در سال های اخیر فرآیند هیدروفرمینگ لوله برای کم کردن وزن و افزایش استحکام قطعات، مورد توجه صنایع خودروسازی و دیگر صنایع قرار گرفته است. در این فرآیند، لوله تحت فشار داخلی سیال منبسط می شود و همزمان از یک یا دو سمت در معرض بار محوری قرار می گیرد تا ماده به ناحیه تغییر شکل لوله تغذیه شود. در صورت اعمال نامناسب فشار بر حسب تغذیه محوری، امکان بروز عیوبی مانند پارگی یا چروکیدگی در لوله وجود دارد. بطور کلی، پر کردن حفره قالب یکی از پیچیدگی های روش های شکل دهی فلزات و از آن جمله روش هیدروفرمینگ است و موضوعی است که حداکثر فشار داخلی را تحت تاثیر قرار می دهد. اگر فشار داخلی قبل از پر شدن گوشه های قالب، به یک حد بحرانی برسد آنگاه برای پر شدن گوشه، به فشار بیشتری نیاز خواهد بود. این امر باعث پارگی در قطعات خواهد شد. از سوی دیگر، بسته به پارامترهای فرآیند، به مسیرهای فشار مختلفی نیاز است تا قطعات به طور مطلوب تولید شوند. در این پایان نامه، فرآیندهای هیدروفرمینگ لوله های کنگره ای در قالب های بسته و باز، با روش های اجزای محدود و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته و چگونگی پر شدن قالب بررسی شده است. سپس، نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و درستی نتایج حاصل از روش های اجزای محدود و تحلیلی نشان داده شده است. بعلاوه، اثر تعداد کنگره ها بر نیروی شکل دهی و اثر فاصله صفحات قالب بر شکل گیری لوله های کنگره ای در قالب باز بررسی شده است. همچنین، پنجره مناسب شکل دهی برای لوله های کنگره ای در قالب باز ارایه شده است. در ادامه، با بهره گیری از نحوه پر شدن لوله های کنگره ای، قالب جدیدی برای بهبود پر شدگی لوله های پله ای ارایه شده و این سازوکار قالب جدید برای لوله های پله ای استوانه ای و مخروطی با روش های اجزای محدود و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس، پر شدگی لوله های پله ای جعبه ای شکل در قالب جدید با روش آزمایشگاهی بررسی شده است. همچنین، علت بهبود پر شدگی قطعه در قالب جدید لوله های پله ای استوانه ای نسبت به قالب های متداول بررسی شده و نشان داده شده است که به دلیل کاهش ناحیه های اصطکاکی، جریان ماده در قالب جدید نسبت به قالب های متداول بهتر شده و توزیع تنش در ناحیه گوشه قالب در قالب جدید نسبت به قالب های متداول کاهش یافته است. بنابراین، نتیجه گرفته شده است که در قالب جدید می توان حفره قالب را بطور کامل پر کرده و به محصولی با گوشه های کاملاً تیز رسید. پیچیده نبودن سازوکار قالب، مسیر ساده فشار، پایین بودن فشار شکل دهی و کمتر شدن کاهش ضخامت لوله از دیگر مزایای روش ارایه شده می باشد. هم چنین، در این پایان نامه، مواردی مانند مقایسه توزیع ضخامت لوله های پله ای استوانه ای در قالب های جدید و متداول، اثر مسیر فشار بر هندسه و توزیع ضخامت محصول در قالب جدید لوله های پله ای استوانه ای، اثر قطر قالب و ضخامت لوله بر پر شدگی گوشه قالب جدید لوله های پله ای استوانه ای، اثر مسیر فشار بر هندسه محصول در قالب جدید لوله های پله ای مخروطی، توزیع ضخامت لوله های پله ای مخروطی و اثر طول ناحیه انبساط لوله پله ای جعبه ای شکل بر میزان پر شدگی در قالب جدید بررسی شده است.

قطعات لوله ای نظیر لوله های پله ای جعبه ای شکل، عمدتاً از طریق فرآیند هیدروفرمینگ لوله تولید می شوند. ایجاد گوشه های تیز در هیدروفرمینگ لولهها بسیار مشکل و یا حتی غیر ممکن است. در شکل دهی این قطعات، پرشدن کامل حفره های قالب و ایجاد گوشه های تیز، مستلزم بالا بردن فشار است که این امر باعث نازک شدگی موضعی و پاره شدن گوشه های لوله می گردد. بنابراین گوشه های قطعات در مقایسه با دیگر قسمت ها، عموماً دارای ضخامت کمتری هستند. در این پژوهش به منظور بهبود پرشدن گوشه های قالب قطعات پله ای جعبه ای شکل، قالب جدیدی ارائه شده است. مجموعه قالب پیشنهادی، در مقایسه با قالب های معمول هیدروفرمینگ لوله، دارای دو بوش اضافی است. مراحل شکل دهی لوله در مجموعه قالب جدید بدین ترتیب است که ابتدا لوله درون قالب قرار داده می شود و پس از پرشدن به وسیله روغن، با استفاده از دو سنبه از دو طرف آب بندی می گردد. سپس با افزایش فشار داخلی، لوله بالج شده و با دیواره های ثابت قالب تماس پیدا می کند. در ادامه، بوش های بالایی و پایینی حرکت داده می شوند تا حفره قالب به طور کامل پر شود. فرآیند شکل دهی در این قالب شامل مراحل بالجینگ(پیش فرم) و شکل دهی نهایی(کالیبراسیون) است. نتایج به دست آمده حاکی از این بود که با استفاده از مجموعه قالب جدید، می توان قطعاتی با گوشه های تیزتر و توزیع ضخامت یکنواخت تر، در مقایسه با قالب های معمول تولید نمود. همچنین در این پژوهش، قالب پیشنهادی شبیه سازی شده و پرشدن حفره قالب مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی فرآیند از نرم افزار اجزای محدود abaqus 6.8 استفاده شده است. قالب جدید پس از طراحی ساخته شده و تعدادی آزمایش بر روی آن انجام گرفته است که نتایج آزمایش ها با نتایج شبیه سازی مطابقت خوبی داشته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در مقایسه با تحقیقات پیشین، قالب هیدروفرمینگ جدید، باعث بهبود پرشدن گوشه های قالب لوله های پله ای جعبه ای شکل می گردد. عدم پیچیدگی قالب و فشار شکل دهی نسبتاً پایین از دیگر مزایای این قالب است. همچنین توزیع ضخامت در قطعات نیز با کمک شبیه سازی اجزا ی محدود و آزمایش تجربی مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که با استفاده مجموعه قالب جدید می توان به توزیع ضخامت نسبتاً یکنواختی در قطعات دست یافت.

امروزه کاربرد وسیع ورق های فلزی در صنایع مختلف سبب شده است تا فرآیندهای شکل دهی ورق بهینه سازی شوند. یکی از مهم ترین فرآیندهای شکل دهی ورق، کششعمیق می باشد که به طور وسیعی در تغییر شکل ورق های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در طی دو دهه اخیر فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به فرآیند کشش عمیق سنتی دارد، مورد توجه محققان و صنعتگران قرارگرفته است. فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ، فرآیندی است که در آن از سیال برای بهینه سازی فرآیند کشش عمیق سنتی استفاده می شود. از مزایای این فرآیند نسبت به کشش عمیق سنتی، می توان به شکل دهی قطعات پیچیده تر، افزایش نسبت کشش و کاهش تغییرات ضخامت قطعه اشاره کرد. در این پایان نامه یک قالب جدید هیدروفرمینگ ورق برای شکل دهی قطعات فلنج دار ارایه شده است که در آن از یک صفحه پلی یورتان برای تنظیم نیروی ورقگیر استفاده شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف در قالب جدید مانند جنس و ضخامت صفحه پلی یورتان، مسیر فشار شکل دهی و اثر پلی یورتان بر فشار شکل دهی و نسبت کشش مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی ها به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی جهت تولید یک قطعه استوانه ای از ورق st-14 و به ضخامت mm 1 انجام شده است. همچنین شکل دهی یک قطعه استوانه ای در قالب جدید بصورت تحلیلی نیز مورد بررسی قرار گرفته که در آن بیشترین فشار قابل اعمال برای تولید یک قطعه سالم و بدون پارگی (فشار پارگی) به دست آورده شد و نتایج آن با نتایج شبیه سازی و تجربی مقایسه گردید. در این پژوهش از دو صفحه پلی یورتان با سختی های shore-a (sa) 80 و shore-a 65 و با ضخامت های 10، 20 و 30 میلیمتر استفاده شده است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی مشخص شد که برای تولید قطعات سالم و بدون عیب با استفاده از پلی یورتان sa 65، به فشار بالاتری (تقریبا" 20%) نسبت به پلی یورتان sa 80 نیاز می باشد و توزیع ضخامت قطعات تولید شده با پلی یورتان sa 65 نسبت به قطعات تولید شده با پلی یورتان sa 80 مطلوب تر می باشد (تقریبا" 4%). همچنین مشاهده گردید که با استفاده از پلی یورتان sa80 می توان حداکثر به نسبت کشش 25/2 دست یافت، در حالی که با استفاده از پلی یورتان sa 65 قطعاتی با نسبت کشش 31/2 نیز تولید شدند. در ادامه بررسی ها پنجره شکل دهی برای یک نسبت کشش خاص و با استفاده از دو پلی یورتان با سختی متفاوت به دست آورده شدند و ناحیه مناسب شکل دهی برای هر دو پلی یورتان مشخص گردید. همچنین این نتیجه گیری حاصل شد که با افزایش ضخامت پلی یورتان، فشار لازم برای حذف چروک و همچنین فشار پارگی افزایش می یابد. برای بررسی بهتر عملکرد قالب ارایه شده، شکل دهی یک قطعه استوانه ای با استفاده از قالب جدید و قالب کشش عمیق هیدرومکانیکی انجام شد و در آنها فشار شکل دهی، توزیع ضخامت و نیروی شکل دهی در این دو روش مقایسه گردید. در پایان شکل دهی یک قطعه صنعتی پیچیده با دو روش هیدرومکانیکی و قالب جدید با یکدیگر مقایسه شد. همچنین با استفاده از روش آنالیز حساسیت شکل اولیه ورق برای این قطعه صنعتی به دست آورده شد.

فرآیند هیدروفرمینگ یکی از روش های شکل دهی با استفاده از سیال بعنوان محیط انعطاف پذیر است که برای شکل دهی قطعات متنوع توخالی مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروفرمینگ ورق فرآیندی است که در آن سیال تحت فشار جایگزین قالب می شود. این تکنولوژی دارای مزایای فراوانی چون نسبت کشش و دقت ابعادی بالا، صافی سطح مناسب و قابلیت شکل دهی قطعات پیچیده می باشد. در این پژوهش با استفاده از روش شبیه سازی اجزای محدود توسط نرم افزارabaqus و آزمایشات تجربی،اثر تغییرات زاویه ناحیه مخروطی مورد مطالعه قرار گرفت. این عامل از مهمترین پارامترهای هندسی در فرآیند هیدروفرمینگ قطعات مخروطی به شمار می رود. تاثیر زاویه مخروطی بر پارگی، گلویی شدن و حداقل مقدار ضخامت قطعات مخروطی از ورق مسی خالص (cu %9/99) با ضخامت mm5/2 بررسی شد. سپس تأثیر تغییرات زاویه مخروطی بر نسبت کشش بررسی و نسبت کشش حدی (ldr) در زوایای مخروطی مختلف تعیین گردید. جهت بررسی تاثیر تغییرات زاویه مخروطی بر کیفیت قطعات شکل داده شده، مسیرهای فشار با سطوح فشار نهایی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش زاویه ناحیه مخروطی سبب کاهش سطح فشار کمینه شکل دهی می گردد به طوری که در قطعه مخروطی 75 درجه، فشار کمینه شکل دهی به صفر می رسد. همچنین مشاهده شد که کمترین نسبت کشش حدی 2/3 و مربوط به قطعه مخروطی 30 درجه می باشد و با افزایش زاویه مخروطی نسبت کشش حدی افزایش یافته و در قطعه مخروطی 90 درجه به بیشترین مقدار خود یعنی 3/5 می رسد و سپس با یک کاهش بسیار جزیی بصورت افقی باقی می ماند. هماهنگی قابل قبولی بین نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج تجربی دیده شد به طوری که نتایج تجربی به دست آمده صحت نتایج شبیه سازی را تایید می کند.

در این پایان نامه جریان جت خروجی از نازل در فرآیند پوشش دهی سطح بصورت سه بعدی در شرایط جریان قابل تراکم مافوق صوت و ماوراء صوت ، با استفاده از روش حجم محدود بصورت عددی شبیه سازی گردید. در این بررسی ذرات در ابعاد 100-2 تحت شرایط متفاوت، نسبت فشار ( ) 50-800، نسبت طول ( ) 1-50 برای نازل با قطرهای نازل 23/0 و 27/0 و 45/0 میلیمتر و همچنین نازل دو مسیره مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت بررسی نانو ذرات در نرم افزار تجاری فلوئنت از توابع تعریف شده توسط کاربر استفاده گردید. حل میدان جریان و دما با استفاده از معادلات ناویر- استوکس و انرژی، و حرکت ذره با استفاده از معادلات لاگرانژی انجام شده است. با انتخاب ضریب تصحیح کانینگهام و متوسط مسیر آزاد دقیق سیال در شبیه سازی نانو ذرات، راندمان جمع آوری اصلاح گردید. با تعریف پارامتر سایز انقطاع ذره، از بکار بردن فشارهای بیشتر برای یک ذره با قطر مشخص اجتناب گردید. با استفاده از نازل دوم، فشار برخورد و فاصله موج قوسی از صفحه افزایش یافته و دیگر حباب ساکن در نسبت طولهای زیاد در جریان دیده نمی شود. برای نانو ذره با قطر معین، راندمان جمع آوری افزایش یافته و حداکثر راندمان در قطر کوچکتر اتفاق می-افتد.

هیدروفرمینگ ورق یکی از فرآیندهای جدیدی است که در آن از سیال پر فشار به عنوان واسطه شکل دهی استفاده می گردد. در مقایسه با فرآیندهای شکل دهی سنتی، هیدروفرمینگ ورق از مزایای زیادی همچون بهبود شکل پذیری (نسبت کشش بالا)، کیفیت سطحی بهتر، دقت ابعادی بالا و قابلیت شکل دهی قطعات پیچیده برخوردار است. در این پژوهش، شکل دهی قطعات نیم کروی با بدنه استوانه ای در فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزای محدود abaqus برای شبیه سازی فرآیند شکل دهی مورد استفاده قرار گرفت. برای انجام مطالعات تجربی گرده هایی به قطر mm 80 از ورق هایی با جنس های مس خالص و آلیاژ آلومینیومی al6063 در دو حالت عملیلت حرارتی al6063-t4 و al6063-o آماده سازی گردیده و بدین ترتیب شکل دهی قطعات نیم کروی- استوانه ای از جنس های مختلف و تحت اعمال مسیرهای فشار مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. مشاهده شد که مسیر فشار اعمالی تاثیر بالایی در شکل دهی یک قطعه سالم دارد، بطوریکه با اعمال مسیرهای فشار با فشار بیشینه پایین، عیوب پارگی و چروکیدگی در نمونه های شکل داده شده مشاهده گردید. شکل دهی قطعات سالم و با دقت ابعادی مناسب با استفاده از مسیرهای فشار با فشار نهایی بالاتر امکان پذیر می باشد. نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات تجربی نشان دادند که افزایش فشار نهایی تا یک مقدار مشخصی منجر به بهبود و یکنواخت شدن توزیع ضخامت قطعات شکل داده شده می گردد. اعمال فشار بالاتر از یک مقدار مشخص، تاثیری در بهبود ضخامت نداشته و حتی می تواند باعث تشدید کاهش ضخامت نمونه های شکل داده شده گردد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی اجزای محدود نشان داد که اعمال فشار پیش بشکه ای تاثیر چندانی در بهبود توزیع ضخامت قطعات نیم کروی- استوانه ای ندارد. مطابقت قابل قبولی مابین نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی وجود داشته است. بنابراین شبیه سازی اجزای محدود می تواند به عنوان یک روش مناسب برای تحلیل این فرآیند مورد استفاده قرار گیرد.

در سال های اخیر از فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید برای بهبود ریزساختار و خواص مکانیکی مواد فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. از مهم ترین کاربردهای این فرآیندها بهبود خواص ابرمومسانی آلیاژها است. فرآیند موج دار کردن و صاف کردن پیاپی یکی از این فرآیندها است که برای کنترل ریزساختار و خواص مکانیکی ورق های فلزی مورد توجه محققان است. در این پژوهش اثر متغیرهای فرآیند موج دار کردن و صاف کردن پیاپی بر مشخصه های ریزساختاری، خواص مکانیکی و خاصیت ابرمومسانی ورق آلیاژ آلومینیم 5083 تجاری مورد بررسی تجربی قرار گرفت. برای این منظور از روش تاگوچی (27l) استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی شامل دما و زمان آنیل اولیه، دما و زمان آنیل میانی و چرخش نمونه ها در بین هر مرحله از فرآیند می باشند. در هر مرحله از فرآیند تغییرات سختی و اندازه دانه به وسیله دستگاه سختی سنج ویکرز و میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین برای بررسی خاصیت ابرمومسانی آلیاژ، شاخص توان حساسیت به نرخ کرنش (m) اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از آنیل اولیه و میانی در محدوده دمایی °c450-400 به مدت 10 الی 20 دقیقه منجر به ایجاد کوچکترین اندازه دانه می شود. همچنین چرخش نمونه ها به میزان °90 در بین هر مرحله از فرآیند باعث یکنواختی ساختار و خواص مکانیکی می شود. با استفاده از این فرآیند ریزساختاری با اندازه دانه در حدود µm10 بدست آمده است که ناشی از برش خوردن دانه ها تحت زوایای 45 درجه می باشد.

شکل دهی قطعات مخروطی موضوع دشوار و پیچیده ای در فرآیندهای شکل دهی ورقی محسوب می شود. این گونه قطعات توسط فرآیندهای مختلفی در صنعت تولید می شوند که فرآیند کشش عمیق چند مرحله ای و هیدروفرمینگ دو نمونه از فرآیندهای متداول هستند. از آنجا که قطعات مخروطی در صنایع مختلفی همچون صنایع نظامی و هوا و فضا کاربرد وسیعی دارند، انجام تحقیقات بیشتر بر روی این گونه قطعات و بررسی روشهای مختلف تولید آنها مفید خواهد بود. در این پژوهش شکل دهی قطعات مخروطی- استوانه ای توسط دو فرآیند کشش عمیق سنتی و کشش عمیق هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور قطعات مذکور با استفاده از ورق هایی از جنس مس خالص (9/99 درصد) با ضخامت 5/2 میلی متر شکل داده شده و چگونگی شکل دهی و همچنین تعداد مراحل مورد نیاز برای شکل دهی قطعه مورد مطالعه قرار گرفت. سپس به منظور بررسی و مقایسه فرآیندهای مذکور، منحنی توزیع ضخامت نمونه های نهایی شکل داده شده با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و آزمایشات تجربی به دست آمد. همچنین نیروی مورد نیاز برای شکل دهی نمونه ها در هر دو فرآیند مطالعه گردید تا در نهایت مقایسه فرآیندها در هر کدام از موارد فوق انجام گردد. برای انجام شبیه سازی اجزای محدود از نرم افزار abaqus استفاده گردیده است. نتایج نشان داد که تعداد مراحل مورد نیاز برای شکل دهی نمونه مورد نظر توسط فرآیند کشش عمیق سنتی سه مرحله بود اما در فرآیند هیدروفرمینگ نمونه در یک مرحله به صورت کامل شکل داده شد. همچنین نمونه شکل داده شده توسط فرآیند هیدروفرمینگ از توزیع ضخامت یکنواخت و مناسب تری نسبت به نمونه کشش عمیق سنتی برخوردار بود. حداکثر نیروی مورد نیاز در فرآیند کشش عمیق سنتیkn 60 بود در حالی که در فرآیند هیدروفرمینگ حداکثر نیروی مورد نیاز kn 140 اندازه گیری شد. هماهنگی قابل قبولی بین نتایج حاصل از شبیه سازی و نتایج تجربی دیده شد.

در سال های اخیر، ایجاد پوشش های زیست فعال بر روی زیرلایه های فلزی به دلیل خواص مکانیکی و زیستی مناسب مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش پوشش شیشه-سرامیک پایه کلسیم-فسفاتی با مقادیر مختلف زیرکونیم نیمه پایدار شده به عنوان افزودنی، بر روی فولاد زنگ نزن l316 به منظور بهبود خواص زیستی و سطحی به روش سل-ژل اعمال شده است. هنگامیکه شیشه تولید شده در دمای °c700 تحت عملیات حرارتی قرارگرفت، شیشه به صورت جزئی کریستالیزه شده و هیدروکسی آپاتیت رشد کرده است، که این می تواند در زیست فعالی شیشه-سرامیک تولید شده موثر باشد. با افزایش مقدار زیرکونیم نیمه پایدار شده، مقدار فاز کریستالی افزایش پیدا کرده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مقدار افزودنی تا 4 درصد وزنی نانوسیم هایی بر روی زیرلایه فولادی شکل گرفته اند. با افزایش بیشتر مقدار زیرکونیم نیمه پایدار شده به 6 درصد وزنی، مورفولوژی سطح تغییر کرده و نانوصفحه ها تشکیل شده اند. با استفاده از نتایج بدست آمده مدلی بر اساس نفوذ سطحی و سد انرژی برای ایجاد ساختارهای نانو ایجاد شده، ارائه گردیده و مشخص شده است که نفوذ اتمی نقش مهمی در شکل نانوساختار ایجاد شده بازی می کند. همچنین با افزایش مقدار زیرکونیم میکرو سختی از حدود 3000 مگاپاسکال در نمونه بدون افزودنی به 5000-4000 مگاپاسکال در پوشش با افزودنی زیرکونیم افزایش پیدا کرده است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرآیند حالت جامدی است که در سال 9119 توسط موسسه جوش انگلستان ارایه شده است. به دلیل انجام جوشکاری در حالت جامد و همچنین عدم نیاز به ماده پرکننده، سبب شده که خواص مکانیکی ناحیه اتصال با دیگر نواحی تفاوت زیادی نداشته باشد. این فرآیند ابتدا برای اتصال آلیاژ آلومینیم استفاده شده است ولی امروزه کاربرد آن برای اتصال فلزات غیرهمجنس زیاد شده است. در این پژوهش اتصال دو فلز غیرهمجنس آلیاژ آلومینیم 505 به فولاد آستنیتی زنگنزن 453 مورد مطالعه قرار گرفته است. اتصال این دو فلز به دلیل کاهش در وزن قطعات سبب افزایش بازدهی ماشین آلات تولیدی میشود و میتواند کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع داشته باشد. روشهای متداول ذوبی برای اتصال این دو فلز به دلیل خواص متفاوت حرارتی کاربرد ندارد. اتصال بدست آمده به دلیل ایجاد ساختارهای بینفلزی، از خواص مکانیکی مطلوبی برخوردار نیست. از این رو از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال این دو فلز غیرهمجنس استفاده شده است. در این پژوهش برای رسیدن به اتصال قابل قبول، 3 پارامتر مهم در این فرآیند مورد بررسی قرار گرفت 9. افست ابزار 2 . . سرعت خطی ابزار 4. سرعت دورانی 3 شکل پین ابزار. نتایج بدست آمده نشان میدهد که با کاهش سرعت دورانی و افزایش سرعت خطی مقدار استحکام نهایی اتصال افزایش و مقدار سختی کاهش یافته است. با افزایش افست عیوب موجود در ناحیه جوش کاهش یافته است. ابزار مخروطی نتایج بهتری از نظر استحکام جوش و پراکندگی ذرات فولاد نسبت به سایر ابزارها دارد. در انتها تاثیر آنیل بر روی یکی از نمونهها بررسی شده است و نشان داده شد که آنیل کردن باعث افزایش مقدار ازدیاد طول ناحیه اتصال شده است.

فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد شامل ریخته گری آلیاژ فلزی در حالت نیمه جامد برای تولید قطعه یا تولید شمش مناسب برای آهنگری می باشد. با توجه به مزایای فرآیندهای شکل دهی در حالت نیمه جامد، محققان همواره به دنبال بهینه سازی این فرآیندها بوده اند. شمش های مورد استفاده در فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد باید دارای ذرات ریز و کروی فاز اولیه جامد باشند. یکی از روش های تولید این گونه شمش ها روش سطح شیب دار خنک شونده است که روشی نسبتاً ساده، ارزان و با سرعت بالا می باشد. به علت تعدد پارامترهای تاثیرگذار بر ریزساختار در فرآیند شکل دهی نیمه جامد به روش سطح شیب دار از جمله دمای بارریزی، زاویه و طول سطح و نیز اثر متقابل آنها بر روی هم تحلیل این فرآیند مشکل است. از این رو شبیه سازی فرآیند ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش فرآیند سطح شیب دار با نرم افزار flow-3d شبیه سازی می شود و با بررسی تاثیر پارامترهای دمای بارریزی، زاویه و طول سطح بر زمان حضور دوغاب روی سطح (tr)، کسر جامد دوغاب خروجی، نرخ برش و انرژی تلاطم نحوه تاثیر پارامترهای مذکور بر ریزساختار تحلیل می شود. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه سازی نشان می دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، نرخ برش و انرژی تلاطم باید تا حد امکان بالا باشد، در حالی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد می باشد. شبیه سازی نشان می دهد با پله دار کردن سطح شیب دار می توان به ریزساختار با ذرات فاز اولیه ? با قطر متوسط کوچکتر و کرویت بیشتر دست یافت. با انجام شبیه سازی سطح شیب دار پله دار با مقادیر مختلف پارامترهای دمای بارریزی، زاویه و طول سطح مشخص شد که بهترین ریزساختار در زاویه سطح 60 درجه و با دمای بارریزی c °650 یا c °680 و با طول سطح mm500 یا mm600 به دست می آید. بررسی نتایج حاصل از آزمایشات تجربی در این چهار حالت نشان می دهد بهترین ریزساختار با دمای بارریزی c °680 و با طول سطح mm500 به دست می آید. در این حالت اندازه دانه mµ 71 و فاکتور شکل 79/0 می باشد که بهتر از حالت بهینه سطح شیب دار بدون پله است.

دشواری ایجاد جوش های استحکام بالا و مقاوم به شکست و خستگی در آلیاژهای آلومینیم، باعث کاهش استفاده گسترده از روشهای جوشکاری ذوبی جهت اتصال دهی این آلیاژها در کاربردهای مختلف شده است. همچنین افت خواص مکانیکی منطقه جوش در مقایسه با فلز پایه بعد از اتمام فرآیند باعث شده است که اتصال دهی آلیاژهای آلومینیم توسط روش های متداول جوشکاری چندان مورد توجه نباشد. به همین منظور استفاده از جوشکاری های حالت جامد به ویژه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اتصال دهی آلیاژهای آلومینیم به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی از یک ابزار غیر مصرفی با هندسه خاص متشکل از دو قسمت پین و شانه استفاده می شود که ابزار با سرعت دورانی مشخص وارد شکاف ناحیه اتصال شده و با پیشروی در طول شکاف اتصال، دو قطعه را به یکدیگر جوش می دهد. از مزایای این روش نسبت به روش های متداول جوشکاری، عدم وجود عیوب ناشی از ذوب و انجماد موضعی، برخورداری از راندمان انرژی بالا، میزان آلاینده ها و آلودگی زیست محیطی پایین و عدم استفاده از ماده پرکننده می باشد. از پارامترهای مختلفی که در حصول یک جوش سالم و بدون عیب در روش اصطکاکی اغتشاشی موثرند می توان به هندسه و جنس ابزار، سرعت دورانی، سرعت پیشروی و زاویه انحراف ابزار اشاره کرد. در تحقیق حاضر، عملیات اتصال دهی ورق های آلومینیم 5050 نورد سرد شده به روش اصطکاکی اغتشاشی خشک و زیرآب انجام شد. سپس تاثیر پارامترهای ابزار شامل جنس و هندسه ابزار و پارامترهای جوشکاری شامل سرعت دورانی، سرعت پیشروی و تعداد پاس های فرآیند بر تغییرات ریزساختاری، رفتار کششی و سختی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که هندسه و خواص فیزیکی ابزار مانند ضریب اصطکاک و ضریب هدایت حرارتی تاثیر مستقیمی روی حرارت ورودی و حرارت جذب شده از ناحیه جوش داشته و به نوبه خود بر استحکام وکیفیت جوش اثر خواهد داشت بطوریکه بهترین خواص مکانیکی با ابزار hss مجهز به پین مثلثی به دست آمد. نمونههای جوشکاری شده به روش ufsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی زیر آب) از استحکام و سختی بالاتری نسبت به fsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی) برخوردار بوده، بطوریکه درصد ازدیاد طول نمونه جوشکاری شده در زیرآب حدود 5/1 برابر حالت جوشکاری خشک بوده و نواحی haz و tmaz در این روش دارای سختی بیشتری نسبت به جوشکاری fsw بوده است.

همزدن مکانیکی یکی از روشهای شکلدهی نیمه جامد است که برای تولید قطعات ریختگی با ساختار کروی از آلیاژها با نقطه ذوب پایین کاربرد وسیعی یافته است. طراحی آزمایشات به عنوان روشی برای بهبود کیفیت و افزایش بهره وری در انجام و تحلیل آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق با استفاده از روش تاگوچی اثرات پارامترهای موثر بر ریزساختار و میزان سختی آلیاژ آلومینیوم a356 که توسط روش همزدن مکانیکی به صورت ثقلی در داخل یک قالب فلزی ریخته گری شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای متغیر مورد بررسی در این تحقیق، میزان نرخ برشی، مدت زمان همزدن، درصد کسر جامد و دمای قالب فلزی در نظر گرفته شده اند. سپس با کمک الگوریتم ژنتیک بر مبنای شبکه عصبی، پارامترهای ذکر شده جهت دستیابی به بهترین ریزساختار از لحاظ اندازه و توزیع ذرات فاز ?-al موجود در آلیاژ نیمه جامد فلزی، بهینه شده اند. شبکه عصبی به عنوان یک ابزار قدرتمند در ارتباط دادن بین متغیر های ورودی و خروجی جهت مدل کردن فرآیند مورد استفاده قرار گرفت. جهت ایجاد شبکه عصبی از نتایج تستهای آزمایشگاهی استفاده شد. این شبکه در مرحله بعد به عنوان تابع هدف در الگوریتم ژنتیک مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت از الگوریتم ژنتیک برای به دست آوردن پارامترهای ورودی بهینه، به منظور دستیابی به بهترین ریزساختار، استفاده گردید. نتایج تطابق خوب بین الگوریتم ژنتیک بر مبنای شبکه عصبی و تست آزمایشگاهی انجام شده با کمک پارامتر های بهینه را نشان می دهد. نتایج حاصل نشان می دهد که شرایط بهینه در این روش با استفاده از الگوریتم ژنتیک، سرعت همزدن 305 دور بر دقیقه، دمای همزدن 606 درجه سانتیگراد، مدت همزدن 10 دقیقه و دمای پیشگرم قالب 120 درجه سانتیگراد می باشد. نتیجه حاصل از انجام تست مربوطه با شرایط بهینه، ریزساختاری با سختی75.9 می باشد.

تنش های پسماند خاصیتی جدایی ناپذیر از پوشش های پاشش حرارتی هستند که بسته به حالت-شان می توانند برای عملکرد و عمر قطعه زیان بار یا مفید باشند. پوشش های کاربید تنگستن کبالت پاشش حرارتی در گستره وسیعی از کاربردها برای مقاومت در برابر شرایط شدید سایشی استفاده می شوند. روش پراش اشعه x یکی از روش های ارزیابی تنش های پسماند در پوشش ها است. روش پراش اشعه x فاصله بین اتمی و کرنش در ماده را اندازه می گیرد و تنش با دانستن مدول یانگ ماده بررسی می شود. در پروژه حاضر، هدف بررسی تنش های پسماند در راستای ضخامت پوشش پاشش حرارتی wc-12co حاصل از فرآیند hvof بود. این تنش ها با استفاده از پراش پرتو x در سطح آزاد پوشش و در راستای ضخامت پوشش در عمق های 50، 150، 230 و 300 میکرومتر بررسی شدند. تنش پسماند در عمق 50 میکرومتر کششی و در سطح آزاد پوشش و در عمق های دیگر فشاری به دست آمد. دیده شد که با نزدیک شدن به فصل مشترک بعد از 50 میکرومتر بزرگی تنش افزایش می یابد که علت آن غالب بودن تنش پینینگ و تنش عدم تطابق حرارتی بر تنش-های کوئنچ است. متوسط تنش پسماند در راستای ضخامت?پوشش برابر mpa 1/157- و فشاری به دست آمد که برای کارکرد قطعه مفید است.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یکی از روش های جوشکاری در حالت جامد است که در سال 1991 توسط موسسه twi در دانشگاه کمبریج انگلستان،اختراع و ثبت شد. در این فرآیند بدلیل دمای پایین در موضع جوش، اتصال حاصل، عاری از عیوبی همچون ترک، اعوجاج و دیگر عیوبی می باشد که می تواند در جوشکاری های ذوبی اتفاق بیافتد. در این پژوهش اتصال آلیاژ آلومینیم 5052 به فولاد زنگ نزن آستنیتی304 مورد بررسی قرار گرفته است. برای دستیابی به اتصال مطلوب از نظر کیفیت ظاهری و خواص مکانیکی، پنج پارامتر اثرگذار در فرآیند شامل، راستای جوشکاری نسبت به جهت نورد، تغییر جهت دوران و به دنبال آن اثرات مرتبط با قرارگیری سمت پیشرو و پسرو در دو سمت ناحیه اتصال، اثرات مرتبط با زاویه انحراف ابزار، همچنین دو پارامتر اصلی فرآیند یعنی سرعت دورانی و سرعت پیشروی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با انجام جوشکاری در جهت نورد خواص مکانیکی از جمله استحکام اتصال بهبود می یابد. همچنین با انجام جوشکاری در جهت دورانی پادساعتگرد، به نحویکه سمت پیشرو در بخش آلومینیم تحت بارگذاری قرارگیرد به دلیل کاهش احتمال تشکیل حفرات در این ناحیه، استحکام بالاتری برای اتصال بدست خواهد آمد. زاویه انحراف ابزار نیز به دلیل تاثیر گذاری بر نیروی فورج و حرارت ورودی به ناحیه اتصال می تواند تاثیر بسزایی بر کیفیت ظاهری، استحکام و ریزساختار اتصال داشته باشد بطوریکه در زاویه انحراف 1 درجه بدلیل عدم نیروی فورج کافی برقراری اتصال امکانپذیر نخواهد بود. در زاویه انحراف 5/1 درجه بالاترین میزان استحکام برای اتصال بدست آمده است و با افزایش زاویه انحراف به 5/2 درجه به دلیل افزایش حجم حفرات در اتصال، استحکام شدیدا کاهش می یابد. افزایش یا کاهش بیش از حد حرارت ورودی که در اثر تغییر سرعت دورانی و سرعت پیشروی اتفاق می افتد می تواند ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال را بشدت تحت تاثیر قرار دهد، بطورکلی براساس آزمایشات انجام شده مشخص شد که بهترین شرایط با سرعت دورانی و پیشروی به ترتیب 1000 دور بر دقیقه و 224 میلیمتر بر دقیقه حاصل شد که به اتصال عاری از هرگونه و با بالاترین میزان استحکام منتج شد.

در این تحقیق به منظور طراحی و هدایت آزمایشات از روش تاگوچی با آرایه l9 استفاده شد. چهار عامل فاصله پاشش، نسبت اکسیژن به سوخت، نرخ تغذیه پودر و سرعت حرکت تفنگ در نظر گرفته شد. دو سیستم hvof با سوخت نفت سفید و سوخت گازی بدین منظور به کار رفت. به منظور ارزیابی سرعت و دمای ذرات در فرآیند hvof از سیستم spraywatch استفاده شد. از ماشینکاری با تخلیه الکتریکی به منظور ایجاد سوراخ و کرنش سنجی و اندازه گیری تنش پسماند مطابق استاندارد astm e837 استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی مورفولوژی پودر و ریزساختار پوشش، از پراش پرتو ایکس به منظور بررسی فازهای پودر و میزان تجزیه کاربیدتنگستن در پوشش و اندازه گیری تنش پسماند استفاده شد. نتایج مطالعه حاضر بیانگر قابلیت روش غیرتماسی سوراخکاری با تخلیه الکتریکی در ارزیابی تنش پسماند در پوشش wc-co است. از اثرگذاری ویکرز به منظور بررسی چقرمگی شکست استفاده شد. تنش پسماند موجود در پوشش co12wc- اعمال شده به روش hvof با سوخت جت به صورت غیر یکنواخت و به جز در عمقی از پوشش که نزدیک به سطح است عمدتاً از نوع فشاری است. همچنین در سیستمhvof با سوخت نفت سفید، تنش فشاری در پوشش بیشتر از زمانی است که از سوخت گازی استفاده می شود. نتایج بررسی های آماری نیز نشان می دهد که فاصله پاشش و نسبت اکسیژن به سوخت بیشترین تأثیر را بر سرعت و دمای ذرات و به تبع آن تنش پسماند و ایجاد فازهای اکسیدی دارد. در سیستم hvof مورد استفاده، پوشش e5 با شرایط فاصله پاشش mm200، نسبت اکسیژن به سوخت 5/3 ، نرخ تغذیه پودر g/min 38 و سرعت حرکت تفنگm/s 1 می تواند بهترین خواص مکانیکی را در پوشش ایجاد نماید.

فرآیند ریخته گری و شکل دهی در حالت نیمه جامد در دهه های اخیر به عنوان یک روش قابل اعتماد و موفق جهت ساخت قطعاتی با خواص مکانیکی بالا و ریزساختاری یکنواخت مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، روش های ریخته گری با استفاده از سطح شیبدار و ریخته گری با استفاده از ارتعاش مکانیکی، از جمله روش های اصلی ریخته گری نیمه جامد به حساب می آیند که به دلیل تکنولوژی ساده و توانایی تولید شمش هایی با ابعاد متفاوت مورد توجه محققین فراوانی قرار گرفته اند. در هر دوی این روش ها جوانه های فاز جامد اولیه ی ?-al به دلیل نیروی برشی اعمال شده (توسط سطح شیبدار یا ارتعاش مکانیکی)، به صورت غیردندریتی رشد خواهند نمود. خصوصیات محصول نهایی از منظر خواص ساختاری و مکانیکی در هر یک از دو روش فوق الذکر به پارامترهای متعددی وابسته بوده که از آن جمله می توان به طول، زاویه و جنس سطح شیبدار در روش ریخته گری با سطح شیبدار و فرکانس و زمان ارتعاش در روش ریخته گری همراه با ارتعاش مکانیکی اشاره نمود. با بررسی مطالعات صورت پذیرفته ی پیشین در زمینه ی ریخته گری نیمه جامد، چنین مشاهده می گردد که این پژوهش ها تنها به بررسی خواص محصول نهایی تولید شده به یکی از دو روش مورد اشاره در بالا تمرکز نموده اند. در این پژوهش، ضمن استفاده ی هم زمان از سطح شیبدار خنک کننده و ارتعاش مکانیکی آلیاژ در حال انجماد، نسبت به بررسی خواص ساختاری و مکانیکی محصول نهایی تولید شده از آلیاژ آلومینیم a356 پرداخته خواهد شد. بدین منظور از اندازه گیری اندازه ی متوسط دانه ها، فاکتور شکل دانه ی ریزساختار، سختی و استحکام فشاری نمونه های ریخته گری شده استفاده گردیده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده این است که محصولات نهایی در این پژوهش، نسبت به محصولات به دست آمده از روش های ریخته گری ثقلی و ریخته گری نیمه جامد با استفاده ی مجزا از سطح شیبدار و ارتعاش مکانیکی،غیردندریتی تر، ریزدانه تر و همگن تر بوده و همچنین فرکانس و زمان مطلوب ارتعاش به ترتیب برابر با 20 هرتز و 3 دقیقه می باشد.

فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد به دلیل امکان دستیابی به قطعات با خواص مکانیکی مطلوب و بدون تخلخل، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. فرآیند تیکسوفورجینگ شامل عملیات آهنگری در محدوده دمایی جامد و مذاب روی شمشی که به یکی از روش های ریخته گری نیمه جامد همانند ریخته گری روی سطح شیبدار تولید شده باشد، می باشد. فرآیند تیکسوفورجینگ به عنوان یک فرآیند نوین برای تولید قطعات در حالت نیمه جامد برشمرده میشود که در چند سال اخیر توسعه گسترده ای پیدا کرده است. این پژوهش به منظور بررسی تاثیر پارامترهایی نظیر دما، زمان نگهداری و سرعت رام پرس هیدرولیک در عملیات گرمایش مجدد بر خواص ریزساختاری و مکانیکی آلیاژ آلومینیوم a356 صورت گرفته است. به همین منظور و در گام نخست، بیلت ها با ساختار غیردندریتی با استفاده از ریخته گری روی سطح شیبدار بدست آمد. در گام بعدی، با هدف تولید یک قطعه با خواص مکانیکی مطلوب و نیروی آهنگری کم، بیلت ها تا ناحیه دو فازی در دمای 580، 590 و 600 درجه سانتیگراد و در مدت زمان های 5، 10 و 15 دقیقه حرارت دیده و سپس تحت عملیات آهنگری قرار گرفتند. عملیات آهنگری با سرعت رام 1 تا 5 میلیمتر بر ثانیه صورت گرفت. در پایان، برای بهبود خواص مکانیکی قطعه تیکسوفورج شده، عملیات حرارتی t6 به عنوان عملیات پایانی طی دو مرحله انجام گرفته است. بررسی خواص مکانیکی با انجام آزمون فشار و سختی سنجی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین خواص مکانیکی با آهنگری بیلت نیمه جامد در دمای 600 درجه سانتیگراد، زمان نگهداری 5 دقیقه و سرعت رام 5 میلیمتر بر ثانیه حاصل شده است. همچنین انجام عملیات حرارتی t6 روی قطعه تیکسوفورج شده سبب بهبود خواص مکانیکی آن شده است.

روش sima با اعمال کرنش در ماده ی اولیه و سپس گرمایش مجدد ساختار کروی حاصل می گردد. در این پژوهش با استفاده از فرآیند sima، اثر پارامتر های موثر بر مورفولوژی، ریزساختار و میزان سختی آلیاژ آلومینیم a360 مورد ارزیابی قرار گرفت. متغیرهای مورد بررسی، میزان تغییر شکل اولیه، دما و زمان نگهداری در محدوده ی نیمه جامد بودند. از آنالیز sem و eds برای بررسی ساختار و شناسایی ترکیبات بین فلزی استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش تغییر شکل اولیه از 15% تا 25% باعث کاهش اندازه ی دانه و افزایش میزان کرویت ذرات شد. اما تغییر شکل بیشتر از 25% اندازه ی دانه را افزایش و میزان کرویت ذرات را کاهش داد. با افزایش زمان نگهداری، متوسط اندازه ی دانه ها افزایش یافت و پس از 35دقیقه به µm125 رسید. همچنین با افزایش دمای نگهداری،میزان کرویت ذرات و اندازه ی سختی ذرات ابتدا افزایش می یابد و در ?c580 به بیش ترین مقدار خود می رسد و سپس مجدداً کاهش می یابد. شرایط مطلوب برای این روش، تغییر شکل 25%، دمای نگهداری c580 و مدت زمان 25دقیقه انتخاب شده است.

در این پژوهش ورق بسیار نازک فولادی زنگ نزن استنیتی 316 به ضخامت 1/0 میلیمتر به دو روش جوشکاری لیزر و پرتو الکترونی به صورت اتصال لبه روی هم(lap joint) جوشکاری شدند. برای انجام این تحقیق از دستگاه جوش لیزر nd:yag پالسی با توان متوسط 400 وات و از دستگاه جوشکاری پرتو الکترونی تحت خلأ بالا با توان متوسط 5/7 کیلووات و ولتاژ حداکثر60 کیلوولت استفاده شده است. درجوشکاری لیزر متغیرهای جریان، عرض پالس و سرعت جوشکاری مورد بررسی قرار گرفتند. سرعت در سه سطح 5، 10 و 15 سانتیمتر بر دقیقه، جریان در سه سطح 110، 130 و 150 آمپر و عرض پالس در سه سطح 2، 5/2 و 3 میلی ثانیه مورد بررسی قرار گرفتند. در جوشکاری پرتو الکترونی جریان پرتو در محدوده 8/0 تا 0/1 میلی آمپر و سرعت جوشکاری در محدوده 55 تا 75 سانتیمتر بر دقیقه بررسی شدند. نمونه های جوشکاری شده از نظر خواص مکانیکی، ابعاد منطقه جوش و ساختار میکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفتند. در فرایند لیزرمشاهده شد که افزایش توان و عرض پالس منجر به افزایش ابعاد منطقه جوش می شود. پارامترهای بهینه برای جوشکاری عبارتند از جریان 130 آمپر عرض پالس 5/2 میلی ثانیه و سرعت 10 سانتیمتر بر دقیقه. در فرایند پرتو الکترونی نیز افزایش جریان پرتو باعث افزایش ابعاد منطقه جوش گردید. پارامترهای بهینه برای جوش پرتو الکترونی عبارت است از ولتاژ 45 کیلوولت، جریان پرتو 0/1 میلی آمپر و سرعت 65 سانتیمتر بر دقیقه. ساختار میکروسکوپی در هر دو روش تقریباٌ به طور کامل استنیتی بدست آمد. استحکام جوشها بالاتر یا در حد فلز پایه حاصل گردید. در نمونه های جوشکاری شده با پرتو الکترون شکست نمونه کشش از فلز پایه اتفاق افتاد و بیشترین مقدار نیرو قبل از شکست 45 کیلوگرم نیرو اندازه گیری شد. سختی فلز جوش در تمامی نمونه ها بالاتر از فلز پایه می باشد.

با توجه به محدودیت¬های فرآیندهای ذوبی اتصال آلیاژ آلومینیوم 2024، در پژوهش حاضر از فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی استفاده شده است. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی فرآیند نوینی جهت اتصال¬دهی آلیاژهای فلزی در حالت جامد می¬باشد که اخیرا به منظور اتصال فلزات غیرآهنی نظیر آلومینیوم، منیزیم و تیتانیوم کاربرد ویژه¬ای پیدا نموده است. در این روش جوشکاری سرعت چرخشی ابزار، سرعت پیشروی ابزار، فشار ابزار، زاویه انحراف ابزار و شکل هندسی پین ابزار تاثیر مهمی روی خواص و کیفیت جوش دارند. در تحقیق حاضر خواص کششی، رفتار شکست و ریزساختار اتصال ورق¬های با ضخامت mm 3 در سرعت¬های چرخشی و پیشروی گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا سعی شد با جوشکاری¬های مقدماتی و تغییر در نسبت پارامترهای سرعت چرخش ابزار و سرعت جوشکاری محدوده پارامترهای لازم برای دستیابی به اتصال جوش مناسب از نظر ظاهری و بدون عیب تونلی معمول بدست آید. سپس تاثیر این متغیرها بر روی خواص مکانیکی اتصالات جوشی حاصل به کمک تست¬های سختی سنجی ، کشش و متالوگرافی بررسی شد. از ابزار با پین استوانه¬ای دارای رزوه و پین استوانه¬ای ساده در این پژوهش استفاده شد. ریزساختار توسط میکروسکوپ¬های نوری و الکترونی روبشی بررسی شد. آزمایش¬های کشش و سختی در عرض اتصال انجام گرفت. نتایج بیانگر آن است که اتصالات جوشی رفتار مکانیکی ضعیف تری نسبت به فلز پایه داشته اند. همچنین با کاهش نسبت سرعت چرخشی به پیشروی ابزار، خواص مکانیکی اتصالات جوشی افزایش و میزان ازدیاد طول کاهش پیدا می¬کند. مشاهدات ریزساختاری و نتایج ریزسختی در سطح فوقانی اتصال¬ها، نشان از ایجاد دانه¬های هم محور ریز و تبلور مجددیافته¬ای در ناحیه مرکزی جوش دارد که به مراتب از دانه¬های فلز پایه ریزتر است. همچنین بیشترین سختی در منطقه جوش در ناحیه nz است که سختی این منطقه حدودا hv 125 است. استحکام کششی نهایی و استحکام تسلیم با افزایش نسبت سرعت بهبود می¬یابد و بهترین ترکیب از این دو خاصیت در مقایسه با فلز پایه، در اتصال با سرعت چرخشی rpm1045 و سرعت پیشروی mm/min 100 با استفاده از ابزار دارای پین استوانه¬ای رزوه¬دار به دست آمد. با بهبود خواص کششی، محل شکست از ناحیه تلاطم جوش ( در نسبت سرعت¬های کمتر )، به ناحیه tmaz در سمت rs (در نسبت سرعت¬های بالاتر)، تغییر می¬کند. کلمات کلیدی: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، هندسه ابزار، سرعت دورانی و سرعت پیشروی

در تحقیق حاضر، عملیات اتصال ورق های آلومینیم 7075 در دو حالت استفاده از سیستم گرمایش گازی برای پیش گرمایش صفحات پیش از انجام جوشکاری و بدون استفاده از آن به روش اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از طراحی آزمایش به شیوه ی ترکیب مرکزی انجام شد و تاثیر پارامترهای جوشکاری نظیر سرعت دورانی، سرعت پیشروی و قطرشانه ابزار روی خواص متالورژیکی، مکانیکی و دمایی اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای پیش بینی مقادیر سختی و استحکام کششی اتصالات رابطه ایی بر حسب پارامترهای مورد بررسی ارائه شد. نتایج به دست آمده نشان داد اکثر نمونههای جوشکاری شده به روش tsw (جوشکاری اغتشاشی حرارتی) از استحکام و سختی بالاتری نسبت به fsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی) برخوردار بوده و عیوب کمتری در منطقه اغتشاش آن ها به وقوع پیوسته است. افزایش بیش از 25% مقادیر استحکام و سختی و کاهش دما در حین جوشکاری در برخی از نمونه ها و گستره بازدهی جوش 66% تا 85% نشان دهنده کارآمدی اعمال پیش گرمایش در بهبود خواص مکانیکی نمونه های جوشکاری شده می باشد.

در تحقیق حاضر، عملیات اتصال ورق های آلومینیم 7075 در دو حالت استفاده از سیستم گرمایش گازی برای پیش گرمایش صفحات پیش از انجام جوشکاری و بدون استفاده از آن به روش اصطکاکی اغتشاشی با استفاده از طراحی آزمایش به شیوه ی ترکیب مرکزی انجام شد و تاثیر پارامترهای جوشکاری نظیر سرعت دورانی، سرعت پیشروی و قطرشانه ابزار روی خواص متالورژیکی، مکانیکی و دمایی اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای پیش بینی مقادیر سختی و استحکام کششی اتصالات رابطه ایی بر حسب پارامترهای مورد بررسی ارائه شد. نتایج به دست آمده نشان داد اکثر نمونههای جوشکاری شده به روش tsw (جوشکاری اغتشاشی حرارتی) از استحکام و سختی بالاتری نسبت به fsw (جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی) برخوردار بوده و عیوب کمتری در منطقه اغتشاش آن ها به وقوع پیوسته است. افزایش بیش از 25% مقادیر استحکام و سختی و کاهش دما در حین جوشکاری در برخی از نمونه ها و گستره بازدهی جوش 66% تا 85% نشان دهنده کارآمدی اعمال پیش گرمایش در بهبود خواص مکانیکی نمونه های جوشکاری شده می باشد.

مزایای استفاده از فرآیندهای نیمه جامد کاهش میزان تخلخل های گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیب دار خنک شونده به منظور تولید شمشال های اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با استفاده از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمه جامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیواره های صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعه ای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیب دار شامل دما، طول و زاویه سطح شیب دار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب می باشند، با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود و از طریق نرم افزار flow-3d بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال می شود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمه جامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیق تر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با استفاده از نرم افزار deform-3d، شبیه سازی هایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مطلوب ترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح ?40 و دمای بارریزی c?625 بدست می آید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانه ها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود hb80 می شود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیب دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر می باشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکل پذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش می یابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه سازی نیز نشان می دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیه سازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمه جامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرم افزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمه جامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمون های آزمایشگاهی نشان می دهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از °c25 به °c450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت تر و ناهمگن در آلیاژ می شود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونه ها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانه ها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان می دهد که اندازه دانه ها برای مدت زمان نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °c600 به میزان 5% و در دمای °c570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش می یابد.

با اطمینان می توان گفت که توسعه مواد، دلیل عمده پیشرفت تکنولوژی و صنعت در کل تاریخ بوده است. در دهه های اخیر تکامل قابل توجهی در تکنولوژی تولید و بکارگیری کامپوزیت ها حاصل شده است. ریخته گری با همزن مکانیکی یکی از روش های تولید در حالت نیمه جامد است که با استفاده از این فرآیند می توان کامپوزیتی با زمینه فلزی از طریق افزودن ذرات به داخل مذاب در حین انجماد تولید کرد. توزیع مناسب و یکنواخت ذرات در داخل مذاب توسط همزدن با یک پره مناسب و کنترل دیگر پارامتر های این فرایند از جمله نحوه تزریق ذرات به داخل مذاب امکان پذیر است. در تحقیق حاضر، آلیاژ ریختگی همزنی a356 به عنوان زمینه و ذرات al2o3 به عنوان تقویت-کننده کامپوزیت مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر عواملی نظیر نحوه تزریق پودر (دستی یا گاز خنثی)، دبی گاز خنثی، عملیات حرارتی ذرات قبل از تزریق و استفاده از ذرات کمکی بر ریزساختار و خواص مکانیکی کامپوزیت مورد بررسی قرار گرفت. به منظور کاهش زمان ریخته گری و همچنین اثرات منفی دمای کاری بالا، پس از رسیدن به دمای 680 درجه سانتی گراد، کاهش دما به همراه تزریق ذرات و همزدن تا دمای دو فازی 610 درجه سانتی گراد صورت پذیرفت. تولید کامپوزیت سالم منوط به توزیع یکنواخت و ترشوندگی مناسب ذرات با زمینه آلومینیمی است. نتایج نشان داد که عواملی چون استفاده از گاز خنثی با دبی 5 لیتر بر دقیقه جهت تزریق ذرات، عملیات حرارتی ذرات آلومینا قبل از تزریق، استفاده از عناصر کمکی چون آلومینیم و مس، موجب کاهش تخلخل، افزایش ترشوندگی و توزیع یکنواخت ذرات در زمینه کامپوزیت شده است. نتایج آزمون های مکانیکی نشان داد که کامپوزیت تقویت شده با ذرات آلومینا/آلومینیم آسیاب شده بهترین تاثیرگذاری را در بهبود خواص مکانیکی نسبت به سایر نمونه ها داشت بطوری که در این حالت مقادیر استحکام فشاری، سختی، انرژی شکست، ضریب اصطکاک و نرخ سایش به ترتیبmpa 1/539، bhn 7/78، joule 2/8، 42/0 و mgr/m 007/0 به دست آمد.

در سال¬های اخیر بین کلیه روش¬های ریخته¬گری، ریخته¬گری نیمه¬جامد به علت هزینه تولید پایین، قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده و همچنین تعدد روش¬های تولید دوغاب مورد نیاز برای فرآیند نیمه¬جامد اهمیت ویژه¬ای یافته است. اعمال ارتعاش مکانیکی و افزودن جوانه¬زا از روش¬های ریز کردن دانه¬های ساختارهای ریخته-گری می¬باشند. لذا استفاده از این دو روش در ریخته¬گری روی سطح شیبدار می¬تواند در ایجاد ساختار با دانه-بندی ریز و با کرویت بالا کمک کند. این پژوهش به منظور بررسی اثر همزمان اعمال ارتعاش مکانیکی و افزودن جوانه¬زا به مذاب آلیاژ آلومینیم 356a در حین ریخته¬گری روی سطح شیبدار انجام گرفت. بدین منظور ابتدا مقایسه¬ای بین ریزساختارهای حاصل از ریخته¬گری ثقلی و ریخته¬گری ثقلی با افزودن جوانه¬زا صورت گرفت. در ادامه ریخته¬گری سطح شیبدار و ریخته¬گری سطح شیبدار با اعمال ارتعاش مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت افزودن مقادیر ثابتی از ترکیبات جوانه¬های al-3tib2 و al-ti در مراحل مختلف ریخته¬گری سطح شیبدار همراه با ارتعاش مکانیکی و بدون اعمال ارتعاش مکانیکی بررسی شد و برای دست-یابی به مقادیر مطلوب این ترکیبات، از هرکدام از ترکیبات جوانه¬زا سه مقدار در روش ریخته¬گری سطح شیبدار با اعمال ارتعاش مکانیکی به مذاب افزوده شد. با بررسی نتایج ریزساختاری و خواص مکانیکی مشخص شد که بهترین ریزساختار از لحاظ یکنواختی، کرویت و ریزدانه¬گی با افزودن مقدار %0/5از al-3tib2¬ و %0/02 al-ti در دمای بارریزی 630 درجه سانتی¬گراد، طول و زاویه سطح شیبدار به ترتیب 50 سانتی¬متر و °55 و با فرکانس ارتعاش مکانیکی hz 30 حاصل شد.

در این تحقیق طراحی و ساخت ابزار جدید با قابلیت ایجاد سرعت چرخشی متفاوت پین و شانه ابزار و در ادامه، بررسی تاثیر پارامتر فرآیند بر اتصالات غیر مشابه fssw با استفاده از ابزار جدید مورد بررسی قرار گرفت. اثر جهت چرخش معکوس ابزار، زمان توقف و طول پین بر استحکام برشی اتصال، هندسه منطقه ی اغتشاش بر روی ورق های آلیاژ آلومینیم 2024 و5052 به ضخامت 2 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. کیفیت ظاهری اتصال، سختی و استحکام برشی اتصال روی هم، ریزساختار و اندازه دانه های محل جوشکاری مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای فرآیند با استفاده از روش تاگوچی و بر اساس آرایه متعامد l27 تاگوچی بهینه سازی شدند. نتایج نشان داد که استفاده از ابزار چرخشی دوگانه معکوس منجر به کاهش مقدار حرارت ورودی و به حداقل رسیدن تغییرات سختی در مناطق مختلف اتصال نسبت به فلز پایه شد. همچنین مشاهده شد که با افزایش سرعت چرخشی ابزار، اندازه دانه در منطقه اغتشاشی به دلیل غالب بودن نرخ تغییر شکل پلاستیک بر افزایش دما، کاهش یافت.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یک فرآیند نوین محسوب می گردد و پارامترهای بسیار زیادی روی آن تاثیر می گذارند. اغلب پارامترهای مربوط به انجام فرآیند قبل از شروع پروسه جوشکاری به صورت آزمون و خطا محاسبه می گردد. این کار با صرف زمان و هزینه همراه می باشد، لذا جنبه مثبت بدست آوردن هندسه مناسب ابزار برای فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی را می توان در کمتر نمودن آزمون و خطای اولیه برای بدست آوردن شرایط پارامترهای فرآیند مناسب جستجو نمود. این روش در صنایع می تواند برای اتصال آلیاژهای پایه ی آلومینیوم که با روشهای معمولی به راحتی جوشکاری نمی شوند به کار رود. این فرآیند، با جابجایی پیچیده مواد و تغییرشکل پلاستیک همراه است. پارامترهای جوشکاری، هندسه ی ابزار و طراحی اتصال بر الگوی سیلان ماده و توزیع دما موثر هستند. در این پژوهش، جهت بدست آوردن خواص مکانیکی مطلوب با در نظر گرفتن متغیر بودن پارامترهای سرعت جوشکاری سعی شد تا با تغییر هندسه ابزار، تاثیر آن را بر نتیجه فرآیند بررسی و در نهایت با تحلیل داده ها هندسه ابزاری را معرفی نمود که بتواند در شرایط مختلف جوشکاری نتیجه خوبی از فرآیند را پیش بینی نماید. نتایج به دست آمده نشان داد که هندسه ابزار تاثیر بسزایی بر نتایج خواص مکانیکی دارد، لذا علاوه بر آنکه با کنترل پارامترهای فرآیند می توان نتیجه مطلوب از انجام پروسه جوشکاری بدست آورد، با در نظر گرفتن پارامترهای یکسان جوشکاری و با انتخاب هندسه مناسب ابزار می توان نتایج قابل قبولی از خواص مکانیکی جوش را بدست آورد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

آلیا‍‍ژهای آلومینیوم در حوزه وسیع صنایع مختلف از جمله صنایع اتومبیل سازی کاربرد فراوانی دارند . با توجه به محدودیت های قطعات آلومینیومی تولید شده با روش ریخته گری و روش فورج، روش ریخته گری نیمه جامد به عنوان یک روش مناسب برای تولید شمش های اولیه با ریز ساختار یکنواخت و خواص مکانیکی بالا مورد توجه قرار گرفته است. روش ریخته گری سطح شیبدار مبتنی بر روشهای حالت نیمه جامد – مایع است که در آن از طریق ریختن مذاب روی سطح شیبدار خنک شونده به منظور ریز وکروی کردن ریز ساختار استفاده می شود. این فرآیند یک روش ساده می باشد که در صورت کنترل پارامترهای مؤثر بر آن می تواند به عنوان روشی ارزان و سریع جهت تولید شمش های اولیه با ساختار غیردندریتی بکار رود. پارامترهای زیادی همانند دمای بارریزی، عوامل سطح شیبدار (طول، زاویه، جنس، سیستم خنک¬کنندگی)، دمای قالب و عملیات گرمایش مجدد روی ریز ساختار و خواص مکانیکی قطعه تولیدی در این روش تاثیر گذارند. در این تحقیق تأثیر عوامل فوق روی ریز ساختار وخواص مکانیکی آلیاژ آلومینیومa360 مورد مطالعه قرار گرفت. بررسیهای ریزساختاری نمونه های متالوگرافی شده حاصل از شرایط مختلف نشان داد که برای یک طول معین با افزایش زاویه سطح شیبدار ساختار کروی تر شده است. همچنین برای یک زاویه مشخص افزایش طول شیب ابتدا باعث کروی تر شدن ساختار شده ولی با افزایش بیشترطول شیب، تاثیرمنفی بر ریزساختار نشان می دهد. نتایج حاصل از بررسی خواص مکانیکی نیز بیانگر روند تغییراتی مشابه با تغییرات مورفولوژی ریز ساختار می باشد. بطوریکه برای زاویه º60 و طول mm400 ریز ساختار گلبولار و یکنواختی حاصل شد که مقدار سختی و استحکام تسلیم نمونه ها در این حالت به ترتیب hb77 و mpa 142اندازه گیری شد که ناشی از بهینه شدن نرخ تنش برشی و زمان اعمال آن می باشد. پس از تهیه نمونه با شرایط مناسب (زاویه º60 و طول شیب mm400)، اثر خنک شوندگی سطح شیبدار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله بیانگر لزوم افزایش دمای بارریزی از cº 610 برای حالت سطح شیبدار بدون استفاده از عامل خنک کننده به cº 630 بهنگام استفاده از سیستم آبگرد در زیر سطح شیبدار می باشد. افزایش شدت سرد کنندگی سطح شیبدار نه تنها موجب ریز تر شدن ذرات جامد غیر دندریتی شده بلکه مقدار سختی را از hb 77 در حالت بدون استفاده از سیستم خنک کننده به hb 79 در حالت استفاده از سیستم آبگرد افزایش یافت. پس از آن اثر دمای قالب و عملیات گرمایش مجدد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که قطعه تهیه شده در قالب فلزی با دمایcº 300 شرایط مطلوب تری از نظر مورفولوژی ریزساختار و مقدار سختی داراست. در مرحله بعدی تعدادی نمونه با شرایط مناسب و دمای قالب cº300 تهیه و سپس در دمای cº580 برای مدت زمان های 5 و10 و15 دقیقه تحت عملیات گرمایش مجدد قرار گرفته و بلافاصله در آب تمیزcº40 کوئنچ شدند. نتایج نشان می دهد که نمونه ای که به مدت 10 دقیقه در دمای cº580 قرار گرفته از نظر توزیع، اندازه و شکل ذرات در شرایط مطلوب تری نسبت به دو نمونه دیگر قرار دارد بطوری که در این حالت مقدار سختی از hb80/6 مربوط به نمونه بدون عملیات حرارتی شده به hb 87/1 افزایش می یابد.

امروزه کاربرد وسیع ورق های فلزی در صنایع سبب بهینه سازی فرآیندهای شکل دهی ورق شده است. یکی از مهم ترین فرآیندهای شکل دهی ورق، کششعمیق می باشد که به طور وسیعی در تغییر شکل ورق های فلزی و تبدیل آن ها به قطعات توخالی به کار می رود. در طی دو دهه اخیر فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ به دلیل مزایایی که نسبت به فرآیند کشش عمیق معمولی دارد، مورد توجه محققان و صنعتگران قرارگرفته است. فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ، فرآیندی است که در آن از سیال برای بهینه سازی فرآیند کشش عمیق معمولی استفاده می شود. از مزایای این فرآیند نسبت به کشش عمیق معمولی، افزایش نسبت کشش و کاهش تغییرات ضخامت قطعه است. در این پایان نامه با اصلاح قالب کشش عمیق هیدروفرمینگ که قبلا در دانشگاه صنعتی بابل ارائه شده به بررسی اثر سختی و ضخامت دیافراگم پلی¬یورتان استفاده شده در این قالب پرداخته شده است. بررسی اثر پارامترهای مختلف این فرآیند، به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی بر روی تولید قطعه¬ای استوانه¬ای از ورق st-14 و به ضخامت mm 1 انجام شده است. در این پژوهش از دو دیافراگم پلی¬یورتانی با سختی¬های shore-a (sa) 80 و shore-a 65 استفاده شده است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی و شبیه سازی مشخص شد که برای تولید قطعات سالم و بدون عیب با استفاده از پلی¬یورتان sa 65، به فشار بالاتری نیاز می¬باشد و توزیع ضخامت قطعات تولید شده با پلی¬یورتان sa 65 نسبت به قطعات تولید شده با پلی¬یورتان sa 80 مطلوب¬تر می¬باشد. با اصلاح قالب ارائه شده و با استفاده از پلی یورتان sa80 قطعاتی با نسبت کشش 25/2 و با استفاده از پلی¬یورتان sa 65 قطعاتی با نسبت کشش 31/2 تولید شدند. این در حالی است که برای ورق st-14 در فرآیند کشش عمیق ساده قابلیت کششی بالاتر از 2 گزارش نشده است. در ادامه پنجره شکل دهی برای یک نسبت کشش خاص و با استفاده از دو پلی یورتان با سختی متفاوت به دست آمد و منطقه مناسب شکل¬دهی برای هر دو پلی¬یورتان مشخص شد. با توجه به بررسی¬های انجام شده در مورد تاثیر ضخامت دیافراگم پلی¬یورتانی بر کمترین فشار لازم برای تولید قطعه بدون عیب، مشخص شد که با افزایش ضخامت دیافراگم، فشار لازم برای حذف چروک و همچنین فشار حد پارگی کاهش می¬یابد.