شکل دهی ورق، یکی از مهمترین روش های تولید می باشد. خصوصیاتی چون انعطاف پذیری، کمیِ وزن، قابلیت شکل پذیری زیاد، پرداخت خوب سطح و هزینه ی پایین تولید قطعاتی که با استفاده از این روش ها تولید می شوند، باعث توسعه و گسترش دامنه ی کاربرد این روش ها و تنوع تولیدات حاصل از آن-ها شده است. در این راستا، فرآیند کشش عمیق یکی از روش های شکل دهی ورق بوده که امروزه به عنوان یک فرآیند تولیدی جهت ساخت قطعاتی نظیر بدنه ی خودرو، هواپیما و همچنین ساخت قسمت-های مختلف لوازم خانگی، الکترونیک و ... مورد استفاده قرار می گیرد. این فرآیند به لحاظ پیچیدگی و حساسیت فراوان، دقت محاسباتی بالایی را در طراحی و ساخت قالب های آن می طلبد. در غیر این صورت ورق در حین شکل دهی، به دلیل عدم کنترل صحیح جریان فلز تحت تغییر شکل ، دچار عیوبی نظیر چین خوردگی و یا پارگی خواهد شد. در این پژوهش سعی شد که با اعمال ارتعاشات التراسونیک به گلوئی ورودی ماتریس، نیروی مورد نیاز جهت شکل دهی ورق فولادی st12 به ضخامت 5/0 میلیمتر را کاهش داده و نسبت حد کشش ورق را افزایش داد. برای این منظور با استفاده از آنالیز تحلیلی و شبیه-سازی فرآیند به روش المان محدود و همچنین انجام آزمایش های تجربی، نتایج حاصله در شرایط با و بدون ارتعاشات التراسونیک با یکدیگر مقایسه شد. نتایج این مقایسه نشان داد که با اعمال ارتعاشات التراسونیک، نیروی شکل دهی در شبیه سازی 8/10% و در حالت تجربی 3/11% کاهش یافت و نیز نسبت حد کشش در شبیه سازی با 5/9% افزایش از 1/2 به 3/2 و در حالت تجربی با 5/4% افزایش، از نسبت حد کشش 2/2 به 3/2 افزایش یافت.

فرایند شکل دهی چرخشی لوله که گونه ای از فرایندهای شکل دهی چرخشی است، یکی از روشهای ساخت لوله های مدور بدون درز در صنایع پیشرفته می باشد. ماهیت اساسی فرایند مذکور، داشتن نیروهای زیاد شکل دهی و اثر محدود پارامترهای فرایند بر افزایش کیفیت سطح و بدنه قطعه کار است. کاهش نیروها و بهبود خصوصیات فیزیکی سطح قطعه کار از دیر باز مورد نظر بوده است. در این تحقیق نیروی شکل دهی و خصوصیات قطعه کار در اثر ارتعاشات طولی فراصوتی در راستای محوری قطعه کار مورد بررسی قرار می گیرد. در شکل-دهی چرخشی، ارتعاشات فراصوتی را می توان به مندرل و قطعه کار در حال چرخش، یا به ابزار ثابت یا چرخشی و یا هر دو اعمال نمود. در هر صورت چرخشی بودن ترانسدیوسر ایجاب می نماید تا طراحی ویژه ای برای آن و اتصالات برقی مربوطه انجام شود. در این پروژه طراحی سیستم آزمون به کمک شبیه سازی توسط نرم افزار ansys و آنالیز مودال ارتعاشات طولی محوری اعمال شده بر قطعه کار و اجزاء ارتعاشی سیستم انجام می شود. ساخت اجزاء سیستم آزمون، مونتاژ و آماده سازی آنها و انجام آزمونها از مجموعه فعالیتهای بعدی است. مطالعه عملی فرایند شکل دهی چرخشی نشان می دهد زاویه ابزار مهمترین پارامتر در کنترل توسعه عیوب در فرایند است و حداکثر قابلیت اسپینینگ لوله های آلومینیومی در زاویه ابزار 15 درجه بدست می آید. آزمونهای شکل دهی در حضور ارتعاشات فراصوتی نشان می دهد که ارتعاشات با توان کم در بهبود کیفیت سطح موثر است و ارتعاشات توان بالا موجب تغییر در نیروهای فرایند می شود. تحلیل نحوه تغییرات نیرو دلالت بر این دارد که این تغییرات به دلیل تغییر در تنش سیلان در ماده تحت تغییر شکل نیست.

یکی از مشکلات مهم سنگ زنی خزشی سوختن سطح قطعه کار بواسطه انرژی حرارتی تولیدی ناشی از مالش سنگ روی سطح قطعه کار و نیز فرآیند باربرداری و جدا کردن براده از سطح قطعه کار است. از مشکلات دیگر مسایل زیست محیطی استفاده از مواد خنک کن در فرآیند ماشین کاری می باشد. امروزه بر اساس استانداردهای زیست محیطی به سازندگان ماشین ابزار توصیه و تکلیف می شود که از روش ها و ابزارهایی استفاده نمایند که در فرآیند نیازی به خنک کار نباشد. لذا این ضرورت لزوم استفاده از یک روش مناسب جهت حذف مواد خنک کار و از بین بردن اثرات نامطلوب ناشی از عدم استفاده از خنک کار در فرآیند سنگ زنی را ایجاب می نماید. از آنجایی که کارکرد ارتعاشات اولتراسونیک می تواند باعث کاهش ضریب اصطکاک موثر در حین فرآیند سنگ زنی گردد و نیز می تواند خواص ماده را در حین شکل دهی فلزات تغیر دهد، در این پایان نامه هدف بر آن بود تا با اعمال ارتعاشات التراسونیک به فرایند سنگ زنی خزشی، توانایی این پدیده در کاهش نیروهای سنگ زنی خزشی بدون حضور ماده خنک کار (سنگ زنی خزشی خشک) و متعاقب آن کاهش درجه حرارت فرآیند و نیز کاهش آسیب وارد به قطعه کار مورد بررسی قرار گیرد تا در صورت موفقیت آمیز بودن این طرح، گامی به سوی عدم استفاد از ماده خنک کار در حین فرآیند سنگ زنی خزشی و نزدیک شدن به ملزومات استانداردهای زیست محیطی برداشته شود. در این پایان نامه سعی بر آن بود تا با انتخاب تجهیزات و چیدمانی مناسب، ارتعاشات با تنظیم فرکانس نوسانات ترانسدیوسر اولتراسونیک به گونه ای به محل درگیری سنگ با قطعه کار اعمال شود تا همواره شکم ارتعاشات امواج ارتعاشی تداخلی در محل تماس سنگ با قطعه کار باشد . این موضوع به این خاطر مهم است که حداکثر روغن کاری و کاهش اصطکاک در طول حرکت سنگ در امتداد قطعه کار یعنی وضعیت بهینه با تغییر فرکانس ترانسدیوسر برقرار باشد. با فراهم نمودن چیدمان مناسب، آزمون های سنگ زنی خزشی با سنگ آلومینیم اکساید و با و بدون حضور ارتعاشات التراسونیک بر روی نمونه های فولادی و آلومینیومی صورت گرفته و نیروهای سنگ زنی خزشی اندازه گیری و تاثیر ارتعاشات التراسونیک بر فرآیند سنگ زنی خزشی مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین جهت پی بردن به تاثیرات ارتعاشات طولی التراسونیک (که بر سطح جانبی ماده اعمال می شد) بر خواص ماده در حین تغییر شکل پلاستیک، آزمون های کشش تک محوری با و بدون حضور ارتعاشات طولی التراسونیک انجام گردید. مقایسه نتایج حاصل از آزمون های سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 و فولاد spk در حضور ارتعاشات التراسونیک نسبت به سنگ زنی خزشی سنتی این مواد که هر دو بدون حضور مایع خنک کار انجام شده وبه خوبی نشان می دهد که نیروهای عمودی و افقی سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 و فولاد spk در حضور ارتعاشات التراسونیک کاهش یافته است. این کاهش در بعضی آزمون ها تا 60? هم می رسد و این امر به خوبی تاثیر ارتعاشات التراسونیک در سنگ زنی خزشی آلومینیوم را آشکار می سازد. همچنین مشاهده می گردد درصد کاهش نیروهای عمودی و افقی سنگ زنی خزشی آلومینیوم 7075 در حضور ارتعاشات التراسونیک در عمق بار وسرعت های پیشروی کمتر، بیشتر است، اما در مورد فولاد spk روند منظمی را طی نمی کند. بعلاوه معین گردید که درصد کاهش نیروهای افقی و عمودی سنگ زنی خزشی بر حسب سرعت پیشروی در عمق های بار مختلف در فولاد spk به طور نسبی بیشتر از آلومینیوم 7075 است. همچنین روشن گردید که برهم نهی ارتعاشات التراسونیک درحین آزمون کشش آلومینیوم 7075 و فولاد spk در صورتی که شدت صوت اعمال شده به اندازه کافی بزرک باشد باعث کاهش مقاومت آنها به تغییر شکل پلاستیک شده و مقدار تغییر شکل در هنگام شکست و استحکام آنها را کاهش می دهد که این اثر احتمالا نتیجه ایجاد صدمه بیشتر به شبکه کریستالی است. به طور کلی مقایسه نتایج، آثار مثبت ناشی از اعمال ارتعاشات التراسونیک به فرآیند سنگ زنی خزشی خشک آلومینیوم و فولاد را آشکار نموده و امکان دستیابی به جایگزینی مناسب برای مایع خنک کار در حین فرایند سنگ زنی خزشی و حرکت به سمت سنگ زنی خزشی خشک و حذف مایع خنک کار از این فرایند را در سایه انجام تحقیقات بیشتر نوید می دهد.

تنشهای پسماند غالبا کششی در اکثر روشهای تولیدی مثل ریخته گری، ماشینکاری و جوشکاری و کلیه فرایندهایی که به نوعی حرارت در آنها وجود دارد، بوجود می آیند. این تنشها در سازه های جوشی، با توجه به کاربرد عمده آنها در صنایع مختلف از قبیل صنایع کشتی سازی، خودروسازی، ساخت سکوهای نفتی، صنایع پتروشیمی و پالایشگاهها بسیار مشکل ساز بوده و استحکام پایین اتصالات جوشی در مقابل بارهای دینامیکی و شکست ناشی از آن گرفتاریهای زیادی را در این صنایع بوجود می آورند. از این جهت انجام عملیات بهبود دهنده به منظور افزایش استحکام خستگی اتصالات جوشی نظیر سنگ زنی، ساچمه زنی، دوباره ذوب کردن جوش، عملیات حرارتی، از مباحث مهم تحقیقاتی به شمار می آیند. فرایند اولتراسونیک بینینگ، روشی جدید، جهت بهبود استحکام خستگی اتصالات و سازه های جوشی می باشد که نسبت به سایر روشها مزایای فراوانی دارد. با توجه به کاربرد روزافزون فولادهای زنگ نزن در صنایع مختلف، هدف از انجام این پروژه، بررسی اثر فرایند اولتراسونیک پینینگ بر روی اتصالات جوشی از جنس فولاد زنگ نزن 304 می باشد. به منظور بررسی اثر عملیات اولتراسونیک پینینگ، پس از اتصال قطعات توسط جوشکاری قوس الکتریکی، آزمونهای خستگی، متالوگرافی، میکروسختی سنجی و نیز ارزیابی مقاومت و نرخ خوردگی بر روی اتصالات جوشی فولاد زنگ نزن 304 انجام شده است. نتایج بدست آمده از آزمون خستگی نمونه ها نشان می دهد که، در اثر استفاده از فرآیند اولتراسونیک پینینگ بر روی اتصالات جوشی، عمر خستگی اتصالات جوشی از جنس فولاد زنگ نزن 304، در قلمرو تنش اعمالی 300mpa به مقدار 120 درصد افزایش داشته، همچنین استحکام خستگی اتصالات جوشی از جنس فولاد زنگ نزن 304 در تعداد سیکل 400000، از قلمرو تنش 225mpa به 290 mpa افزایش یافته که بیانگر 29 درصد افزایش در مقدار استحکام خستگی است. با توجه به تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ های نوری و الکترونی در اتصالات جوشی که عملیات پینینگ روی آنها انجام نشده است، ترکهای ریز و سطحی در منطقه haz و پاشنه جوش وجود دارد، که در اثر اعمال سیکلهای خستگی و به دلیل تمرکز تنش بیشتر در این محلها، سبب پیشرفت ترک و در نهایت شکست قطعه در محل اتصال جوش به فلز پایه (پاشنه جوش)، شده است، در حالیکه اتصالات جوشی که عملیات پینینگ، بر روی پاشنه جوش آنها انجام شده است، نه تنها اثری از ترک، به دلیل بسته شدن دهانه ترکها وجود ندارد، بلکه ضربه ارتعاشی با فرکانس بالا، سبب اطلاح هندسه پاشنه جوش شده و در نتیجه شکست در مقطعی از فلز پایه به فاصله 12 میلی متری از پاشنه جوش اتفاق افتاده است. عمق نفوذ لایه تغییر شکل یافته در محل اثر فرایند اولتراسونیک پینینگ در حدود 60 الی 100 میکرون تخمین زده شده است. با توجه به عمق نفوذ اثر فرایند اولتراسونیک پینینک و منحنی های بدست آمده از توزیع میکروسختی، در محل پاشنه جوش اتصالات پینینگ شده، قبل و بعد از انجام آزمون خستگی، مشاهده می شود که مقدار سختی در محدوده عمق 100 از سطح نمونه، از 225 ویکرز در عمق به 450 ویکرز در سطح افزایش یافته است. پس از بررسی نتایج بدست آمده از آزمون پلاریزاسیون الکتروشیمیایی نمونه های پینینگ نشده و پینینگ شده، بوسیله دستگاه پتانسیواستات، میانگین مقاومت و نرخ خوردگی به ترتیب برای نمونه های پینینگ نشده ohm 10* 1.8 و mm/year 10*2.2 و برای نمونه های پینینگ شده، ohm 10*604 و mm/year 10*0.44 ارزیابی شده است.

در این تحقیق، ایده جدید ترکیب تراشکاری تخلیه الکتریکی برش با سیم و امواج فراصوتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با بکارگیری این ایده جدید، ماشینکاری شکل های مدور دقیق در مواد سخت و دشوار از لحاظ ماشینکاری با نرخ باربرداری بیشتر و ساختار بهتر سطح امکان پذیر می باشد. یک محور دورانی دقیق، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر خوردگی برای کار در زیر آب طراحی و ساخته شده و بر روی یک ماشین وایرکات معمولی به منظور تولید قطعات مدور نصب گردیده است. سیستم انتقال امواج فراصوتی به سیم برش شامل یک راهنمای سیم برش استوانه ای شکل از جنس کاربید تنگستن سمانته طراحی و ساخته شده است. بر روی این راهنما، شیاری ایجاد گردیده که سیم برش از روی آن عبور کرده و ارتعاشات فراصوتی از طریق آن به سیم برش منتقل می شود. در قسمت تجربی این تحقیق با انجام آزمایش ها و تحلیل آماری نتایج نرخ باربرداری و ساختار سطح قطعه کار، اثر ارتعاشات فراصوتی الکترود سیم برنجی بر روی قطعه کار مدور فولاد تندبر توسط تخلیه الکتریکی برش با سیم بررسی شده است. نتایج حاصل از اسیلسکوپ نشان می دهند که ارتعاش سیم برش بطور قابل ملاحظه ای سبب کاهش تعداد پالس های مدار باز و افزایش پالس های نرمال جرقه می شوند و در نتیجه پایداری فرآیند و نرخ باربرداری افزایش می یابد. کاهش اصطکاک بین سیم برش و راهنمای آن در اثر اعمال ارتعاشات فراصوتی و در نتیجه کاهش پارگی سیم برش نیز پایداری فرآیند را افزایش می دهد. همچنین افزایش نرخ باربرداری در خشن کاری و پرداخت می تواند در اثر اعمال ارتعاشات فراصوتی مربوط به شستشوی بهتر منطقه گپ و ایجاد کاویتاسیون باشد. تحلیل میکروگراف های حاصل از میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که ارتعاشات فراصوتی ضخامت لایه انجماد مجدد و میکرو ترک ها را کاهش می دهد. با خروج مواد بیشتر از چاله مذاب در اثر ارتعاشات فراصوتی، زبری سطح و عدم گردی قطعه کار اندکی افزایش می یابند. با تحلیل و ارزیابی هندسه چاله مذاب تک جرقه بر روی سطح قطعه کار، مشخص شد که با افزایش سرعت نسبی، نسبت طول به عرض چاله اصابت جرقه و حجم آن افزایش یافته است. با اعمال ارتعاشات فراصوتی در جهت عمود بر سرعت نسبی، در اثر افزایش عرض و عمق چاله اصابت جرقه حجم آن افزایش یافته است. در نهایت با تحلیل نیروها و عوامل موثر بر کانال پلاسما درک بهتری از اثرهای مطلوب استفاده از ارتعاش فراصوتی بر روی مکانیزم باربرداری در فرآیند تراشکاری تخلیه الکتریکی برش با سیم پیدا شده است. در اثر ارتعاشات فراصوتی نرخ افت فشار در انتهای جرقه بیشتر می شود و هنگام قطع جرقه مقدار مواد بیشتری از چاله مذاب در اثر پدیده جوشش حجمی به بیرون پرتاب می شود. لغزش کانال پلاسما موجب کشیدگی چاله مذاب بر روی سطح قطعه کار می شود. این عوامل باعث افزایش نرخ باربرداری شده است. حجم چاله مذاب با در نظر گرفتن ایزوترم های دمایی قطعه کار محاسبه شده و با مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده صحت روابط مورد تائید قرار گرفته است.

امروزه با پیشرفتهای تکنولوژی و استفاده از مواد مهندسی جدید با سختی بالا نظیر سرامیکها، سوپر آلیاژها و کامپوزیتها و همچنین پاسخ گویی به تقاضای صنایع مختلف برای افزایش کیفیت و بازده ی فرایندها به طور همزمان، فرایندهای تلفیقی از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته اند. برای بهبود عملکرد فرایند پرداخت کاری سایشی مغناطیسی (maf) در قطعاتی با سختی بالا از روش هایی همچون افزودن الکترولیت در محیط ماشین کاری که پرداخت کاری سایشی مغناطیسی الکترولیتی (emaf) نام گرفت، استفاده شده است . با این حال، مشکلاتی همچون سمی بودن الکترولیت، خطرساز بودن آن برای محیط زیست در دوران گرم شدن زمین و همچنین محدودیت در انتخاب قطعه کار غیر رسانای الکتریکی در فرایند emaf وجود دارد. بنابراین، پرداخت کاری سایشی مغناطیسی به کمک امواج مافوق صوت (uamaf) به منظور افزایش عملکرد فرایند maf مانند بهبود کیفیت سطح و کاهش زمان پرداخت کاری بدون محدودیت های ذکر شده توسط محققان معرفی گردید . هدف از این پژوهش بررسی پارامترهای موثر در فرآیند uamaf شامل توان نوسانات التراسونیک، سرعت دورانی ابزار، فاصله بین ابزار و قطعه کار و وزن ذرات ساینده مغناطیسی و تعیین اثرات آن بر روی تغییرات صافی سطح و مقایسه با فرایند maf می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که اعمال نوسانات التراسونیک به قطعه کار در فرآیند uamaf در هر سطح از توان باعث کاهش زبری سطح قطعه کار نسبت به فرآیند maf می گردد. با افزایش پارامترهای توان التراسونیک و وزن پودر ساینده مغناطیسی زبری سطح نمونه ها کاهش یافته است. همچنین فاصله بین ابزار و قطعه کار و سرعت دورانی ابزار دارای یک مقدار بهینه می باشد. پارامترهای وزن پودر ساینده مغناطیسی، فاصله بین ابزار و قطعه کار، توان التراسونیک و سرعت دورانی ابزار به ترتیب دارای بیشترین تأثیر بر صافی سطح حاصل از فرآیند uamaf بوده است و پارامترهای بهینه بدست آمده از تحلیل سیگنال به نویز در روش طراحی آزمایش ها با رویکرد تاگوچی عبارتند از: وزن ذرات ساینده مغناطیسی 7gr، فاصله بین ابزار و قطعه کار 1.5mm، سرعت دورانی 1000rpm و توان التراسونیک 80 الی 100 درصد.

چکیده ندارد.

فناوری انتقال ذرات ریز با نرخ انتقال کنترل شده، دقت موقعیت دهی بالا و دیگر شرایط مورد نظر، از جمله نیازهای صنایع امروز جهان است. روش های متداول امروزی مانند روش های پنوماتیکی فاقد ویژگی های لازم برای این هدف است. در این رساله یک روش برای جابجایی پودر بر اساس میدان های الکتریکی در حال تغییر ارائه شده، که می تواند جایگزین جدید و مناسب برای بعضی از روش های مرسوم باشد. در این روش یک یا مجموعه ای از ذرات توسط بارهای الکترو استاتیکی باردار شده و به حرکت در می آیند. انعطاف پذیری بالا و توانایی انطباق با انواع محیط ها از مزایای این روش بوده و این امکان را بوجود می آورد که به عنوان یک مرحله برای مراحل بعدی اتوماسیون به کار گرفته شود. سیستم انتقال شامل یک پانل الکتریکی است که دارای الکترودهای موازی است. با اعمال ولتاژهای چند صد ولت سه فاز به الکترودها، ذرات قرار گرفته بر روی سطح پانل به شکل هدایت شده ای باردار شده و مشابه حرکت بر روی یک نقاله مجازی به حرکت در می آیند. هدف این رساله شناخت بیشتر این محرکه، ارائه مدلی برای رفتار دینامیکی آن و همچنین بررسی پارامترهای موثر بر سرعت ذرات به عنوان یکی از مهم ترین مشخصه های این نقاله جهت استفاده در طراحی این نقاله جدید است. در این پژوهش، مفهوم فیزیکی امواج درحال گذر تشریح شده و به دلیل اهمیت سرعت ذرات در کاربری های مختلف، پارامترهای موثر بر سرعت ذرات به روش تجربی و آماری بررسی شده است. در این قسمت از رساله سرعت خطی ذرات تحت شرایط تعریف شده در طراحی آزمایشات بوسیله یک دوربین دیجیتال ثبت و اندازه گیری شد. نتایج تحلیل آماری نشان دادند که پارامترهای فرکانس، فاصله بین الکترودها، عرض الکترودها و شکل سیگنال اعمالی به الکترودها و تعاملات دوتایی آنها تاثیر معنا داری بر سرعت خطی ذرات دارند. همچنین با انتخاب سیگنال مربعی بجای سیگنال سینوسی میانگین سرعت خطی ذرات %10 افزایش پیدا میکند. در ادامه رساله پاسخ فرکانسی این محرکه با استفاده از یک اسیلوسکوپ حافظه دار استخراج گردید و تابع انتقال سیستم از روش شناسایی سیستم (system identification) بدست آمد و سپس مدل سیستم محرک الکترواستاتیکی که یک مدل rlc است به روش معکوس (inverse) بدست آمده و رفتار دینامیکی وتوان مصرفی آن مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که این نقاله هیچ قطعه متحرک مکانیکی ندارد، و نیروهای میدان الکتریکی مستقیما بر ذرات اعمال می شوند، انرژی مصرفی دستگاه به شکل چشمگیری کاهش یافته است. این روش انتقال ذرات می تواند در کاربری های دیگری مثل سیستم های تغذیه (feeder ) و انتقال ذرات ریز در سیستم های میکرو الکترومکانیکی استفاده شود.