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 « شبیه سازی المان محدود » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «شبیه سازی المان محدود» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • امین صفی جهانشاهی، مجید الیاسی، فرزاد احمدی خطیر*
    در این مقاله، تاثیر مقدار لقی قالب بر کیفیت لبه برش در فرایند برش دقیق یک قطعه با هندسه پیچیده از جنس فولاد CK15 مورد بررسی قرار گرفته است. فرایند برش دقیق با استفاده از نرم‏افزار DEFORM 3D به روش المان محدود در حالت سه‏ بعدی شبیه ‏سازی شده و نتایج به ‏دست آمده با نتایج تجربی مقایسه شد. نیروی برشی، توزیع تنش و کرنش، ابعاد منطقه شعاعی، کیفیت سطح و دقت ابعادی قطعه‏ کار به عنوان معیارهای برش دقیق در نظر گرفته شدند. با بررسی نتایج مشخص شد که با افزایش لقی قالب، گستره کرنش و تنش معادل بر روی ماده خام افزایش یافته و قسمت بیشتری از ماده در فضای لقی دچار تغییرشکل پلاستیک می ‏گردد؛ بنابراین با کاهش لقی این نواحی متمرکزتر شده، در نتیجه کرنش خط برش کاهش یافته و لبه برش از دقت و کیفیت بالاتری برخوردار می‏ شود. همچنین با افزایش نیروی سنبه، پدیده بشقابی شدن و عیوب سطحی قطعه نهایی کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش لقی قالب از مقدار 4/0 تا 6/0% ضخامت ورق، مقدار تنش وارد شده بر خط جدایش ورق به میزان 25% و میانگین کرنش مواد در محیط اطراف خط برش در حدود 82% افزایش یافته است.
    کلید واژگان: برش دقیق, لقی, شبیه‏ سازی المان محدود, کیفیت سطح}
    Amin Safi Jahanshahi, Majid Elyasi, Farzad Ahmadi Khatir *
    This paper investigates the effect of die clearance on the quality of the cutting edge in the fine blanking process of a part with a complex geometry made of CK15 steel. The fine blanking process was simulated using the finite element method through DEFORM 3D software and the results were compared with the experimental results. Cutting force, distribution of stress and strain, dimensions of the radial area, surface quality, and dimensional accuracy of the workpiece were considered as fine blanking criteria. By examining the results, it was found that with increasing the die clearance, the range of equivalent strain and stress on the raw material increases and plastic deformation occurs in the material at the clearance zone. Therefore, by reducing the clearance, these areas become more concentrated, as a result, the strain of the cutting line is reduced and the cutting edge has higher precision and quality. Also, by increasing the punch force, the phenomenon of non-flatness and surface defects of the final part reduces. The results have shown that by increasing die clearance from 0.4 to 0.6 sheet thickness, the stress of the sheet increased to 25%, and the average strain increased about 82%.
    Keywords: Fine Blanking, Clearance, Finite Element Simulation, Surface Quality}
  • علی امانی رفتار، محمدمهدی ابوترابی*

    برای ثابت کردن شکستگی گردن استخوان ران با استفاده از پیچ، نظرهای متفاوتی بین جراحان ارتوپد در مورد چیدمان پیچ ها وجود دارد. همچنین پارامترهای سوراخ کاری استخوان از جمله زاویه راس مته و سرعت دورانی مته نیز می تواند در استحکام ثابت سازی تاثیر داشته باشد. در این تحقیق، به صورت تجربی و به کمک شبیه سازی تاثیر سه نوع چیدمان مثلث، مثلث معکوس و خطی و پارامترهای سرعت دورانی و زاویه راس مته بر استحکام ثابت سازی شکستگی گردن استخوان ران برای نخستین بار بررسی شده است. در آزمایش های تجربی، بیشترین نیروی تحمل شده برای چیدمان مثلث معکوس و نسبت به چیدمان های مثلث و خطی به ترتیب 25% و 37% بیشتر است. سرعت دورانی مته 2000 دور بر دقیقه نسبت به 1000 دور بر دقیقه و زاویه راس مته °60 نسبت به °118 به ترتیب به طور میانگین 11 و 7/5 درصد استحکام اتصال را افزایش داده اند. آنالیز واریانس نشان داد که میزان تاثیر نوع چیدمان پیچ ها، سرعت دورانی مته و زاویه راس مته بر استحکام ثابت سازی به ترتیب 83/26، 6/98 و 3/24 درصد است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی نشان داد که چیدمان مناسب، مثلث معکوس با پارامترهای سوراخ کاری سرعت دورانی مته 2000 دور بر دقیقه و زاویه راس مته °60 است که 4782 نیوتون نیرو را تحمل کرده است.

    کلید واژگان: استحکام ثابت سازی, شکستگی گردن استخوان ران, سرعت دورانی, زاویه راس مته, شبیه سازی المان محدود}
    Ali Amani Raftar, Mohammad Mahdi Abootorabi *

    To fix the femoral neck fracture using screws, there are different opinions among orthopedic surgeons about screw placement. Also, the parameters of bone drilling, including the angle of the drill tip and the rotational speed of the drill, can also have an effect on the fixation strength. In this research, experimentally and with the help of simulation, the effect of three types of arrangement including triangle, inverted triangle and linear, and parameters of rotational speed and angle of the drill tip on the strength of femoral neck fracture fixation has been investigated for the first time. In experimental tests, the maximum force tolerated by for the inverted triangle arrangement is 25% and 37% higher than the triangle and linear arrangements, respectively. The rotational speed of the drill 2000 rpm compared to 1000 rpm and the tip angle of the drill 60° compared to 118° have increased the connection strength by 11 and 7.5 percent, respectively. The analysis of variance showed that the effect of the type of screw arrangement, respectively. the rotational speed of the drill and the angle of the drill tip on the fixation strength is 83.26, 6.98 and 3.24%, respectively. The results obtained from the numerical simulation showed that the proper arrangement is the inverted triangle with the drilling parameters of the rotational speed of the 2000 rpm and the tip angle of the 60°, which has endured N4782 force.

    Keywords: Fracture Fixation, Femoral Neck Fracture, Rotational Speed, Drill Tip Angle, FEM}
  • آریا کاظم زاده، قادر فرجی*
    یکی از فرایند های پرکاربرد در صنعت شکل دهی, فرآیند اتوکشی است که معمولا به عنوان فرآیند ثانویه پس از فرآیند کشش عمیق کاربرد دارد. فرآیند اتوکشی به منظور کاهش ضخامت دیوار، یکسان کردن توزیع ضخامت و همچنین افزایش طول مورد استفاده قرار می گیرد. در بین روش های ارائه شده روش اتوکشی محدود شده بالاترین نسبت کاهش ضخامت را ارائه می دهد. اساس این روش تبدیل تنش کششی فرآیند اتوکشی سنتی به تنش فشاری است. درصد کاهش ضخامت 65 درصد برای این پژوهش در نظر گرفته شده است به کمک نرم افزار المان محدود شبیه سازی شده و پوسته مسی جدار نازک با این روش ساخته شده است. در نهایت مشخص شده به دلیل تبدیل تنش های کششی به تنش فشاری علاوه بر امکان دستیابی به کاهش ضخامت های بالا این فرآیند موجب بهبود خواص مکانیکی پوسته شده است. این فرآیند به دلیل اعمال تنش فشاری و کرنش بالا به پوسته منجر به ریز شدن اندازه دانه و همچنین کشیده شدن آن شده است که بر روی خواص مکانیکی تاثیر گذار بوده به نحوی که سختی نمونه از 48 ویکرز به 130 ویکرز رسیده است همچنین این فرآیند منجر به افزایش 120 درصدی استحکام کششی شده است.
    کلید واژگان: اتوکشی محدودشده, شبیه سازی المان محدود, ریزساختار, درصد کاهش ضخامت, خواص مکانیکی}
    Arya Kazemzadeh, Ghader Faraji *
    One of the most widely used metal forming processes is Ironing, which is usually used as a secondary process after the deep drawing process. The Ironing process is used to reduce the wall thickness, equalize the thickness distribution of the wall, and also increase the length of the workpiece. Among the developed methods, the constrained Ironing method has provided the highest thickness reduction ratio. This method is based on converting the tensile stress to compressive stress in the deformation area. The thickness reduction percentage of 65% has been considered for this research which is simulated by the FEM method and after that experimental sample has been made by this method. Finally, due to the conversion of stress in the deformation area, this method provides the possibility of achieving a higher thickness reduction, and the mechanical properties of the sample were improved. This process, due to the application of compressive stress and high strain to the shell, has led to the reduction of the grain size and also its stretching, which has affected the mechanical properties in such a way that the microhardness of the sample has reached from 48 Vickers to 130 HV. Also, this process leads to a 120% increase in tensile strength.
    Keywords: Constrained Ironing, Thickness Reduction Percentage, Finite Element Method, Microstructure, Mechanical Properties}
  • حجت ثمری خلج، علی نیک بخت*، مجتبی صدیقی
    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 تاگوچی}
    Hojjat Samarikhalaj, Ali Nikbakht *, Mojtaba Sadighi
    In 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}
  • مجتبی اسماعیلیان*، فرزاد برومند، مهدی دهقان
    در سال های اخیر در بسیاری از صنایع از جمله صنایع هوایی و ریلی، برای تولید رینگ های بدون درز از فرایند نورد حلقوی استفاده می شود. علت این امر مزایای این فرایند همچون صرفه جویی در هزینه و مواد، کیفیت بالا و بازدهی بالا می باشد. در این تحقیق شکل دهی اسپول جلو و عقب کمپرسور یک موتور هواپیما به کمک فرآیند نورد حلقوی مورد بررسی قرارگرفته است. به دلیل پیچیده بودن اشکال سطح داخلی و بیرونی این اسپول ها، شبیه سازی فرآیند نورد حلقوی برای آن ها دشوار می باشد. برای شبیه سازی انجام شده، بررسی تنش های اعمالی به غلتک اصلی با فرض شکل پذیر بون غلتک ها انجام شده است. همچنین نیروهای وارد بر غلتک اصلی در حالتی که غلتک ها شکل پذیر فرض شده اند، استخراج و با نتایج قبلی که کلیه غلتک ها صلب می باشد مقایسه شده اند. در هر دو اسپول فرم های پیچیده بر روی سطح غلتک طراحی شده وجود دارد. اگر از تمرکز تنشی که در نقاط نوک تیز ایجاد شده در زمان المان بندی صرفنظر شود، تنش های ایجاد-شده بر روی سایر قسمت های قالب در حدود 400 مگاپاسگال می باشد. بنابراین برای اسپول جلو و عقب می توان از فولاد H13 جهت ساخت کلیه قالب ها استفاده نمود. اما پیشنهاد می گردد که تا حد امکان سطح پوسته سخت کاری شده و بعد از ساخت قالب ها و استفاده از آن ها جهت تولید انبوه پوسته ها، به طور مداوم این سطوح بازبینی گردد.
    کلید واژگان: شبیه سازی المان محدود, فرآیند نورد حلقوی, اسپول جلو و عقب کمپرسور}
    Mojtaba Esmailian *, Farzad Boroumand, Mehdi Dehghan
    In recent years, ring rolling process is used to produce seamless rims in many industries, including the aviation and railway industries. The reason for this is the advantages of this process, such as saving money and materials, high quality and high efficiency. In this research, the shaping of the front and rear spools of an airplane engine compressor has been investigated using the ring rolling process. Due to the complexity of the internal and external surface shapes of these spools, it is difficult to simulate the ring rolling process for them. For the performed simulation, the stress applied to the main roller has been checked with the assumption of the shape of the rollers. Also, the forces acting on the main roller in the case where the rollers are assumed to be malleable have been extracted and compared with the previous results where all the rollers are rigid. In both spools, there are complex forms designed on the surface of the roller. If the concentration of stress created at the sharp points during elementing is ignored, the stresses created on other parts of the mold are around 400 MPa. Therefore, H13 steel can be used for the front and back spools to make all molds. But it is suggested that the surface of the shell should be as hard as possible and after making molds and using them for the mass production of shells, these surfaces should be constantly reviewed.
    Keywords: finite element simulation, Ring rolling process, Front, rear spool of the compressor}
  • ناصر ملبوبی، محمدرضا رازفر، رسول فشارکی فرد*

    در این مقاله به جبران خطای ناشی از خیز ابزار در جهت عمود بر پیشروی حین براده برداری در فرزکاری پرداخته شده است. هنگام فرزکاری، بدلیل وجود نیروی مزاحم عمود بر پیشروی در ابزار، انحرافی رخ می دهد که دقت ماشینکاری را کاهش می دهد. با نیروی جبران کننده در میانه ابزار این خیز کاهش می یابد و برای ایجاد این نیرو می توان عملگر هیدرولیکی تعبیه کرد. بنابراین همزمان با ماشینکاری، نیرویی متناسب اما بر خلاف نیروی مزاحم اعمال خواهد شد تا این خطا کاهش یابد. بدین منظور نیروهای مزاحم در طول ماشینکاری و خیز ناشی از آن باید بدست آید و سپس نیروی متناسب به ابزار اعمال شود. قدم اول در سالیدورک فرز انگشتی مدلسازی و بعد به روش عددی، عملیات ماشینکاری برای محاسبه نیروی ایجاد کننده خطا (پارامتر خروجی) شبیه سازی می شود که در آن تیغه فرز و قطعه کار هر دو بصورت انعطاف پذیر سه بعدی می باشد. با یافتن نتایج نیرویی ابزار تحت حالات مختلف ماشینکاری (با سرعت پیشروی، دور و عمق و تعداد لبه متفاوت بعنوان پارامتر های کنترلی) از آباکوس، مدل نیمه تحلیلی ماشینکاری در ماژول  Simscape Multibodyمتلب، ایجاد می شود. با مقایسه نتایج با آباکوس پارامتر های مدل توده ای متلب تنظیم می گردد. با استخراج نیرو بصورت جدولی از آباکوس و اعمال آن در متلب خیز سریع تر از مدل عددی بدست می آید. جهت یافتن نیروی جبران کننده(پارامتر خروجی)، از تیوری تیرها ضریب 3.2 برابر نیروی ماشینکاری برای اعمال به وسط ابزار حاصل می شود. این نیرو بصورت حلقه باز در مدل متلب وارد و نتیجه آن کاهش خطا درحدود 70 درصد در میزان خیز جانبی نوک ابزار می شود.

    کلید واژگان: جبران خطا, فرزکاری, خیز جانبی ابزار, شبیه سازی المان محدود, مدل نیمه تحلیلی}
    Nasser Malboubi, MohammadReza Razfar, Rasul Fesharakifard*

    In this paper, the error of tool deflection in perpendicular to a milling process feed direction is investigated and novel compensation method to this error is proposed. While the end mill tool is machining, due to the existence of perpendicular disturbing force on the feed path while the endmill tool is machining, a deflection which reduces machining accuracy. If a compensation force is exerted to the middle of tool, the deflection can be reduced. By using a hydraulic actuator, the compensation force would be proportional to the disturbing machining force, in the opposite direction so that this error can be reduced. It is necessary to estimate disturbing forces and tool deflection magnitude in lateral side of machining precisely before applying the proportional force to the endmill. The first step endmill is modeled on SolidWorks and in the next step The machining operation is simulated to calculate the error causing force in which both the milling tool and the workpiece are 3D flexible. By obtaining the force results of the tool under different machining modes from Abaqus, a semi -analytical model is established on Simscape Multibody module of matlab software. By comparing Abaqus results the parameters of the lumped model are adjusted. The output force is extracted from Abaqus and put in tabular form the tool deflection is extracted from MATLAB SimScape which calculation speed is faster than the numerical model in this method. To find the compensating force, the beam theory obtains a factor of 3.2 times the machining force applied to the middle of the tool. This force is applied in open loop to the MATLAB model and the result indicates almost 70 percent reduction in the tool tip lateral deflection.

    Keywords: Compensation error, Milling, Tool lateral deflection, Finite element simulation, semi-analytical model}
  • شهاب مرادی کلارده، سید وحید حسینی*، مهدی حیدری، هادی پروز
    امروزه خودروها به عنوان وسایل نقلیه پرکاربرد در زندگی روزمره مردم نقش اساسی ایفا می کنند. بنابراین تضمین عملکرد ایمن قطعات خودرو که با اتصالات مختلف به یکدیگر وصل شده اند و متاثر از تنش های نوسانی زیادی می باشند بسیار دارای اهمیت است. بنابراین بررسی استحکام خستگی قطعات و اتصالات مختلف خودرو یکی از الزامات تضمین کیفیت و ایمنی خودرو می باشد. از این رو، در پژوهش حاضر استحکام اتصال انطابقی بوش با طبق مثلثی که سیستم تعلیق را به شاسی خودرو اتصال می دهد با استفاده از آزمون خستگی پلکانی و شبیه سازی المان محدود مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا فیکسچر متناسب با ابعاد قطعه و دستگاه آزمون خستگی طراحی و ساخته شد. همچنین شبیه سازی المان محدود اتصال بوش و طبق مثلثی با درنظرگرفتن مقادیر انطباق های متفاوت انجام شد و بر اساس معیارهای گربر و گودمن بررسی شد. سپس جهت صحه گذاری نتایج شبیه سازی، آزمون های خستگی به روش پلکانی انجام شد. نتایج تجربی نشان داد که حد دوام برای قطعات با مقادیر تداخل 0.22، 0.15 و 0.30 میلی متر به ترتیب معادل 1.41، 1.17 و 1.17 برابر نیروی اعمالی در خودرو است. همچنین میانگین ضریب ایمنی گربر که از نتایج شبیه سازی المان محدود محاسبه شد به ترتیب معادل 1.16، 1.12 و 1.07 می باشد. با توجه به نتایج معیارهای گودمن و گربر بیشترین ضریب اطمینان برای اتصال با تداخل 0.22 میلی متر تخمین زده شد که با نتایج آزمون تجربی نیز منطبق بود. بنابراین می توان بیان کرد که با تغییرات ناچیز در مقدار اندازه لقی قطعات در اتصالات، حد دوام خستگی قطعات می تواند به صورت موثری بهبود یابد که با نتایج مراجع نیز کاملا مطابقت دارد.
    کلید واژگان: آزمون خستگی, اتصال انطباقی, رشد ترک, شبیه سازی المان محدود}
    Shahab Moradi Kelardeh, Seyed Vahid Hosseini *, Mehdi Heidari, Hadi Parvaz
    Today, cars play an important role in people's daily lives. Therefore, ensuring the safe operation of car parts and their connections that are affected by high oscillating stresses is very important. since considering the fatigue strength is the requirement to make sure the quality and safety of the cars. Due to this reason, in this paper, the interference fit of the bushing in Triangle suspension was evaluated using a stair case fatigue test and finite element simulation. The finite element simulation of the ​​different interference fit was performed and evaluated according to Gerber and Goodman criteria. Experimental results showed that the durability life for parts with an interference fit ​​of 0.22, 0.15, and 0.30 mm is equal to 1.41, 1.17, and 1.17 times the applied force in the vehicle. Also, the average Gerber safety coefficient calculated from the finite element simulation results is 1.16, 1.12, and 1.07, respectively. According to Goodman and Gerber, the highest reliability interference of 0.22 mm was estimated, which was also consistent with the results of the experimental test. Therefore, it can be said that with small changes in the amount of interference fit of parts in the joints, the fatigue life of the parts can be effectively improved, which is completely consistent with the results of the references
    Keywords: Crack propagation, Fatigue Test, Finite element, Interference Fit}
  • پوریا شه فراق، محمدرضا فراهانی*، مجید صفرآبادی، مجید فرهنگ
    از جمله روش های مرسوم تنش زدایی که می توان پس از انجام فرآیند ساخت بر روی قطعه اجرا نمود تنش زدایی حرارتی و ارتعاشی هستند. از مزایای روش تنش زدایی ارتعاشی نسبت به تنش زدایی حرارتی می توان به عدم نیاز به فیکسچر بندی، صرفه جویی در وقت و هزینه، عدم محدودیت وزنی و ابعادی و قابلیت استفاده برای تمامی آلیاژها نام برد. در این پژوهش به مطالعه عددی و تجربی تنش زدایی ارتعاشی یک اتصال جوشی T شکل پرداخته شده است. در گام اول نمونه T شکل با فرایند جوشکاری قوس الکتریکی ساخته شد. تنش های پسماند ایجاد شده درطول خط جوش به میزان 251 مگاپاسکال و در عرض خط جوش به میزان 191 مگاپاسکال اندازه گیری شد. انحراف ناشی از تنش های پسماند بدست آمده از شبیه سازی فرایند جوشکاری با نتیجه حاصل از مقادیر تجربی در راستای طولی حدود 17درصد و در راستای عرضی حدود 1.5 درصد بدست آمد. در ادامه ازطریق شبیه سازی المان محدود فرآیند تنش زدایی ارتعاشی، مقادیر بهینه پارامترهای موثر بر تنش زدایی ارتعاشی مانند فرکانس اعمال نیرو، میزان نیرو و محل اعمال نیرو، به دست آمد. موثرترین حالت در مدل سازی تنش زدایی ارتعاشی مربوط به زمانی است که نیروی اعمالی در آن 20% نیرو تسلیم قطعه و فرکانس تحریک 95% فرکانس طبیعی قطعه لحاظ گردد. نتایج اندازه گیری تجربی پس از تنش زدایی ارتعاشی با نتایج مدل سازی خطای 10درصدی را نشان داد . نتایج نشان داد که با افزایش فرکانس بار اعمالی تا 95% فرکانس طبیعی، تنش های پسماند طولی بیش از 55 درصد و تنش های عرضی حدود 70 درصد کاهش یافته اند.
    کلید واژگان: تنش زدایی ارتعاشی, اندازه گیری تنش های پسماند, کرنش سنجی سوراخ, شبیه سازی المان محدود}
    Pooria Shahfaraghe, Mohammadreza Farahani *, Majid Safarabadi, Majid Farhang
    Thermal and vibration stress relieving processes are among the common methods of reducing residual stresses that can be performed on the part after the manufacturing. The advantages of vibratory stress relief over thermal stress relief are no need for fixtures, time and cost savings, no weight and dimensional limitations and usability for all alloys. In this research, the numerical and experimental study of vibration stress relief process of a T-shaped weld has been done. In the first step, a T-joint was made using shielded metal arc welding . The longitudinal and transverse residual stresses equal to 251 MPa and 191 MPa were measured, respectively. The differences between the calculated and the measured residual stresses in the longitudinal and transverse direction are about 17% and 1.5%, respectively. Then, by finite element simulating the vibration stress relieving process, the optimal values of the parameters affecting the process, such as the frequency of force exertion, the amount of force and the location of force exertion, were obtained. The most effective vibration stress relief condition related to the case with the applied force equal to 20% of the yield force of the sample and the excitation frequency equal to 95% of the natural frequency of the sample. The differences between the calculated and the measured residual stresses after vibration stress relief process is about 10%. By increasing the applied load frequency to 95% of natural frequency of the sample, longitudinal and transverse residual stresses decreased by more than 55% and about 70%, respectively.
    Keywords: Vibration stress relief, Residual Stress Measurement, Hole drilling strain gauge method, Finite element simulation}
  • سید حسن جهان تاب، عبدالواحد کمی*

    در این مقاله، تغییر شکل پلاستیک شدید از طریق فرآیند اکستروژن پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. در فرآیند اکستروژن پیچشی، قطعه به داخل یک کانال پیچشی فشرده می شود که این کار باعث ایجاد کرنش های برشی در ماده می شود. این کرنش های برشی منجر به یک ساختار ریزدانه در ماده می شود. برای بررسی نحوه تغییرشکل ماده، فرآیند اکستروژن پیچشی در نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شد. اثرات فشار معکوس و اصطکاک بین قطعه و کانال مورد بررسی قرار گرفت. در مدل المان محدود، یک قطعه از آلیاژ آلومینیوم 6063 در یک کانال پیچشی با زاویه 45 درجه و طول 16 میلی متر شکل دهی شد. شبیه‎ سازی های المان محدود با انجام آزمایش های تجربی صحه گذاری شدند. هنگامی که فشار معکوس 50 مگاپاسکال استفاده شد نمونه دچار اعوجاج شد که با افزایش فشار تا 70 مگاپاسکال بهبود یافت. بیشترین کرنش ها در گوشه های نمونه رخ دادند که مقادیر آن در حدود دو برابر کرنش های پلاستیک در لبه های نمونه بود. همچنین کرنش های پلاستیک محاسبه شده در نواحی مرکزی نمونه (042/0) در مقایسه با کرنش های ایجاد شده در گوشه ها و لبه های نمونه بسیار پایین بودند.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, مواد فوق ریزدانه, فرایند اکستروژن پیچشی, شبیه سازی المان محدود}
    Seyed Hassan Jahantab, Abdolvahed Kami *

    In this paper, the severe plastic deformation by twist extrusion (TE) process is investigated. In this process, the workpiece is forced through a twist channel, which develops shear strains in the material. These shear strains result in a fine-grained structure in the material. For investigating the material deformation, the TE process was simulated in the Abaqus finite element (FE) software. The effects of backpressure and friction between the sample and channel were investigated. In the FE model, a sample of AA6063 aluminum alloy was formed in a twist channel with an angle of 45 degrees and a length of 16 mm. The FE simulation results were validated by conducting experimental tests. When the backpressure of 50 MPa was used, the sample was distorted, which improved by increasing the backpressure to 70 MPa. The highest strains occurred in the corners of the sample, which was about twice of the plastic strains obtained at the side edges of the sample. Furthermore, the calculated plastic strains in the central areas of the sample were very low (0.042) in comparison to the strains developed in the corners and side edges of the sample.

    Keywords: Severe plastic deformation, Fine-grained material, Twist extrusion process, Finite element simulation}
  • فرزاد احمدی خطیر، محمد مهدی برزگری*

    امروزه استفاده از صفحات دوقطبی فلزی در صنعت پیل‌سوختی به دلیل هزینه بسیار پایین‌تر آن نسبت به صفحات ضخیم گرافیتی که با روش ماشینکاری تولید می‌شوند، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. بهترین روش برای تولید صفحات دوقطبی فلزی، استفاده از فرآیند شکل‌دهی است. در میان انواع روش‌های شکل‌دهی، فرآیند شکل‌دهی استمپینگ از سرعت تولید بالاتر، سادگی فرآیند و هزینه تولید پایین‌تری برخوردار است. یکی از مشکلات عمده شکل‏دهی صفحات دوقطبی فلزی، برگشت فنری ورق بعد از شکل‏دهی می‏باشد که موجب اعوجاج و عدم یکنواختی در کانال‏های شکل گرفته می‏گردد. در این پژوهش تاثیر پارامترهای هندسی همچون ابعاد و زاویه دیواره کانال، شعاع گوشه، عمق کانال و تاثیر پارامتر فرآیندی همچون روانکار بر پروفیل پرشدگی و برگشت فنری ورق شکل‏دهی شده از جنس فولاد زنگ نرن 304 با ضخامت 1/0 میلی متر بررسی گردید. به همین منظور، در ابتدا به کمک نرم افزار المان محدود آباکوس، شبیه‏سازی انجام شد و صحت نتایج به کمک آزمایش‏های تجربی بررسی شد. در ادامه با تغییر پارامترهای ورودی در شبیه‏سازی، خروجی‏های نامبرده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که زاویه دیواره و پهنای کانال بیشترین تاثیر را بر مقدار برگشت فنری صفحات شکل‏دهی شده دارند. نتایج در ارتباط با پارامتر فرآیندی چون تاثیر روانکار نشان داد که مقدار برگشت فنری تقریبا مستقل از پارامتر روانکار است. اما در شرایط کاملا برابر، در حالت استفاده از روانکار، توزیع تنش در گوشه‏ها و دیواره کانال بسیار یکنواخت‏تر است.

    کلید واژگان: پیل سوختی پلیمری, صفحات دو قطبی فلزی, شکل دهی استمپینگ, برگشت فنری, شبیه سازی المان محدود}
    Farzad Ahmadi Khatir, Mohammad Mahdi Barzegari *

    Today, the use of metallic bipolar plates in the fuel cell industry has attracted the attention of many researchers due to its much lower cost than thick graphite plates produced by machining. The best method for the production of metallic bipolar plates is forming process. Among the different forming methods, the stamping process has a higher production rate, simpler process, and lower production cost. One of the major problems in the formation of the metallic bipolar plates is the springback of the sheet after forming, which causes distortion and non-uniformity in the formed channels. In this study, the effects of geometrical parameters such as draft angle, corner radius, depth of channel and process parameter such as lubricant on filling profile as well as springback of formed sheet made of stainless steel 304 with a thickness of 0.1 mm were investigated. For this purpose, the simulation was performed using ABAQUS finite element software and the results were verified by experimental analysis. Then the outputs were evaluated by changing the input parameters in the simulation. The results showed that the draft angle and channel width had the most influence on the springback value of the formed plates. The results related to the process parameter such as the lubricant effect showed that the springback value is almost independent of the lubricant parameter. However, in quite equal conditions, the stress distribution in the corners and channel walls is much more uniform when using the lubricant.

    Keywords: PEM Fuel Cell, Metallic Bipolar Plate, Stamp Forming, Springback, ABAQUS Simulation}
  • بهزاد سلطانی*، مهرداد بابائیان، حسین قاسمی

    روش شکل دهی نموی تک نقطه ای با هزینه پایین و انعطاف پذیری بالا می تواند جایگزین مناسبی برای روش های مرسوم لبه دارکردن سوراخ ورق باشد. در این مطالعه، امکان لبه دارکردن سوراخ مربعی ورق آلومینیوم AL1050 با استفاده از روش شکل دهی نموی مورد بررسی قرار گرفته و کیفیت فلنج هرمی ایجادشده با فلنج مخروطی مقایسه شده است. شکل نهایی فلنج به گونه ای تعریف شده است که زاویه دیواره با افزایش ارتفاع به تدریج افزایش یابد. شبیه سازی فرآیند با نرم افزار آباکوس انجام شد و برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، آزمایش عملی نیز انجام گرفت. پس از انجام آزمایش های تجربی، ویژگی های فلنج مانند اندازه نهایی سوراخ، ارتفاع فلنج و ضخامت دیواره، بررسی شدند. نتایج نشان داد که در لبه ایجادشده حول سوراخ دایره ای برگشت فنری کمتر و دقت ابعادی بیشتر است ولی با ملاحظه ارتفاع و اندازه سوراخ، می توان سوراخ مربعی را نیز با روش نموی لبه دار کرد. نتایج اندازه گیری ابعادی فلنج ها نشان داد که ابعاد نهایی سوراخ پس از لبه دارشدن، افزایش خواهد یافت. با بررسی سوراخ های مختلف مشاهده شد که هر چه سوراخ اولیه بزرگ تر باشد، میزان افزایش ابعاد سوراخ پس از فلنج کردن، کمتر خواهد بود.

    کلید واژگان: شکل دهی نموی, لبه دارکردن سوراخ, شبیه سازی المان محدود, دقت ابعادی, توزیع ضخامت}
    B. Soltani*, M. Babaeian, H. Ghasemi

    Incremental forming method with lower cost and more flexibility can be a suitable alternative for traditional methods of the hole-flanging. In this study, the possibility of square hole-flanging of AL1050 aluminum sheet using incremental forming method has been investigated and the quality of the pyramid flange has been compared with conical flange. The final shape of the flange is defined so that wall angle increases with raising height. The process simulation was performed using Abaqus software and an experimental test was done to validate the simulation results. After performing the experimental tests, flange features such as the final size of the hole, flange height, and wall thickness were measured. The results showed that at the created flange around the circular hole, there is less spring back and more dimensional accuracy, however, it can be flanged a square hole by incremental approach with consideration of the height and hole size. The dimensional measurements showed that the final size of the hole will increase after the hole-flanging. By investigation of the various holes, it was found that in the larger initial hole, increasing the hole size after the flanging will be lower.

    Keywords: Incremental Forming, Hole-Flanging, Finite Element Simulation, Dimensional Accuracy, Thickness Distribution}
  • سجاد سام پور، حسین معین خواه*، حسین رحمانی
    در پژوهش حاضر، پاسخ گذرای میکروتیر ویسکوالاستیک به تحریک الکتریکی محاسبه شده است. در مدلسازی، از تئوری الاستیسیته ریز قطبی با در نظر گرفتن اثرات اندازه در ریز ساختار، بهره گرفته شده است. با استفاده از تئوری تیر اویلر-برنولی و اصل همیلتون و با در نظر گرفتن معادلات ساختاری ویسکوالاستیک (به فرم انتگرالی)، نیروی کشش صفحه میانی، تنش باقی مانده محوری و نیروی الکترواستاتیکی، معادله حرکت و شرایط مرزی میکروتیر ویسکوالاستیک دو سر گیردار به دست آمده است. با کمک روش گالرکین، معادله حرکت دیفرانسیلی - انتگرالی غیرخطی پاره ای به معادله دیفرانسیلی - انتگرالی غیرخطی معمولی از جنس معادله ولترا تبدیل شده است. با به کارگیری روش رانگ - کوتای مرتبه چهارم، پاسخ معادله حرکت میکروتیر ویسکوالاستیک که در واقع خیز میکروتیر ویسکوالاستیک است، حاصل شده است. در بخش نتایج، تاثیر طول فاصله اولیه و پارامتر بعد طول ماده بر رفتارمیکروتیر ویسکوالاستیک نسبت به زمان بررسی گردیده است. به منظور اعتبارسنجی، مساله میکروتیر ویسکوالاستیک در نرم افزار المان محدود کامسول شبیه سازی شده و مقایسه ای بین نتایج المان محدود و عددی صورت گرفته است.
    کلید واژگان: میکروتیر ویسکوالاستیک, معادله انتگرالی, تئوری کوپل تنش, شبیه سازی المان محدود}
    S. Sampour, H. Moeinkhah *, H. Rahmani
    In this paper, the dynamic response of electro actuated viscoelastic microbeam is investigated and micropolar theory of elasticity has been used to consider the effects of size in microstructure. Euler-Bernoulli beam theory and Hamilton’s principle with considering viscoelastic integral constitutive equations, the midplane stretching effect, the axial residual stress and electrostatic force has been used to obtain the equation of motion and the boundary condition of fixed-fixed viscoelastic microbeam. Therefore, the nonlinear integro-differential equation in Volterra integral equation form is obtained. Galerkin method will be used, in order to solve the nonlinear partial integro-differential governing equation and then it converted to the ordinary integro-differential equation. By using the fourth order Runge - Kutta method, we can obtain the response (transverse displacement) of the electro actuated viscoelastic microbeam. In the following, the effect of initial gap value and material length scale parameter on the viscoelastic microbeam behavior are investigated. In the end, the viscoelastic microbeam is simulated in the FE software and the problem is analyzed in quasi-static form. In order to validate, the simulation result is compared with the result obtained from the quasi-static solution of the viscoelastic microbeam.
    Keywords: Viscoelastic Microbeam, Integral Equation, Couple Stress Theory, FE Simulation}
  • شهرام یاره یی*، مجید گنجی
    انفجار یک واکنش شیمیایی سریع در ماده است، که ماده ای اولیه را به گاز تبدیل می کند. فرآیند انفجار به دو بخش کلی شروع انفجار و فرآیند برهم کنش میان محصولات گازی و محیط اطراف تقسیم می شود. شناخت رفتار الاستیک-پلاستیک و پیش بینی فشار پارگی صفحات دایروی مورد استفاده در لوله شاک ها و ارتباط آن با پارامترهای هندسی ورق های دایروی لازم است. بنابراین از لوله شاک در تحلیل و ایجاد موج شاک و شبیه سازی بار انفجاری روی صفحات استفاده می شود. در این مقاله با استفاده از آزمایشات تجربی و مدلسازی المان محدود، به بررسی اثر موج انفجار ناشی از ماده منفجره بر روی ورق های آلومینیومی پرداخته می شود. برای شبیه سازی آزمایش ها از نرم افزار هیدروکد اتوداین انسیس استفاده خواهد شد. همچنین به منظور انجام آزمایش تجربی، لوله شاکی با ابعاد مشخص برای بررسی اثر انفجار مواد منفجره بر روی ورق های هدف طراحی و ساخته شد.
    کلید واژگان: انفجار, لوله شاک, طراحی و ساخت, شبیه سازی المان محدود, انسیس اتوداین, مدلسازی اویلری - لاگرانژی}
    Shahram Yareiee *, Majid Ganji
    Explosion is fast chemical reaction that alters primary explosive material to gas. Explosion process include two general part of starting explosion and interaction between environment and explosion products. Study of plate performance and investigation elastic – plastic behavior and plate rupture is essential to determine relation of those with plate geometric parameter. Shock tube is used for modeling and simulation of loading explosion. In this paper, Experimental and FEM modeling are used to Investigation of Explosive Wave blasting on the Aluminum Plate. Simulation is done by ANSIS Autodyn software. Shock tube was designed and fabricated in order to experimental study.
    Keywords: Explosion, Shock Tube, Design, Fabricated, Finite Element Simulation, Ansys Autodyn Lagrangian– Eulerian Modeling}
  • مجید ضیاء، علی فضلی *، مهدی سلطانپور
    در این مقاله فرایند شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم (WEHF) به عنوان یک فرایند جدید شکل دهی برای بهبود شکل پذیری ورق های فلزی ارائه شده است. در این روش ورق قبل از شکل دهی، گرم شده و سپس با استفاده از فرایند شکل دهی الکتروهیدرولیک، شکل داده می شود. برای بررسی بهبود شکل پذیری در روش ترکیبی بیان شده، ابتدا فرایند شکل دهی الکترولیک ورق آلومینیم AA5182-O در دمای محیط مدل سازی شده است و با مقایسه با نتایج تجربی موجود در مقالات، صحه گذاری شده است. سپس عملیات شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم در دماهای مختلف مدل سازی شده و منحنی های حد شکل پذیری که در دماهای مختلف به دست آمده با هم مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه شکل پذیری در مسیرهای مختلف بارگذاری در فرایند شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم می باشد. با توجه به قابلیت روش شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم، یک روش تجربی جدید برای این فرایند ارائه شده و بهبود شکل پذیری آن به صورت تجربی بررسی شده است. در آزمایش های تجربی فرایند شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم، بهبود 6/23 درصدی کرنش پارگی ورق آلومینیومی در مقایسه با شکل دهی الکتروهیدرولیک معمولی مشاهده گردید. بنابراین، نتایج تجربی نیز بهبود شکل پذیری در فرایند شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم را نشان می دهد.
    کلید واژگان: شکل دهی الکتروهیدرولیک گرم, شکل پذیری, دما, شبیه سازی المان محدود}
    M. Zia, A. Fazli *, M. Soltanpour
    In this paper, a novel high speed forming process called warm electrohydraulic forming (WEHF) process is introduced. In this new forming process, the blank is heated before the forming process and then formed using the Electrohydraulic forming process. In order to investigate the formability improvement in this hybrid process, first the electrohydraulic forming of aluminum alloy AA5182-O at room temperature is simulated using the commercial software LS-DYNA and the results of simulation are verified with the experimental results available in the literature. After verification, the warm electrohydraulic forming process in different temperatures is simulated and the Forming Limit Diagrams (FLD) are obtained and compared to each other. The results indicate that considerable improvement in formability of the aluminum alloys in warm electrohydraulic forming process in different forming paths. Due to the ability of the WEHF in formability improvement, a novel WEHF is introduced and its formability improvement is investigated. In the experimental tests 23.6% increasing in failure strain of aluminum alloy is observed at WEHF in comparison with EHF. Therefore the formability improvement in WEHF process can be concluded.
    Keywords: Warm Electrohydraulic Forming, Formability, Temperature, Finite Element Simulation}
  • عباس وفایی صفت *، محمد قرامحمدی
    تولید فلزات ریزساختار فوق ریزدانه و نانو در سال های گذشته موردتوجه محققان و مهندسان قرارگرفته است. هدف از تولید این مواد با روش های خاص، دستیابی به قطعات سبک وزن با استحکام و قابلیت بالاست. روش های متنوعی برای تولید قطعات توپر با مقاطع گرد و یا مربع با استفاده از فرآیند تغییر شکل شدید توسط محققین ارائه شده است. اما در خصوص تولید لوله های با استحکام به وزن بالا، کارهای به نسبت کمتری ارائه گردیده است. آلیاژ استفاده شده در این پژوهش از گروه آلومینیوم به شماره 3003 بود که دارای استفاده صنعتی و به لحاظ خصوصیات ساختاری قابلیت تحمل کار سرد خوبی بود. در این مقاله، یک روش اکستروژن مستقیم برای تولید لوله با استحکام بالا ارائه شده است. اغلب مطالعات گذشته بیشتر روی زاویه کانال 90 درجه صورت پذیرفته است، اما در این پژوهش با دیدی جدید زوایای بالای 90 درجه نیز به طورجدی بررسی شده است. نتایج توزیع کرنش و تنش در نمونه های شبیه سازی شده جهت به دست آوردن زاویه داخلی و خارجی بهینه موردبررسی قرارگرفته است. بعد از به دست آوردن زوایای بهینه، قالب موردنیاز ساخته و نمونه ها به صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از این زوایا در فرایند تغییر شکل شدید لوله ی آلومینیوم گروه 3003، باعث افزایش قابل توجه استحکام کششی و سختی می شود.
    کلید واژگان: ایکپ لوله, شبیه سازی المان محدود, آلومینیوم 3003}
    A. Vafaeesefat *, M. Gharamohammadi
    Productions of metallic ultra-fine and Nano microstructure have been addressed by researchers and engineers in recent years. The purpose of the production of these materials with specific procedures is to achieve lightweight parts with high strength and capabilities. Various methods for manufacturing solid round or square sections using equal channel angular pressing have been offered by researchers. However, few researches have been reported the production of pipes with high strength-to-weight property. A direct extrusion method is proposed for the production of high-strength tubes. Aluminum alloy 3003 that is widely used in industries because of the structural characteristics of a cold working is used in this study. Previous studies have been focused on channel angle of 90o, but in this study, angles above 90o are investigated. Strain and stress distribution results in finite element simulation have been used to obtain the optimal internal and external channel angles. The optimal channel angles are first investigated by simulation results. The required die with optimal channel angles was then manufactured and the samples were experimentally tested. The results showed that the use of these angles with optimal channel angels in equal channel angular presses for aluminum 3003 tube increases significantly the tensile strength and hardness.
    Keywords: ECAP Pipe, Finite Element Simulation, Aluminum 3003}
  • علیرضا فتحی*، پویا دهستانی کلاگر، حمیدرضا محمدی دانیالی
    هدف از این مقاله شبیه سازی فرایند خرج گود با استفاده از روش حل اویلری می باشد. برای این منظور از تحلیل اجزای محدود جهت شبیه سازی فرایند خرج گود استفاده شده است. در این شبیه سازی کل مدل از نوع المان های اویلری در نظر گرفته شده است. پارامتر نرخ کرنش و اثرات دمایی که تحت تغییر شکل های بسیار شدید ایجاد می-شود، در این شبیه سازی لحاظ شده است. برای صحت سنجی روش حل المان محدود، نتایج شبیه سازی با نتایج بدست آمده در تست های آزمایشگاهی و مدل تحلیلی جت بیرخوف مقایسه شده است. مقایسه عمق نفوذ جت در فرایند شبیه سازی با نمونه مشابه آزمایشگاهی به خوبی گواه بر صحت نتایج تحلیل اجزای محدود بوده است. همچنین مقایسه پارامترهایی نظیر سرعت فروپاشی لاینر، توزیع سرعت در طول جت و نیز هندسه جت شکل گرفته نشان داده است که نتایج شبیه سازی به خوبی با نتایج مدل جت بیرخوف همخوانی داشته است. لازم به ذکر است که در این شبیه سازی از نرم افزار المان محدود آباکوس جهت تحلیل فرایند خرج گود بهره گرفته شده است.
    کلید واژگان: خرج گود, شبیه سازی المان محدود, فروپاشی لاینر, شکل گیری جت, نفوذ جت}
    Alireza Fathi *, Pouya Dehestani Kolagar, Hamid Reza Mohammadi Daniali
    The aim of this paper is simulation of shaped charge process using Eulerian analysis. To this end, the finite element analysis was used to simulate the process of shaped charge. In this simulation, whole of the model has been considered from Eulerian elements. Verification of finite element method has been confirmed by comparing simulation with experimental tests and Birkhoff model. Comparison of penetration depth in finite element analysis with experimental samples has shown that the results are in good agreement with each other. Also comparing parameters such as liner collapse velocity, velocity distribution in jet length and jets profile has indicated that the simulation results are close to Birkhoff model. It should be noted that ABAQUS finite element software is used in this simulation to analyze the process of shaped charge.
    Keywords: Shaped charge, Finite element simulation, Liner collapse, Jet formation, Jet penetration}
  • میلاد بنداد کرمانی، مهرداد عضو امینیان*
    هدف از این پژوهش بررسی تاثیر هندسه پلیسه رو بر روی جریان داخلی مواد، پیش بینی عیوب و پارامترهای فرایند فورجینگ سرد است. به همین منظور سه شکل هندسی پلیسه رو های ذوزنقه ای، بیضوی و مربعی بر روی یک قطعه ساده مخروطی شکل مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر هندسی پلیسه رو ها با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شد و پس از آن قالب با پلیسه رو بهینه، ساخته شد و فرایند فورجینگ جهت راستی آزمایی نتایج شبیه سازی بر روی یک قطعه از جنس آلیاژ آلومینیوم 3003، انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد، شکل پلیسه رو ذوزنقه ای نسبت به دیگر موارد، شرایط مناسبتری برای جریان مواد ایجاد می کند. براساس نتایج شبیه سازی، بیشینه مقدار کرنش پلاستیک در اطراف پلیسه رو اتفاق افتاد و مقدار آن در قالب با پلیسه رو ذوزنقه ای نسبت به قالب های بیضوی و مربعی بیشتر بود که ناشی از سیلان بیشتر مواد در پلیسه رو ذوزنقه ای بود. توزیع و اعمال فشار مورد نیاز جهت تولید قطعه نهایی بر روی قطعه کار با پلیسه رو مربعی شکل بیشتر از نمونه های دیگر در شبیه سازی پیش بینی شد. بیشینه فشار اعمال شده توسط قالب بر روی قطعه کار در قسمت پلیسه رو بود که برای پلیسه رو مربعی شکل، بیشترین مقدار خود را داشت و در مورد پلیسه رو ذوزنقه ای کمترین مقدار را دارا بود.
    کلید واژگان: فورج سرد, آلیاژ آلومینیوم 3003, تاثیر هندسی پلیسه رو, شبیه سازی المان محدود, جریان مواد, شکل گیری عیوب}
    Milad Bandad, Mehrdad Ozve Aminian *
    The aim of this study, is study on the effects of flash gutter geometry on the material flow, predict of defect formation and forging process parameters in cold forging. For this purpose, effects of three flash geometry with trapezoidal, oval and square shapes were investigated on the simple frustum part. The effect of flash gutter geometry simulated using ABAQUS finite element software and then form with the optimized flash gutter was manufactured and forging process to verify the simulation results on a piece of AA3003aluminum alloy, was carried out. The results showed that trapezoidal flash gutter had more appropriate conditions for material flow than other cases. According to the simulation results, the maximum plastic strain was formed around the flash area and its value was maximum in the die with trapezoidal flash gutter, which was due to the greater flow of the material in the trapezoidal flash gutter geometry. According to the simulation results prediction, the distribution and exerted applied pressure to produce the final part on die with square flash gutter was more than others. The maximum applied pressure was on the flash area of die, which was the largest for the square flash gutter, and had the smallest amount of trapezoidal flash gutter geometry.
    Keywords: Cold Forging, AA3003 aluminum alloy, Effects of flash gutter geometry, Finite element simulation, Material flow}
  • امین آرمانیان، حسن خادمی زاده*
    امروزه مواد فوق ریز دانه به دلیل خواص کم نظیر خود جایگاه ویژه ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند. با کاهش اندازه دانه، سهم اتم های موجود در مرز دانه ها افزایش یافته و زیادشدن مرز دانه ها موجب جلوگیری از حرکت نابه جایی ها و بالا رفتن استحکام می-شود. یکی از روش های تولید مواد فوق ریز دانه، اعمال تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد. جهت اعمال تغییر شکل پلاستیک می-توان از روش های بسیاری استفاده نمود که در این پژوهش از کانال های زاویه دار موازی استفاده می شود. جهت بررسی عددی این فرایند از نرم افزار المان محدود آباکوس و جهت بهینه سازی نتایج از روش شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. در این پژوهش اثر پارامتر های قالب که شامل زاویه کانال، طول لوله، افزایش اختلاف قطر و ضریب اصطکاک می باشد، بررسی می شود. نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک و طول لوله مورد آزمایش هر کدام جداگانه بر همگن شدن توزیع کرنش بسیار نقش داشته است، به طوری که با افزایش مقدار ضریب اصطکاک تعریفی و کاهش میزان طول لوله، توزیع کرنش به سمت همگنی و یکنواختی سوق پیدا خواهد کرد. تفاضل افزایش قطر لوله و زاویه کانال قالب تاثیر چندانی بر بهبود یکنواختی توزیع کرنش نخواهند داشت. از سوی دیگر افزایش ضریب اصطکاک، طول لوله و افزایش قطر لوله هر کدام جداگانه منجر به افزایش نیروی فرایند می‏شوند درحالی که افزایش زاویه کانال قالب منجر به کاهش نیروی شکل‏ دهی شد.
    کلید واژگان: کانال های زاویه دار موازی, مواد فوق ریز دانه, تغییر شکل پلاستیک شدید, شبیه سازی المان محدود}
    Amin Armanian, Hassan Khademi Zadeh *
    In this day and age, the ultra-fine materials due to their unique properties have found a special place in various industries. By reducing the grain size, the share of atoms at the grain boundaries has been increased and the increase of grain boundaries prevents the movement of dislocations and increases the strength. One method of producing ultra-fine materials is imposing severe plastic deformation. In order to apply Plastic deformation, disparate methods can be used that parallel angled channels are used in this study. ABAQUS finite element software is used to analyze the process numerically and to optimize the results, neural network and genetic algorithm methods have been used. In this study, the effects of die parameters including channel angle, tube length, increase of diameter difference and the friction coefficient are checked out. The results depicted that the coefficient of friction and pipe length which are tested, played a pivotal role in the homogenization of strain distribution separately; that by increasing the supposed friction coefficient and reducing the length of the tube, the strain distribution will be homogeneous. The difference between the increase in the diameter of pipe and the angle of die’s channel will have little impact on the improved uniformity of strain distribution. On the other hand, increasing the coefficient of friction, pipe length and diameter of pipe ends with an increase in the force of process while increasing the angle of die’s channel culminated in reducing the formation force. Additionally, considering the results obtained from optimization of parameters,
    Keywords: Parallel Tubular Channel Angular Pressing, ultra-fine materials, Severe Plastic Deformation, Finite Element Simulation}
  • جواد هاشمی خسروشاهی، محمدحسین صادقی *، امیر راستی، سینا صباغی فرشی
    در این پژوهش، شبیه سازی المان محدود فرایند جوشکاری اصطکاکی دورانی دو لوله غیر هم جنس ASTM A106-B و AISI 4140 ارائه شد. با استفاده از طرح آزمایش کسری، تاثیر پارامترهای اصلی جوشکاری شامل سرعت دورانی، فشار اصطکاکی، زمان اصطکاکی، فشار آهنگری و زمان آهنگری بر میزان کوتاه شدگی نمونه های بعد از جوشکاری مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به وجود تغییرشکل شدید در این فرایند و جلوگیری از ایجاد المان های اعوجاج یافته از تکنیک مش ریزی مجدد ابتکاری و اسکریپت نویسی در نرم افزار آباکوس استفاده گردید. در مجموع 27 مدل سازی المان محدود و 3 آزمون تجربی جهت اعتبارسنجی انجام گرفت. نتایج نشان داد که افزایش تمامی پارامترهای فرایند، کوتاه شدگی بیشتر اتصال را در پی دارد. پارامتر فشار اصطکاکی نیز با 33.9% بیش ترین تاثیر را بر میزان کوتاه شدگی نمونه ها دارا بود. علاوه بر این، افزایش فشار و زمان آهنگری تا مقدار محدودی کوتاه شدگی قطعات را افزایش داده و پس از آن بی تاثیر بودند. از سوی دیگر، میزان دمای تعادلی در سطح اتصال در حدود 1250 درجه سانتی گراد بود که بعد از حدود 2 ثانیه از شروع فرایند ایجاد می شد. نتایج آزمون های اعتبارسنجی نیز بیانگر وجود خطای شبیه سازی در حدود 5.6% بود که نشان از مطابقت بالای مدل المان محدود با شرایط تجربی فرایند دارد.
    کلید واژگان: شبیه سازی المان محدود, جوشکاری اصطکاکی دورانی, روش مش ریزی مجدد}
    Javad Hashemi Khosrowshahi, Mohammad Hossein Sadeghi *, Amir Rasti, Sina Sabbaghi Farshi
    In this paper, finite element modeling of friction welding of two ASTM A106-B and AISI 4140 dissimilar pipes is investigated. The effect of the friction welding parameters including rotation speed, friction pressure, friction time, forging pressure and forging time on the axial shortening are investigated using a fractional factorial design method. Because of the extreme material deformation, an innovative remeshing technique was scripted in Abaqus CAE to prevent the creation of distorted elements. 27 models were solved and 3 validation experimental tests were carried out. Results showed that increasing the all parameters cause larger axial shortening. Friction pressure with 33.9% had the most effect on the axial shortening. Moreover, an increase in forging pressure and forging time has a limited effect on the axial shortening. After about 2 seconds from the beginning of the welding, the temperature of the interface becomes steady at about 1250°C. The validation tests revealed that the simulation error was about 5.6% which shows a good agreement between the finite element results and the experimental data.
  • سینا صباغی فرشی، امیر راستی، محمدحسین صادقی*، جواد هاشمی خسروشاهی
    در این پژوهش فرایند انطباق تداخلی و تاثیر آن بر عمر خستگی قطعات سوراخ داری از جنس فولاد AISI4340 سخت کاری شده به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، پین هایی از جنس تنگستن کارباید درون قطعات فولادی جازده شده و تحت آزمون خستگی با نسبت بار صفر و فرکانس 10 هرتز قرار گرفتند. این آزمایش ها برای نمونه هایی با 5 سطح تداخل و دو بار تکرار صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که نیروی فشاری لازم برای جازنی پین در سوراخ با افزایش اندازه تداخل بیشتر می شود. بیشترین مقدار این نیرو نیز زمانی بود که پین به سطح زیرین نمونه رسیده و بیشترین حجم تغییرشکل انجام گرفت. شبیه سازی سه بعدی المان محدود فرآیند انطباق تداخلی نشان داد که توزیع تنش های پسماند ایجاد شده در دیواره سوراخ به صورت فشاری و در فاصله دورتر از آن کششی می باشند. همچنین نتایج آزمون های تجربی خستگی حکایت از افزایش عمر خستگی نمونه ها تا میزان انطباق تداخلی 1.5% داشت. در این سطح، عمر خستگی نسبت به نمونه بدون انطباق، حدود 2.5 برابر است. ولی با افزایش تداخل تا 2%، روند صعودی عمر خستگی متوقف می گردد. بررسی سطح مقطع شکست نمونه ها حاکی از آن بود که ترک های خستگی در نمونه های دارای انطباق پرسی از لبه سوراخ شروع به جوانه زنی می کنند. این در حالی است که در نمونه های بدون تداخل، محل آغاز جوانه زنی ترک در صفحه میانی سوراخ می باشد.
    کلید واژگان: انطباق تداخلی, عمر خستگی, شبیه سازی المان محدود}
    Sina Sabbaghi Farshi, Amir Rasti, Mohammad Hossein Sadeghi *, Javad Hashemi Khosrowshahi
    In this study, interference fit process and its influence on fatigue life of holed specimens made of AISI4340 hardened steel were investigated experimentally. For this purpose, Tungsten carbide pins were fitted into the steel samples and putted under fatigue test with zero load ratio and 10 Hz frequency. These experiments were done for specimens with 5 interfence levels and two repetition. Results revealed that the compressive force required for interference fitting the pin in hole increases as the interference size goes up. The peak force was observed when the pin reached bottom of specimen and the maximum plastic deformation occurred. 3D finite element modeling of interference fit showed that distribution of residual stress on the hole wall and far away from it were compressive and tensile respectively. Moreover, results of fatigue experiments showed increasing the specimens fatigue life up to 1.5% interference fit. In this level, fatigue life is 2.5 times greater than specimen without fitting. However, by increasing interference up to 2%, increasing trend of fatigue life is stopped. Analysis the fracture surface of samples showed that the fatigue cracks are initiated from edge of the hole at specimens with press fit. While crack initiation site was in the middle plane of hole for specimens without fitting.
    Keywords: Interference Fit, Fatigue Life, Finite Element Simulation}
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