 300 kW and 90%, respectively.
  • سجاد دانش پایه، فرامرز آشنای قاسمی، اسماعیل قاسمی
    در این تحقیق، خواص مکانیکی، شامل استحکام کششی، مدول الاستیک، ازدیاد طول و استحکام ضربه ای نانوکامپوزیت های بر پایه آلیاژ پلی پروپیلن و پلی اتیلن خطی چگالی پایین، تقویت شده با نانوذرات اکسید تیتانیوم بررسی شده است. برای طراحی آزمایش جهت تهیه ترکیبات از طرح Box-Behnken روش رویه پاسخ (RSM) استفاده شده است. بر اساس این طرح ازمایش 15 نمونه شامل 0، 2 و 4 درصد وزنی نانو ذرات اکسید تیتانیوم 0، 3 و 6 درصد وزنی عامل سازگار کننده و نیز 20، 40 و 60 درصد وزنی پلی اتیلن خطی چگالی پایین و عامل سازگارکننده ی استایرن- اتیلن- بوتیلن- استایرن (SEBS) توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون های مکانیکی کشش برای تعیین استحکام کششی، مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا پارگی و استحکام ضربه ای ترکیبات انجام شدند. مشاهده شد که با حضور نانو ذرات اکسید تیتانیوم مدول الاستیسیته نسبت به ترکیب پایه پلی پروپیلن/پلی اتیلن خطی چگالی پایین7 درصد افزایش،اما استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش می یابد. استحکام ضربه ای ترکیبات با حضور نانو ذرات اکسید تیتانیوم در حدود 5 درصد افزایش می یابد. همچنین بر اساس روش رویه پاسخ سطح مدل هایی جهت پیش بینی خواص مکانیکی ارائه گردید.
    کلید واژگان: خواص مکانیکی, پلی پروپیلن, پلی اتیلن خطی چگالی پایین, نانوذرات اکسید تیتانیوم, روش رویه پاسخ}
    S. Daneshpayeh, F. Ashenai Ghasemi, I. Ghasemi
    In this study, mechanical and thermal properties of nanocomposites based on polypropylene/ linear low density polyethylene/ nano titanium dioxide (PP/LLDPE/TiO2) were studied. Experiments were designed according to Box-Behnken response surface methodology (RSM) to screen out significant factors from linear low density polyethylene (LLDPE), styrene-ethylene-butylenestyrene (SEBS) and titanium dioxidenano particles (TiO2). The samples were produced using a co rotating twin screw extruder including 0,2,4 Wt.% of nano particles, 20,40,60 Wt.% of LLDPE and 0,3,6 Wt.% styrene-ethylene-butylene-styrene(SEBS) as comptabilizer. Tensile properties (modulus, tensile strength and elongation at break) and impact resistance were evaluated. The results showed that modulus was increased by 7% with addition of nano particles in comparison to PP/LLDPE. In addition, impact resistance was increased by 5% and tensile strength and elongation at break were decreased.Some models also presented using the response syrface for predicting the mechanical properties.
    Keywords: Mechanical properties, Polypropylene, Low linear density polyethylene, Titanium dioxide nanoparticles, Response surface methodology}
  • رضا بنازاده *، محمد ریاحی، محمد خسروآبادی
    فولاد آستنیتی 304 بیشترین کاربرد را در بین فولادهای زنگ نزن دارد. استحکام بالا، هدایت حرارتی کم، انعطاف پذیری بالا و تمایل به کارسختی زیاد فولادهای زنگ نزن آستنیتی، اصلی ترین عواملی هستند که فولادهای 304 را به موادی سخت در ماشینکاری مبدل کرده اند. هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای ماشینکاری بر عمر ابزار و توان مصرفی دستگاه در فرایند تراشکاری خشک فولاد زنگ نزن آستنیتی 304 است. برای این منظور سرعت برشی و زمان ماشینکاری هر کدام در سه سطح، به عنوان متغیرهای مسئله انتخاب شدند. روش رویه پاسخ، با به کارگیری طرح مرکب مرکزی، به منظور طراحی آزمایش های تجربی مورد استفاده قرار گرفت. ارتباط بین پارامترهای ماشینکاری و متغیرهای خروجی با استفاده از روش رویه پاسخ مدل شدند. همچنین به منظور بررسی کفایت و موثربودن مدل ریاضی و متغیرهای مربوطه از روش آنالیز واریانس استفاده شده است. نتایج حاصل تطابق خوبی را بین مقادیر اندازه گیری شده سایش ابزار و توان مصرفی دستگاه و مقادیر بهینه پیش بینی شده مدل توسعه یافته نشان دادند. با در نظر گرفتن ترم های موثر و مقادیر P کمتر از 05/0 (سطح اطمینان 95 درصد) با استفاده از روش آنالیز واریانس، مدل های ریاضی مناسب برای پاسخ های خروجی انتخاب شدند.
    کلید واژگان: سایش ابزار, توان مصرفی, فولاد 304, روش رویه پاسخ, تراشکاری خشک}
  • غلامحسن پایگانه
    در این تحقیق با استفاده از روش طراحی آزمایش، تاثیر مجموع درصد وزنی نانو ذرات گرافن و نانورس و نسبت وزنی آنها و درصد وزنی سازگار کننده PP-gMA بر خواص کششی نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/گرافن/نانورس/PP-g-MA مورد بررسی قرار گرفت. طراحی آزمایش و تحلیل داده های آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار Minitab 16 و روش طراحی رویه پاسخ انجام شد. ساخت نانوکامپوزت ها، بر اساس روش اختلاط مذاب انجام گرفت. تمامی ترکیب ها و حالتهای خاص مواد در یک اکسترودر دوپیچه همسوگرد مخلوط شدند و سپس به کمک دستگاه قالب ریزی تزریقی به صورت نمونه های آزموی کشش استاندارد درآمدند. خواص کششی تمام نمونه ها از جمله استحکام کششی، مدول یانگ و ازدیاد طول در نقطه شکست به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. مدل های آماری ارائه شده توسط روش رویه پاسخ تطابق خوبی با یافته های آزمایشگاهی داشتند. تحلیل های آماری نشان دادند که با افزایش درصد نانوذرات، استحاکم کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست نانوکامپوزیت های کاهش می یابد. همچنین افزایش درصد نانوذرات بدون حضور سازگار کننده باعث افزایش در سفتی نانوکامپوزیت ها می شود، اما با افزایش میزان سازگار کننده، مدول کاهش می یابد. ریخت شناسی ترکیب ها توسط میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) انجام شد. ریزنگارها نشان دادند که پراکندگی ذرات در درصدهای پایین تر بهتر است.
    کلید واژگان: خواص کشش, نانوکایپوریتها, پلی پروپیلن, گرافن, نانو رس, روش رویه پاسخ}
    Gholamhossein Payeganeh, Ismail Ghasemi, Azam Kazemnejad
    In this study, using design of experiments, the effect of the total weight percentage of graphene nanosheets and nano clay and their weight ratio and weight percentage of compatibilizer (PPg-MA) on the tensile properties of polypropylene/ graphene/ nano clay/ PP-g-MA nanocomposites were investigated. Design of experiments and analysis of experimental data with Minitab 16 software and response surface methodology were carried out. Making nanocomposites, based on the melt mixing was performed. All combinations and pure states materials were mixed together in a co-rotating twin-screw extruder and then injection molded into standard tensile test samples. The tensile properties of all samples including tensile strength, Young's modulus and elongation at break was studied experimentally. Statistical models provided by response surface methodology had good agreement with experimental findings. Statistical analysis showed that with increasing the percentage of nanoparticles, tensile strength and elongation at break of nanocomposites reduced. Also increasing the percentage of nanoparticles increase the stiffness of nanocomposites without compatibilizer, however, with the increasing amount of compatibilizer, reduced modulus. Compounds morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed. Micrographes showed better dispersion of the particles in lower percentages.
    Keywords: Tensile properties, Nanocomposites, polypropylene, Graphen, Nano clay, Response surface methodology}
  • سعیده یعقوب نژاد، سید حامد هاشمی مهنه
    یکی از بخش های اصلی حلقه کنترل راکت های کاوشی که مسیرشان نسبت به مسیر شبیه سازی در هر لحظه به کمک تغییر در زوایای پنل های کانارد کنترل می شود، محاسبه سریع ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات پایداری در مودهای آیرودینامیکی مختلف راکت کاوش است که به دلیل تغییر زاویه پنل های کانارد و پارامترهای پروازی و محیطی ایجاد می شوند. در این مقاله سعی شده است با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ که از اسلوب آمار استنباطی پیروی می کند، روابط ریاضی ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات پایداری یک راکت کاوش خاص به عنوان توابعی از زاویه حمله، زاویه اسلیپ، ارتفاع پروازی و عدد ماخ و زوایای انحراف چهار پنل کانارد به دست آورده شود. برای ایجاد فضای طرح پیشنهادی توسط روش رویه پاسخ، باید ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات پایداری متناظر با متغیرهای ورودی پیش گفته در تیمارهایی که طرح رویه پاسخ مشخص می کند، محاسبه شوند. بدین منظور از نرم افزار میسایل دتکام استفاده شده است. ابتدا طرح مرکب مرکزی CCF با 90 تیمار و مدل درجه دو ایجاد شده است. در ادامه با به کارگیری دو روش محدود نمودن دامنه سطوح متغیرهای ورودی و استفاده از مدل های درجه بالاتر، سعی شده است دقت توابع افزایش یابد. برای بررسی کفایت مدل ها از روش های آماری استفاده شده است. مقایسه بین مقادیر اصلی ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات پایداری که از کد میسایل دتکام به دست آمده اند با مقادیر تخمین زده شده توسط مدل های رویه پاسخ، از دقت بالای این مدل ها حکایت دارد.
    کلید واژگان: راکت کاوش, کنترل کانارد, ضرایب آیرودینامیکی و مشتقات پایداری, نرم افزار میسایل دتکام, روش رویه پاسخ}
    S. Yaghob, Nezhad, S. H. Hashemi Mehne
    Because of vast applications of Liquid fuel engines in rockets and importance of their functional parameters such as trust, specific impulse and fuel consumption in engine performance, it is needed to be tested in different functional conditions before operation in actual missions. The analysis of test data used to improve the design, engine troubleshooting and to expand the production program for future rockets. Selecting the suitable injector(s) is the key parameter for improving combustion parameters. With respect to finding the effective ways to analyzing the engine hardware performance without neglecting from their main characteristics, one of the alternatives is doing the hot-fire tests by using a sub scaled engine instead of the full-scale engine. In this research, the design process and manufacturing details of a 300N trust (nominal) micro engine with single swirl Injector is presented. Initial firings using the actual fuel and oxide were not successful. Low fuel flow, low mixing area of the fuel and oxide, and contamination in the self ignition fuel (TR-1) were considered to be the reasons. Overcoming to these problems resulted in successful firing of the subscale engine.
    Keywords: Liquid propellant micro engine, Swirl injector, Hot, fire test, Thrust}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال