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 « response surface methodology » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «response surface methodology» 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}
  • سهیل میرزااحمدی، داود اکبری*، ایرج احدزاده، سید ابوالفضل حسینی یزدی

    آماده سازی کامپوزیتها قبل از جوشکاری و استفاده از پلیمر گرمانرم توام با نانوذرات از روش های ایجاد اتصالات نوین می باشد. در این پژوهش استحکام مکانیکی اتصال کامپوزیتهای گرماسخت آماده سازی سطحی شده با H شیمیایی و با بکارگیری پلیمر پلی وینیل کلراید در حضور نانو ذره اکسید آلومینیوم بررسی شده است. آنالیز حرارتی پلی وینیل کلراید حاوی درصدهای وزنی مختلف نانو ذرات اکسید آلومینیوم بیانگر افزایش 45 درصدی رسانایی گرمایی است. مدل رگراسیون براساس مدل سطح پاسخ با استفاده از پارامترهای موثر زمان جوشکاری، درصد وزنی نانو ذرات و رسانایی گرمایی بدست آمده از آنالیز واریانس جهت پیش بینی بیشینه نیرو و جابجایی شکست اتصال ارایه شده است. نتایج نشان دهنده بیشینه استحکام شکست 59 مگاپاسکال و بیشینه کرنش شکست 04/0 نمونه جوش داده شده در حضور 1 درصد وزنی نانو ذرات اکسید آلومینیوم می باشد. افزایش به ترتیب 3/1 و 1/2 برابری بیشینه استحکام کششی و کرنش شکست محل اتصال در قیاس با نمونه های پلی وینیل کلراید خالص بیانگر بهبود خواص مکانیکی می باشد. بررسی ریزساختار با میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که یک اتصال یکنواخت در راستای خط جوش برقرار شده است.

    کلید واژگان: نانو ذرات, نانو کامپوزیت, جوشکاری فراصوتی, آماده سازی سطحی شیمیایی, مدل سطح پاسخ, مدل رگراسیون چندمتغیره}
    S. Mirzaahmadi, D. Akbari *, I. Ahadzadeh, S. A. Hosseini-yazdi

    Preparing composites before welding and using nanocomposites is one of the new methods of joining. In this research, the mechanical strength of thermosetting composites surface prepared by chemical etching using polyvinyl chloride (PVC) polymer in the presence of aluminum oxide nanoparticles has been investigated. Thermal analysis of PVC containing different weight percentages of aluminum oxide nanoparticles shows a 45% increase in thermal conductivity. A regression model based on the response surface methodology using the effective parameters of welding time, weight percentage of nanoparticles and thermal conductivity obtained from variance analysis was developed to predict the maximum force and displacement of joint failure. The results show the maximum breaking strength and strain of 59 MPa and 0.04 of the welded sample, respectively, in the presence of 1% by weight of aluminum oxide nanoparticles. The increase of 1.3 and 1.2 times of the maximum tensile strength and breaking strain of the joint, respectively, in comparison with pure PVC samples, indicates the improvement of mechanical properties. Examining the microstructure with SEM shows that a uniform connection has been established along the weld line.

    Keywords: Nanoparticles, Ultrasonic welding, Chemically pretreated surface, Response Surface Methodology, Multipleregression model}
  • امین صفرآبادی، وحید طهماسبی*، امین سوسن آبادی فراهانی، مجتبی ذوالفقاری
    کامپوزیت های زمینه فلزی، توجه روزافزونی برای کاربرد در صنایع هوافضا، دفاعی و خودروسازی را به خود جلب کرده اند. ماشین کاری این مواد با روش های سنتی ماشین کاری به دلیل وجود ذرات ساینده، بسیار مشکل است. ماشین کاری تخلیه الکتریکی (EDM) یکی از پرکاربردترین روش های ماشین کاری پیشرفته است و به نظر می رسد یک تکنیک امیدوارکننده برای ماشین کاری کامپوزیت های زمینه فلزی باشد. سایش ابزار در حین فرآیند، امری اجتناب ناپذیر است و نمی توان آن را به حد صفر رساند، ولی می توان آن را تا جایی که امکان دارد، کم کرد. در این تحقیق اثر پارامترهای جریان پیک تخلیه، زمان روشنی پالس و زمان خاموشی پالس، بر روی قطعه کار از جنس کامپوزیت زمینه فلزی آلیاژ AZ91 منیزیم، تقویت شده با 5 درصد ذرات کاربید سیلیسیم پودری و اثر آن بر روی نرخ سایش الکترود ابزار مسی، بررسی خواهد شد. آزمایش های این فرآیند با استفاده از روش سطح پاسخ مدل سازی شده و 17 آزمایش برای رسیدن به نتایج انجام گردیده است. جریان پیک تخلیه، زمان روشنی پالس، اثر تعاملی جریان پیک تخلیه و زمان روشنی پالس و اثر تعاملی زمان خاموشی پالس و جریان تخلیه از فاکتورهای موثر بر روی نرخ سایش ابزار هستند. کمترین نرخ سایش ابزار در زمان روشنی پالس 300 میکروثانیه، شدت جریان تخلیه 11.69 آمپر و زمان خاموشی پالس 20 میکروثانیه به دست آمد.
    کلید واژگان: ماشین کاری تخلیه الکتریکی, کامپوزیت زمینه منیزیومی, نرخ سایش ابزار, روش سطح پاسخ}
    Amin Safarabady, Vahid Tahmasbi *, Amin Sousanabadi Farahani, Mojtaba Zolfaghari
    Metal matrix composites have attracted a lot of attention for application in the aerospace, defense, and automotive industries. Machining these materials with traditional machining methods is very difficult due to the presence of abrasive particles. Electrical Discharge Machining (EDM) is one of the most widely used advanced machining methods and seems to be a good method for machining metal matrix composites. Tool wear occurs during the process and cannot be reduced to zero, but it can be reduced as much as possible. In this research, the effect of discharge peak current, pulse on time, and pulse off time on the workpiece made of AZ91 magnesium alloy, reinforced with 5% of powdered silicon carbide particles has been investigated. The effect of these parameters on the wear rate of copper electrode is studied. The tests of this process have been modeled using the response surface methodology. 17 experiments have been done to reach the results. Discharge peak current, pulse on time, the interaction effect of discharge peak current and pulse on time, and the interaction effect of pulse off time and discharge peak current are effective factors on electrode wear rate. The lowest electrode wear rate is on the 300 microseconds pulse on time, 11.69 amp discharge peak current, and pulse off time of 20 microseconds.
    Keywords: electrical discharge machining, magnesium matrix composite, electrod wear rate, response surface methodology}
  • سبحان امامی کوپائی*، علیرضا شیرنشان، سید احسان میراحمدی، سید حمیدرضا میر احمدی
    میدان جریان احتراقی در مشعل های اجاق گاز خانگی نقش اساسی در ساختار و شکل شعله، توزیع گرادیان دما و در نتیجه بازده حرارتی و میزان انتشار آلاینده ها بازی می کند. به طور مسلم، دست یابی به یک مدل عددی معتبر فهم این جریان پیچیده و عوامل موثر بر آن را آسان تر می نماید. به منظور ارایه یک شبیه سازی عددی معتبر، در ابتدا بازده حرارتی مشعل مورد نظر در بازه فشاری 12 تا 24 میلی بار به صورت تجربی آزموده شد. سپس اعتبار نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی در مقایسه با نتایج تجربی سنجیده شد که اعتبار خوب مدل سازی عددی حاضر را نشان داد. همچنین جهت بررسی اثر هم زمان و متقابل عوامل مختلف نظیر: فشار منبع گاز، دمای اولیه مخلوط و فاصله ظرف آزمون تا مشعل (ارتفاع بار) بر بازده حرارتی، توان مشعل، نسبت شار حرارتی تشعشعی به شار کل و میزان انتشار CO از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ در مسیله حاضر استفاده شد. 20 حالت پیشنهاد شده توسط این الگوریتم به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و کانتورهای به دست آمده بر اساس مدل های رگرسیونی برازش شده برای پارامترهای خروجی استخراج شدند. مطابق نتایج اگرچه افزایش فشار توان حرارتی مشعل را افزایش داده، اما باعث کاهش بازده حرارتی آن می شود. با کاهش فشار گاز طبیعی دمای شعله افزایش یافته و قله های دمایی به یکدیگر نزدیک می شوند. در حقیقت تمرکز شعله با کاهش فشار افزایش یافته و در نتیجه بازده حرارتی افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش فشار انتشار گاز CO کاهش می یابد.
    کلید واژگان: بازده حرارتی, ارتفاع بار, انتشار آلاینده ها, طراحی آزمایش, روش سطح پاسخ}
    Sobhan Emami *, Alireza Shirneshan, Seyed Ehsan Mirahmadi, Seyed Hamidreza Mirahmadi
    The combustion flow field in domestic gas stove burners plays a fundamental role in the structure and shape of the flame, the distribution of the temperature gradient, and, consequently, the thermal efficiency and emission of pollutants. Obtaining a valid numerical model makes it easier to understand this complex flow and its influencing factors. To provide a valid numerical simulation, the thermal efficiency of the burner was experimentally tested in the pressure range of 12 to 24 mbar. The validity of the numerical results was then examined by comparing them with the experimental results. Additionally, the response surface methodology was utilized to investigate the simultaneous and mutual effects of various factors such as gas source pressure, initial temperature of the mixture, and load height on thermal efficiency, burner thermal power, the ratio of radiant heat flux to total flux, and the amount of CO emission. The algorithm proposed 20 cases that were numerically investigated, and the obtained contours were extracted based on the fitted regression models for the output parameters. The results show that although increasing the pressure increases the thermal power of the burner, it decreases its thermal efficiency. As the pressure of natural gas decreases, the flame temperature increases and the temperature peaks approach each other. In fact, the concentration of the flame increases with the decrease in pressure, and as a result, the thermal efficiency increases. Additionally, the results show that CO gas emission decreases with increasing pressure.
    .
    Keywords: Thermal efficiency, Load height, Pollutant Emissions, Design of experiments, Response Surface Methodology}
  • Ali Hasanabadi *, Hossein Afshari, Seyyed MohammadBagher Mirafzali

    In this study, the researchers investigated the impact of various parameters, including layer raster angle, infill extrusion width, and layer height, on mechanical properties such as tensile strength, elongation, and Young's modulus of polylactic acid printed samples. To reduce experimental costs, the Box-Behnken method was employed along with response surface methodology using Minitab software to establish the relationship between input and output variables. The results of the tension test indicated that the raster angle had a significant impact on all three properties. Furthermore, the regression equations showed that changes in infill extrusion width and layer height had a strong effect on tensile strength but had a less significant impact on elongation and Young's modulus. The optimal output parameters were determined to be 38.67 MPa tensile strength, 3.42% elongation, and 1117.47 MPa Young's modulus using input parameters of 10 degree raster angle, 170% infill extrusion width, and 0.2 mm layer height. The study validated the results obtained through experimental testing and concluded that the response surface methodology could predict part properties with high accuracy (less than 6% error) based on input parameters.

    Keywords: Fused deposition modeling, Mechanical Properties, Polylactic Acid, response surface methodology}
  • محمد حاجی پور، عرفان میرشکاری، شهرام شهرویی

    در این مطالعه از روش المان محدود برای شبیه سازی پاشش حرارتی میکرو ذرات استلایت-6 روی زیرلایه فولادی استفاده شده است. اثر اندازه ذرات، دمای پیش گرمایش زیرلایه و زاویه پاشش بر روی پارامترهای خروجی فرآیند ازجمله تنش، کرنش پلاستیک معادل، عمق نفوذ و توزیع دما بررسی شده اند. از طراحی آزمایش ها برای تعیین تعداد شبیه سازی ها و ترکیب پارامترهای ورودی استفاده شده است. برای بررسی رابطه بین پارامترهای ورودی و خروجی، روش سطح پاسخ مورداستفاده قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که عمق نفوذ به عنوان عامل اصلی موثر بر استحکام پیوند، به شدت به اندازه ذرات وابسته است. همچنین زاویه پاشش به عنوان یک پارامتر مهم و تاثیرگذار بر روی عمق نفوذ شناسایی می شود. از سوی دیگر، دمای پیش گرمایش زیرلایه تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی نتایج ندارد. بر اساس نتایج شبیه سازی، مشاهده می شود که عمق نفوذ با افزایش اندازه ذرات و همچنین زاویه پاشش افزایش یافته و در زاویه پاشش 90 درجه، به حداکثر مقدار خود می رسد.

    کلید واژگان: پاشش حرارتی, المان محدود, استلایت-6, کرنش پلاستیک معادل, روش سطح پاسخ}
    Mohammad Hajipour, Erfan Mirshekari, Shahram Shahrooi

    In this study, finite element method is applied to simulate thermal spraying of Stellite-6 microparticles on steel substrate. The effects of particle size, substrate pre-heating temperature and spraying angle are investigated on the process output parameters including stress, equivalent plastic strain, penetration depth, and temperature distribution. The simulations are designed and performed based on the Design of Experiments (DOE). Response surface methodology (RSM) is used to explore the relationships between the input factors and responses. The simulation results revealed that penetration depth as the main factor, affecting the bonding strength of coating, is highly dependent on the particle size. Spraying angle is also found to be a significant and effective parameter on the penetration depth. On the other hand, the pre-heating temperature of the substrate is observed to have no substantial effect on the penetration depth.The depth of penetration increases with increasing the particle size and spraying angle, and reaches its maximum value in spraying angle of 90˚.

    Keywords: Thermal spraying, Finite element, Stellite-6, PEEQ, Response surface methodology}
  • Samane Hamzekhani, Farhad Shahraki *, Davood Mohebi- Kalhori, MohammadReza Fardinpour

    In the present study, the response surface methodology is used to predict the bubble departure frequency of pure liquids using experimental data. Water, ethanol and methanol pure liquids were used as the testing fluid. The effects of vapor and liquid density difference, vapor and liquid viscosity, surface tension, thermal conductivity, heat flux on the vapor bubbles departure frequency on the heat transfer of boiling pool of pure liquids were investigated by response surface methodology. The results showed that the output of the Response surface methodology had a good overlap with the data of bubbles departure frequency of pure liquids. Also, the results for the bubble departure frequency show a good overlap between the models presented by the researchers and the experimental data and have good accuracy. In this research, a new model for the prediction of vapor bubble departure frequency, based on the Buckingham theory, in nucleate boiling is proposed, which predicts the experimental data with a satisfactory accuracy (9%).

    Keywords: Bubbles Departure Frequency, Pool Boiling, Pure Liquid, response surface methodology}
  • هادی سلیمانی، محمدرضا نخعی*
    در این مقاله، از فرایند اصطکاکی اغتشاشی (FSP) برای افزودن درصدهای وزنی متنوع از نانوذرات کاربید سیلیسیم (SiC) به فاز پایه PA6/NBR استفاده شد. همچنین به کمک روش سطح پاسخ (RSM) براساس طرح باکس-بنکن، تاثیر سه متغیر سرعت چرخش ابزار دورانی (ω)، سرعت خطی ابزار (V) و درصد وزنی نانوذره کاربید سیلیسیم (S) بر خواص مکانیکی (مدول یانگ و استحکام ضربه ای) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور چگونگی پراکندگی نانوذرات در فاز پایه و اثر افزودن آن ها بر ریزساختار ترموپلاستیک الاستومر PA6/NBR، از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بهره گرفته شد. علاوه بر این، با استفاده از آزمون های گرماسنجی تفاضلی روبشی (DSC) و آنالیز حرارتی (TGA)، خواص حرارتی نمونه های PA6/NBR/SiC با درصدهای مختلف وزنی از نانوذرات کاربید سیلیسیم بررسی شد. مقادیر به دست آمده از معادلات رگرسیون نشان داد در شرایطی که سرعت چرخش ابزار دورانی 1200 دور بر دقیقه، سرعت خطی ابزار 20 میلی متر بر دقیقه و مقدار درصد وزنی نانوذره استفاده شده 8/3 باشد، حداکثر مدول یانگ و استحکام ضربه ای به ترتیب 18/665 مگاپاسکال و 26/62 ژول بر متر به دست خواهد آمد؛ همچنین دمای تبلور و دمای ذوب نیز به ترتیب تا مقادیر 198 و 8/222 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت.
    کلید واژگان: پلی آمید 6, آکریلونیتریل بوتادین, کاربید سیلیسیم, فرآیند اصطکاکی اغتشاشی, روش سطح پاسخ}
    Hadi Soleymani, Mohammad Reza Nakhaei *
    In this article, the friction stir process (FSP) was used to add various weight percentages of silicon carbide (SiC) nanoparticles to the base phase of PA6/NBR. Also, the effect of three variables of the rotation speed tool (ω), traverse speed (V) and the weight percentage of silicon carbide nanoparticle (S) on the mechanical properties (young’s modulus and impact strength) were investigated by response surface methodology (RSM) based on the Box-Behnken design. Scanning electron microscope (SEM) was used to determine the dispersion of nanoparticles in the base phase and the effect of their addition on the microstructure of PA6/NBR thermoplastic elastomer. Moreover, the thermal properties of PA6/NBR/SiC samples with different weight percentages of silicon carbide nanoparticles were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and thermo gravimetric analysis (TGA). The values obtained from the regression equations showed that, under optimal conditions of the rotational speed of 1200 rpm, traverse speed of 20 mm/min and the weight percentage of nanoparticles of 3.8 wt. %, the maximum young's modulus and impact strength 665.18 MPa and 62.26 J/m, respectively could be obtained. Also the crystallization and melting temperature increased to 198 and 222.8 °C, respectively.
    Keywords: polyamide 6, Acrylonitrile butadiene rubber, Silicon carbide, Friction Stir Process, Response Surface Methodology}
  • 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}
  • پرویز کحال*، محسن قاسمی، محمد کشفی
    روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اولین بار در سال 1991 میلادی توسط موسسه جوشکاری بریتانیا به عنوان روش اتصال حالت جامد ابداع و برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم به کار گرفته شد. این روش، بازدهی انرژی بالا و سازگاری خوبی با محیط زیست دارد. در مجموع، فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مناسب فلزاتی است که نقطه ذوب پایین داشته و جوشکاری ذوبی آن ها کیفیت مطلوبی ندارد. در این پژوهش بهینه سازی چند هدفه خواص مکانیکی در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم AH12 1050 با استفاده از ترکیب روش های سطح پاسخ و بهینه سازی چند هدفه ازدحام ذره انجام شده است. همچنین، برای طراحی آزمایش از روش تاگوچی استفاده شده است. در این روش متغیرهایی از جمله قطر پین ابزار، قطر شانه، سرعت دورانی، سرعت پیشروی و زاویه انحراف به عنوان متغیرهای فرآیند و 3 متغیر استحکام نهایی، چقرمگی و سختی در منطقه متاثر از حرارت و کار مکانیکی به عنوان توابع هدف انتخاب شده اند. علاوه بر این تمام بررسی ها بر روی دو نوع پین استوآن های رزوه دار و مخروطی ساده و به صورت آزمایشگاهی انجام شده است. در نهایت نتایج بهینه سازی و دقت حداقل 93% پیش بینی نشان دهنده انطباق خوب مدل پیش بینی کننده سطح پاسخ و آزمایش می باشد.
    کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, خواص مکانیکی, روش سطح پاسخ, بهینه سازی چند هدفه و ازدحام ذره}
    Parviz Kahhal *, Mohsen Ghasemi, Mohammad Kashfi
    The friction stir welding method was first developed in 1991 at the British Welding Institute as a solid-state bonding method and employed for welding aluminum alloys. This method has high energy efficiency and good compatibility with the environment. In general, the frictional stir welding process is suitable for metals with a low melting point, whose melting welding is not of good quality. In this research, multi-objective optimization of the mechanical properties in the friction welding of AH12 1050 aluminum alloy has been performed experimentally using a combination of response surface methods and multi-objective particle swarm optimization. The Taguchi method has also been utilized to design experiments with two types of threaded cylindrical and simple tapered pins. Pin diameter, shoulder diameter, tool rotational speed, tool feed, and tool deviation angle are selected as the process variables. Specimen strength, toughness, and hardness are considered as objective functions. The optimization results and a prediction accuracy of more than 93%, show a good agreement between the surface prediction model and the experiments despite the complexity of the process.
    Keywords: Friction Stir Welding, Mechanical Properties, Response Surface Methodology, Multi-Objective Optimization}
  • محمدعلی کوچک زاده*، پیمان غلامی، محمدعلی فارسی

    در این مطالعه، روشی برای بررسی عدم قطعیت صفحه مستطیلی چندلایه ای ساخته شده از الیاف شیشه/اپوکسی با وجود ترک بین لایه ای اولیه در بارگذاری حالت اول، دوم و ترکیبی اول/دوم با استفاده از معیار انرژی انجام شده است. توابع حالت حدی برای تحلیل قابلیت اطمینان رشد جدایش در هریک از حالت های بارگذاری، طبق مفاهیم مکانیک شکست و آزادسازی انرژی به دست آمده است. با استفاده از متغیرهای تصادفی و توابع حالت حدی طبق معیار انرژی، بررسی عدم قطعیت با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شده است. ایده اصلی روش سطح پاسخ، تقریب تابع سطح پاسخ ضمنی با استفاده از یک تابع ریاضی صریح با متغیرهای تصادفی درگیر در تابع حالت حدی است. از آن جا که تقریب تابع حالت حدی صریح است، می توان از روش مرتبه اول/دوم قابلیت اطمینان برای تخمین احتمال شکست استفاده کرد. نتایج حاکی از آن است که احتمال رشد جدایش در روش سطح پاسخ نسبت به دو روش مرتبه اول/دوم قابلیت اطمینان مقدار بیشتری است. سرانجام، تاثیر طول جدایش اولیه، تعداد لایه ها و بارگذاری در حالت های مختلف بر رشد جدایش چندلایه ساخته شده از مواد مرکب به دست می آید.

    کلید واژگان: جدایش, آزادسازی انرژی, روش سطح پاسخ, روش مرتبه اول, دوم قابلیت اطمینان}
    MohammadAli Kouchakzadeh *, Peyman Gholami, MohammadAli Farsi

    In this study, a method for uncertainty analysis of laminated rectangular plate made of glass/epoxy with interlaminar crack (delamination) in loading mode I, II and I/II is performed using energy criterion. Limit state functions have been obtained to analyze the reliability of delamination growth in each loading mode according to the concepts of fracture mechanics and energy release rate. By using random variables and limit state functions according to energy criterion, uncertainty assessment will be performed using Response Surface Methodology (RSM). The main idea of the response surface methodology is to approximate the implicit response surface function using an explicit mathematical equation with random variables involved in the limit state function. Since the approximation of the limit state function is explicit, the first/second order reliability method can be used to estimate the probability of failure. It was indicated that in all modes the probability of delamination growth calculated by the surface response method has the highest value. Finally, the effects of initial delamination, laminate layer and loading in different modes on the delamination growth are obtained from the perspective of the reliability of composites laminates.

    Keywords: Delamination, Energy release rate, Response surface methodology, First, second order reliability method}
  • روجیار اکبری سنه*، شهرام شریف نیا، غلامرضا مرادی

    در پژوهش حاضر، روش سطح پاسخ براساس طراحی باکس-بنکن با هدف بهینه سازی تولید فتوکاتالیستی هیدروژن با استفاده از فتوکاتالیست تیتانیا-کلینوپتیلولیت فرآوری شده بررسی شد. بدین ترتیب، در ساخت فتوکاتالیست، به منظور دستیابی به یک پایه طبیعی موثر، همگن و تکرارپذیر، از روش فرآوری ترکیبی تبادل یونی-بازشویی استفاده شد و بارگذاری 10 درصد وزنی فاز فعال TiO2 بر روی پایه کلینوپتیلولیت فرآوری شده به کمک تابش اولتراسوند در طول فرایند سنتز به روش SSD انجام گرفت. نتایج آنالیزهای شناسایی نشان از خصوصیات فیزیکی-شیمیایی مناسب فتوکاتالیست سنتز شده دارند که آن را برای واکنش فتوکاتالیستی شکافت آب مناسب و موثر می کند. براساس نتایج جدول آنالیز واریانس هر سه متغیر و پارامتر عملیاتی میزان pH محلول، مقدار بارگذاری فتوکاتالیست و مقدار درصد حجمی عامل الکترون دهنده بر روی میزان تولید هیدروژن اثرگذارند. در میان این سه متغیر، میزان pH محلول موثرترین پارامتر شناخته می شود. از بین مدل های مورد ارزیابی در روش سطح پاسخ، مدل مرتبه دوم با بالاترین مقدار ضریب همبستگی (0.9967=R2 و 0.9942=R2adj) بیشترین تطابق را با داده های آزمایشگاهی دارد. با بررسی نحوه اثرگذاری این پارامترها و تعاملاتشان روی پاسخ، می توان دریافت که حداکثر مقدار هیدروژن تولیدی در شرایط بهینه pH بازی برابر با 10، مقدار کاتالیست g L-1 1/1 و مقدار عامل الکترون دهنده 12.5 درصد حجمی به دست می آید.

    کلید واژگان: واکنش شکافت آب, تولید هیدروژن, روش سطح پاسخ, طراحی باکس-بنکن, تیتانیا}
    Rojiar Akbari Seneh *, Shahram Sharifnia, Gholamreza Moradi

    In present study, the optimization of hydrogen production by water splitting over TiO2/treated clinoptilolite photocatalyst was investigated using Box–Behnken design (BBD) combined with response surface methodology (RSM). In the photocatalyst preparation, the combined ion exchange-alkaline treatment was used to achieve a chemical homogenous, reproducible and effective natural support. Moreover, 10 wt.% of TiO2 nanoparticles was loaded over zeolitic supports using facile and cost effective solid state dispersion (SSD) method in the presence of ultrasound irradiation. The characterization results indicated suitable optical and physico-chemical properties of the as-synthesized photocatalyst which making it effective in the water splitting reaction. The operational variables considered in Box-Behnken method included pH solution, photocatalyst dosage and sacrificial agent concentration. Based on the ANOVA results, all three process variables affect the hydrogen production. Among them, the most significant effect is attributed to pH solution. The application of the RSM resulted in the formulation of several models out which the quadratic model with the highest value of the determined R2 coefficients (R2=0.9967 and R2adj=0.9942) was adjudged to adequately fit the experimental data. By examining how the process variables and their interactions affect the response, it can be found that the maximum efficiency of hydrogen production was obtained at optimum conditions of alkaline solution pH of 10, catalyst dosage of 1.1 g/L and sacrificial agent concentration of 12.5 vol.%.

    Keywords: Water Splitting Reaction, Hydrogen production, Response Surface Methodology, Box-Behnken design, Titania}
  • توحید میرزابابای مستوفی، مصطفی سیاح بادخور، هاشم بابایی*
    در این مقاله به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پارامترهای موثر در فرآیند شکل دهی آزاد و با قالب ورق های فلزی دایره ای با انفجار مخلوط گازها پرداخته شده است. در بخش تجربی از ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در ضخامت های مختلف استفاده شده است. به منظور ارزیابی بهتر نتایج تجربی، از شرط چگالی سطحی برابر برای مقایسه نتایج ورق های فولادی، آلومینیومی و برنجی در شرایط بارگذاری یکسان استفاده شده است. در بخش تحلیل رگرسیونی از نرم افزار طراحی آزمایش و روش سطح پاسخ استفاده شده است. اثر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش های تجربی که عبارت اند از فشار گاز اکسیژن، فشار گاز استیلن، ضخامت ورق و زاویه راس قالب روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شدند. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در بررسی در نظر گرفته شد. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از قالب با زاویه راس 60 درجه باعث می شود که خیز دایمی ورق کاهش یابد. از طرفی استفاده از ورق های آلومینیومی و برنجی در شکل دهی با قالب موجب کاهش بیشتر خیز دایمی نسبت به شکل دهی آزادشده است. نتایج به دست آمده در بخش تحلیل رگرسیونی حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل ارایه شده مناسب است. شرایط بهینه برای کم ترین تغییر شکل ورق های تک لای دایره ای تحت بارگذاری انفجاری نیز ارایه شد. فشار گاز اکسیژن و زاویه راس قالب بیشترین و کمترین تاثیر را روی ورق های فلزی دایره ای دارند.
    کلید واژگان: آزمایش تجربی, تحلیل رگرسیونی, تغییر شکل ورق, روش سطح پاسخ, بارگذاری دینامیکی}
    Tohid Mirzababaie Mostofi, Mostafa Sayah Badkhor, Hashem Babaei *
    In this paper, experimental and regression analysis of the effective parameters in the free and die forming of circular metallic plates using gas mixture detonation were investigated. In the experimental section, steel, aluminum, and brass plates in different thicknesses were used. To better evaluate the experimental results, the condition of the same areal density was used to compare the results of steel, aluminum, and brass plates under the same loading conditions. In the regression analysis section, the Design-Expert software package and response surface methodology were used. The effect of parameters measured in experimental tests including the pressure of Oxygen, the pressure of Acetylene, plate thickness and die apex angle on the deflection of circular plates were investigated simultaneously. To find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. Experimental results showed that using a die with an apex angle of 60° leads to the decrease of the maximum permanent deflection. On the other hand, using aluminum and brass plates in the die forming resulted in a more reduction of permanent deflection in comparison with free forming. The results of the regression analysis show that the predicted values of the model are in good agreement with the experimental data and the presented model is suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under explosive loading were also presented. The pressure of Oxygen and the die apex angle has the highest effect and the least effect on the forming of circular metallic plates.
    Keywords: Experimental Test, Regression Analysis, Plate deformation, Response Surface Methodology, Dynamic loading}
  • 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}
  • مصطفی سیاح بادخور، توحید میرزابابای مستوفی، هاشم بابایی*
    در این مقاله‏ به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پاسخ دینامیکی ورق های فلزی تحت بار انفجاری پرداخته شده است. بدین منظور در بخش تجربی، 86 آزمایش روی ورق های فلزی در شرایط مختلف انجام شد. این ورق ها از جنس های فولاد، مس و آلومینیوم و به شکل دایره بودند. با استفاده از نرم افزار طراح آزمایش و روش سطح پاسخ اثر پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش تجربی که عبارتند از ضخامت ورق، ایمپالس بارگذاری، جرم خرج و فاصله استقرار روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شدند. در این بررسی جنس ورق ها به عنوان یک پارامتر مستقل کیفی در نظر گرفته شده است. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در بررسی در نظر گرفته شد. در این بررسی مقدار R2 و R_adj^2 به تریتب برابر 9746/0 و 9673/0 به دست آمده است. نتایج به دست آمده در بخش تحلیل آماری حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل های ارایه شده مناسب است. شرایط بهینه برای کم ترین تغییر شکل ورق های تک لایه دایره ای تحت بارگذاری دینامیکی نیز ارایه شد. ایمپالس بارگذاری بیش ترین و جرم خرج کم ترین تاثیر را روی تغییر شکل ورق دارند.
    کلید واژگان: بارگذاری دینامیکی, آزمایش تجربی, تحلیل رگرسیونی, روش سطح پاسخ}
    M. Sayah Badkhor, T. Mirzababaie Mostofi, H. Babaei *
    In this paper, the experimental study and regression analysis of the dynamic response of metal plates under impulsive loading are investigated. For this purpose, in the experimental section, 86 experiments were performed on metal plates under different conditions. The plates were made of steel, copper and aluminum in a circular shape. The effect of the measured parameters in the experimental tests such as plate thickness, loading impulse, charge mass, and standoff distance on the circular plates deflection were evaluated simultaneously using the Design-Expert software package and response surface methodology. In this study, the material of the plates is considered as an independent qualitative parameter. In order to find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. In this study, the value of R2 and R_adj^2 was 0.9746 and 0.9673, respectively. The results show that the predicted values of the models are in good agreement with the experimental tests and the presented models are suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under impulsive loading were also presented. The impulse loading has the highest effect and the mass of the charge has the least effect on the plate deflection.
    Keywords: Dynamic loading, Experimental test, Regression Analysis, 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}
  • 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}
  • مصطفی سیاح بادخور، مهدی حسن زاده، توحید میرزابابای مستوفی*

    ساختارهای ساندویچی یکی از پرکاربردترین اهداف مورد استفاده برای کاهش خسارت ها در بارگذاری های مختلف است. در این مقاله، اثر شرایط مختلف بارگذاری و همچنین هندسه ساختار بر رفتار ساختار ساندویچی تحت بارگذاری انفجاری یکنواخت موردمطالعه قرارگرفته است. به این منظور، در ابتدا یک مدل عددی سه بعدی با استفاده از نرم افزار تجاری المان محدود آباکوس، جهت شبیه سازی پاسخ دینامیکی و تغییر شکل پلاستیک سازه های ساندویچی با هسته لانه زنبوری ساخته شده است. جهت صحت سنجی مدل عددی از داده های تجربی موجود در ادبیات تحقیق استفاده شد. سپس در بحث مطالعه پارامتریک، تاثیر پارامترهای موثر بر مقاومت این ساختار ساندویچی نظیر ضخامت صفحات بالا و پایین فلزی، تعداد صفحات در هسته و همچنین ضخامت آن ها تحت بارگذاری انفجاری با جرم خرج های مختلف 5/0، 1 و 5/1 کیلوگرم موردبررسی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ، مدلی مناسب جهت پیش بینی میزان تغییر شکل مرکزی صفحات بالا و پایین ساختار ساندویچی توسعه داده شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده مطابقت بسیار خوب داده های تجربی و داده های پیش بینی شده توسط مدل رگرسیونی است. مقدار بالای ضریب همبستگی بین پارامترهای موردمطالعه و رفتار سازه (R2=0.99) حاکی از آن است که مدل ارایه شده از دقت بسیار بالایی برخوردار بوده است. ضمنا حالت بهینه این ساختار ساندویچی در محدوده مورد بررسی، با همین مدل رگرسیونی به دست آمده است.

    کلید واژگان: بارگذاری انفجاری, ساختار ساندویچی فلزی, شبیه سازی عددی, روش سطح پاسخ, جدول ANOVA}
    Mostafa Sayah Badkhor, Mahdi Hasanzadeh, Tohid Mirzababaie Mostofi *

    In this paper, the effect of differed loading conditions, as well as structure geometries on the behavior of sandwich panel structures under uniform blast loading, has been investigated. For this, a full 3D numerical model by using ABAQUS/Explicit commercial software was employed in order to simulate the dynamic response and plastic deformation of sandwich panel structures with a honeycomb core. The available experimental results were used to validate the numerical model. Afterward, in a rigorous parametric study, the influences of several effective parameters on the resistance of structure such as the front and back metallic layer thicknesses, the number of webs, and thickness of honeycomb core cell wall under three different mass weights of 0.5, 1 and 1.5 kg were studied. In the following, by using Response Surface Methodology, an appropriate equation was developed to predict the central permanent deflection of back and front layers. The obtained results showed that there is a well-agreement between experimental and numerical results predicted by the regression model. The high correlation coefficient between the studied parameters and the structure behavior (R2 = 0.99) indicates that the proposed model has great accuracy.

    Keywords: Blast Loading, Metallic sandwich panels, numerical simulation, Response surface methodology, ANOVA Table}
  • P. Chandramohan*, S. N. Murugesan, S. Arivazhagan

    This experimental analysis encapsulates the influence of Reynolds number (Re), diameter of nozzle, height to diameter (H/D) ratio and position of nozzle such as in-line and staggered over the responses heat transfer coefficient, temperature and Nusselt number of a hot flat plate exposed to cooling by multi-jet air impingement. For this analysis, a 15 x 10 cm flat plate is being heated using a heating coil having a heat flux of 7666.67 W/m2 which is maintained as constant through entire experiment. An H/D ratio of 2D, 4D and 6D is considered along with pipe diameters of 4, 6 and 8 mm and Reynolds number are changed between 18000 to 22000. Experimental design was performed with response surface methodology based central composite design. For all output responses, a quadratic model is chosen for analysis and a second order mathematical model is evolved for predicting with a higher R2 value. Desirability analysis is performed for multi-objective optimization and the optimum input parameters obtained are Reynolds no. of 20347, pipe diameter of 8 mm, H/D ratio of 2 and in-line nozzle position with the maximum heat transfer coefficient of 189.411 W/m2 K, Nusselt number of 28.8712 and minimum temperature of 56.983°C. Optimum condition-based confirmation experiments result in enhanced Nusselt number and heat transfer coefficient.

    Keywords: Jet impingement cooling, Heat transfer, Response surface methodology, Nusselt Number, Staggered, inline position, Reynolds number}
  • مصطفی سیاح بادخور، توحید میرزابابای مستوفی، هاشم بابایی*

    در مطالعه حاضر، به بررسی تجربی و تحلیل رگرسیونی پاسخ دینامیکی ورق های دایره ای تحت بار انفجاری یکنواخت و محلی پرداخته شده است. بدین منظور در بخش مطالعه آزمایشگاهی، آزمایش هایی روی ورق های فولادی در شرایط مختلف انجام شد. به منظور تکمیل بانک اطلاعاتی و انجام یک تحلیل جامع، چهارده سری آزمایش و 562 داده موجود در ادبیات تحقیق به نتایج تجربی مطالعه حاضر اضافه شد. در ادامه، با استفاده از نرم افزار طراح آزمایش و روش رویه پاسخ، اثر شعاع و ضخامت ورق، شدت بار وارده، خواص مکانیکی ورق، شعاع بارگذاری و فاصله استقرار روی خیز ورق های دایره ای به صورت هم زمان بررسی شد. به منظور دستیابی به یک مدل معنی دار، سطح اطمینان 95% در تحلیل در نظر گرفته شد. با توجه به نوع بارگذاری ها، دو تحلیل جداگانه انجام شد. مقادیر R2 برای بارگذاری دینامیکی با توزیع یکنواخت و محلی به ترتیب برابر 0/9712 و 0/9548 به دست آمد. نتایج حاصل حاکی از آن است که مقادیر به دست آمده از پیش بینی مدل ها با داده های تجربی مطابقت خوبی دارد و مدل های ارایه شده مناسب هستند. شرایط بهینه برای کمترین تغییر شکل ورق های تک لایه دایره ای تحت بارگذاری دینامیکی با توزیع یکنواخت و محلی نیز ارایه شد.

    کلید واژگان: بارگذاری یکنواخت, بارگذاری محلی, خیز ورق, ورق دایره ای, بهینه سازی, روش سطح پاسخ}
    M. Sayah Badkhor, T. Mirzababaie Mostofi, H. Babaei*

    In the present study, the experimental study and regression analysis of the dynamic response of circular plates under uniform and localized blast loading were investigated. To this end, several experiments were performed on steel plates under different conditions in the experimental section. In order to complete the database and perform a comprehensive analysis, fourteen series of experiments and 562 data in the open literature were added to the experimental results of the present study. Subsequently, the effect of the radius and thickness of the plate, the impulse of applied load, the mechanical properties of the plate, the loading radius, and the standoff distance on the maximum deflections of circular plates were simultaneously investigated using the Design-Expert software package and response surface methodology. In order to find a significant model, the confidence level of 95% was considered in the analysis. Two separate analyses were done based on the types of loading. The values of R2 for uniform and localized blast loading are equal to 0.9712 and 0.9548, respectively. The results show that the predicted values of the models are in good agreement with the experimental data and the presented models are suitable. Optimal conditions for the minimum deflection of the circular plates under dynamic loading with uniform and local distribution were also presented.

    Keywords: Uniform Load, Local Load, Plate Deflection, Circular Plate, Optimization, Response Surface Methodology}
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