نام پژوهشگر: بهنام معتکف ایمانی

بهبود عملکرد الگوریتم میان یابی بر روی منحنی های nurbs به کمک منحنی های هدوگراف فیثاغورثی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  امیرمحمد قندهاریون   بهنام معتکف ایمانی

بخش میان یاب در یک ماشین کنترل عددی (cnc) نقاط مرجع را، بر مبنای مسیر مشخص شده برای ابزار و اطلاعات سرعت پیشروی، برای هر دوره ی نمونه برداری سیستم کنترل سروو تولید می کند. با مقایسه ی موقعیت واقعی محورهای ماشین، که توسط انکودرهای روی هر محور تعیین می شوند، با نقاط مرجع تولید شده، کنترل حلقه بسته ی موقعیت و سرعت انجام می شود. کنترل کننده ها در ماشین های cnc امروزی علاوه بر میان یابی متداول خطی و دایروی، امکان میان یابی پارامتری برای منحنی های bezier، b-spline و nurbs را نیز فراهم می کنند. تحقیقات انجام شده نشان می دهد که میان یابی پارامتری باعث کاهش نوسان های سرعت پیشروی، خطای وتری و زمان ماشین کاری در مقایسه با روش تقسیم خطی- دایروی می شود. با این وجود منحنی هایی که در بالا از آن ها نام برده شد از نوع پارامتری شده بر مبنای طول منحنی نیستند. این موضوع باعث می شود که میان یاب های پارامتری این منحنی ها دارای خطای ذاتی باشند. در مقابل، برای منحنی های هدوگراف فیثاغورثی (ph)، یافتن پاسخ تحلیلی برای انتگرال میان یابی امکان پذیر است. بدین ترتیب امکان به دست آوردن میان یاب های بلادرنگ دقیق با قابلیت استفاده برای توابع مختلف سرعت پیشروی برای این منحنی ها وجود دارد. در این تحقیق یک الگوریتم میان یابی پیش نگر بر مبنای ph برای منحنی های nurbs ارائه شده است. این الگوریتم خطاهای هندسی و خطاهای ناشی از میان یابی را به طور همزمان در نظر می گیرد. الگوریتم پیشنهادی از چهار بخش اصلی تشکیل شده است: بخش تشخیص گوشه های تیز، بخش ایجاد منحنی ph، بخش ایجاد پروفیل سرعت و بخش شبیه سازی دینامیکی. بخش تشخیص گوشه های تیز با بررسی منحنی به صورت پیش نگر، گوشه های تیز منحنی را تشخیص می دهد. در این تحقیق، گوشه ی تیز قسمتی از منحنی است که نسبت به سرعت پیشروی حساس است و ناپایداری سرعت پیشروی بر روی آن باعث کاهش دقت دنبال کردن مسیر می شود. در ادامه، منحنی با توجه به گوشه های تیز به قسمت های کوچکتر تقسیم می شود. بخش ایجاد منحنی ph، گوشه های تیز منحنی را با منحنی های ph جایگزین می کند. بخش ایجاد پروفیل سرعت، پروفیل سرعت بر روی هر قسمت از منحنی را با توجه به قیود سینماتیکی ایجاد می کند. وظیفه ی اول این بخش، محاسبه ی سرعت پیشروی بر روی گوشه با توجه به حد خطای وتری و انحنای منحنی است. سپس در این بخش، پروفیل سرعت بر روی هر قسمت از منحنی ایجاد می شود. بخش شبیه سازی دینامیکی با در نظر گرفتن قیود دینامیکی، پروفیل سرعت پیشروی را اصلاح می کند. خطای دنبال کردن مسیر با استفاده از تابع تبدیل حلقه ی بسته ی سیستم کنترل سروو به دست می آید. شبیه سازی عملکرد الگوریتم برای بررسی صحت الگوریتم انجام می شود. آزمایش های انجام شده بر روی میز x-y نشان می دهد که روش پیشنهادی دقت دنبال کردن مسیر را در مقایسه با الگوریتم های تعیین سرعت پیشروی بر مبنای خطای وتری، تعیین سرعت پیشروی بر مبنای انحنا و پیش نگر بر مبنای nurbs که پیش از این ارائه شده اند، به طور واضح افزایش می دهد.

مدل سازی دینامیکی عملیات تراشکاری و محاسبه دینامیکی سطح مقطع براده به کمک روش مدل سازی جسم صلب با استفاده از نرم افزار acis
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده فنی و مهندسی 1389
  مصطفی صالحیان   بهنام معتکف ایمانی

فرآیند های ماشین کاری از جمله فرآیند های بسیار مهم می باشد که در روند تولید قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارتی تولید قطعات صنعتی بدون به کار گیری فرآیند های ماشین کاری غیر ممکن می باشد. از مهمترین فرآیندهای ماشین کاری عملیات تراشکاری می باشد. بررسی و تحلیل فرآیند تراشکاری، مشکلات و محدودیت های آن بسیار حائز اهمیت می باشد. در این پایان نامه یکی از مهمترین محدودیت های فرآیند تراشکاری، یعنی ارتعاشات حین فرآیند، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. سعی بر آن شده که وقوع ارتعاشات حین عملیات تراشکاری با استفاده از شبیه سازی فرآیند، پیش بینی شود. به این منظور ابتدا آزمایشاتی جهت شناسایی رفتار سیستم ارتعاشی انجام شده است تا بدین وسیله مشخصات مورد نیاز برای شبیه سازی فرآیند حاصل شود. برای شناسایی مشخصات مورد نیاز شبیه سازی دو دسته آزمایشات انجام شده است. دسته اول آزمایشاتی جهت محاسبه ثوابت برشی قطعه کار و ابزار مورد نظر می باشد. به این منظور 192 آزمایش در حالت برش قائم، با تغییر پارامتر های عمق برش، زاویه براده، نرخ پیشروی و سرعت ماشین کاری انجام شده است. تا به کمک آنها ثوابت برشی مربوط به فولاد aisi4140 و ابزار برشی تنگستن کارباید محاسبه شود. علاوه بر آن با استفاده از تست ضربه مودال جزء ارتعاشی، مشخصات دینامیکی سیستم از قبیل ثابت سختی، ضریب میرایی و جرم معادل سیستم محاسبه می شود. در ادامه با استفاده از نرم افزار acis که ماهیتی هندسی دارد به شبیه سازی عملیات تراشکاری پرداخته می شود. از نکات بارز این پایان نامه محاسبه سطح مقطع براده با استفاده از نرم افزار acis می باشد که محاسبات پیچیده شبیه سازی در شرایط ناپایدار ارتعاشی را بسیار آسان می کند. پس از شبیه سازی فرآیند، آزمایشاتی جهت اعتبار سنجی مدل ارائه شده، با استفاده از دینامومتر kistler انجام می شود. صافی سطوح ماشین کاری شده توسط دستگاه زبری سنج اندازه گیری شده و با سطوح حاصل از شبیه سازی مقایسه می شود. همچنین با تصویر برداری از سطوح ماشین کاری شرایط ارتعاشی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. در پایان نتایج مدل با نتایج داده شده در مراجع مورد استفاده و همچنین آزمایشات مقایسه می شود.

مدل سازی استاتیکی و بررسی نیرویی فرآیند سوراخکاری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  محمد باقر خطیبی   علی اکبر اکبری

چکیده امروزه فرآیندهای ماشینکاری به یکی از پرکاربردترین روش ها در تولید طیف وسیعی از قطعات و ماشین آلات صنعتی تبدیل شده اند و مته کاری یکی از پر استفاده ترین فرآیند های ماشینکاری در ساخت و تولید می باشد. حدود 25 درصد زمان متوسط ماشینکاری قطعات گوناگون مربوط به فرآیند سوراخ کاری است. در نتیجه فرآیند سوراخ کاری در طول فرایند تولید یک گلوگاه محسوب می شود. در سوراخکاری مهمترین ویژگی هایی که مورد توجه قرار دارد عمر ابزار و نرخ براده برداری بالا و کیفیت سوراخ مطلوب می باشد. ارتعاشات ابزار از مهمترین عوامل محدود کننده فرایند سوارخکاری می باشد بنابراین برای رسیدن به شرایط بهینه باید سوراخ کاری از نظر دینامیکی تحلیل شده و پایداری آن در شرایط مختلف ماشین کاری بررسی گردد .برای شبیه سازی ارتعاشات وجود یک مدل نیرویی مناسب ضروری می باشد. همچنین در طراحی بهینه مته و فیکسچرها لازم است که نیروها، گشتاور و توان سوراخکاری پیش بینی شود. از آنجایی که شناخت هندسه ابزار در مدلسازی نیرویی و شناخت هرچه بهتر فرآیند سوراخکاری موثر است، در نتیجه در این تحقیق هندسه مته و نحوه مدل کردن مته در نرم افزار solidworks کاملا بررسی شده است. در مدلسازی نیرویی مته از روش تبدیل برش قائم به مایل استفاده شده است. ثوابت برشی محاسبه شده برای ابزارهای مختلف hss با هندسه گوناگون و جنس قطعه کار al7075 قابل استفاده می باشد. به علت پیچیده بودن هندسه مته در مدل کردن نیرو با توجه به بردار لبه برنده و سرعت برشی مته و تعاریف المانهای نیروی برش مایل جهات این نیروها در جهات قابل اندازه گیری توسط دینامومتر بدست آمده و در نتیجه نیروی محوری و گشتاور سوراخکاری محاسبه شده است. نتایج حاصل از آزمایشات سوراخ کاری نتایج حاصل از شبیه سازی را تایید می کند.

بررسی تاثیر حداقل ضخامت براده، اثراندازه و شرایط ماشینکاری بر زبری سطح، نیروی برش و ارتفاع پلیسه در میکروفرزکاری آلیاژتیتانیوم ti-6al-4v
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد 1389
  رحیم حقیقت دوست   علی اکبر اکبری

امروزه تقاضا برای قطعات و اجزای مینیاتوری در حوزه های مختلفی چون پزشکی، الکترونیک، صنایع نظامی و هوا فضا در حال گسترش است. بنابراین روشی دقیق و تکرار پذیر نیاز است که از آن بتوان در تولید انبوه نیز استفاده کرد. یکی از روش های ساخت قطعات مینیاتوری، روش میکروفرزکاری است که قادر به تولید قطعات سه بعدی از جنس های مختلف اعم از فلز، پلیمر، سرامیک و کامپوزیت می باشد. میکروفرزکاری دارای تفاوت های عمده ای با فرزکاری سنتی است و همین مسئله میکروفرزکاری را تبدیل به پروسه ای پیچیده کرده است. آلیاژهای تیتانیوم هم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، نقطه ذوب بالا، حفظ سختی در دماهای بالا و مقاومت به سایش و خوردگی مطلوب، تبدیل به فلزی استراتژیک شده اند و دایره کاربرد این آلیاژها روز به روز در حال گسترش است. اگرچه تیتانیوم خصوصیات مکانیکی بسیار خوبی دارد اما هدایت حرارتی پایین، میل ترکیب شیمیایی بالا با مواد تشکیل دهنده ابزار برش و مدول الاستیسیته پایین آن موجب شده اند تا قابلیت ماشینکاری تیتانیوم بشدت پایین بیاید. از این رو دو حوزه چالش برانگیز و مورد نیاز صنعت یعنی میکروفرزکاری و آلیاژهای تیتانیوم بطور همزمان بررسی شده است. در این پایان نامه میزان اثر گذاری فاکتورهای چون حداقل ضخامت براده و اثر اندازه که در میکروفرزکاری دو عامل تاثیرگذار هستند بررسی شده است. همچنین قابلیت میکروفرزکاری آلیاژ تیتانیوم ti-6al-4v و تاثیر پارامترهای ماشینکاری (سرعت اسپیندل، پیشروی و عمق برش) بر روی زبری سطح، نیروی برش و ارتفاع پلیسه بدقت مورد ارزیابی قرار گرفته است. شیوه فرزکاری انجام شده در این پایان نامه، فرزکاری دیواره یا همان فرزکاری محیطی می باشد، شیوه ای که در حوزه میکروفرزکاری تحقیقات بسیار اندکی بر روی آن صورت گرفته است. در ادامه شرایط بهینه در میکروفرزکاری آلیاژ ti-6al-4v تعیین و صحه گذاری گردیده است. در انتها بر مبنای تجربیات حاصل از آزمایشات انجام شده، دو پره توربین مینیاتوری به قطرهای خارجی 14 و 40/6 میلیمتر ساخته شده است.

کنترل و بهینه سازی ارتفاع و ضخامت پلیسه در میکرو فرزکاری فولاد ضد زنگ 316
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  سعید حاجی احمدی   بهنام معتکف ایمانی

آلیاژهای فولاد ضد زنگ با داشتن خواص منحصر به فرد جزء مواد پر کاربرد در صنایع مختلف و مهم همچون هوا فضا، پزشکی، شیمیایی و نظامی محسوب می شوند، و به دلیل مصرف روز افزون از اهمیت بالایی برخوردار هستند. ماشینکاری فولادهای ضد زنگ نسبت به ماشینکاری دیگر فلزات مانند آلومینیوم و فولاد های کم کربن سخت تر است و در طول عملیات ماشینکاری نوعی رفتار چسبناک از خود نشان می دهند که در نتیجه عمر ابزار کاهش یافته و کیفیت قطعه پایین می آید. علیرغم تحقیقات صورت گرفته متعدد در زمینه ماشینکاری سنتی (فرزکاری، تراشکاری، سنگ زنی و...)، تحقیقات کمی بر میکرو ماشینکاری این آلیاژها به خصوص بررسی رفتار و ابعاد پلیسه انجام شده است. پلیسه به دلیل آسیب هایی که در هنگام جابجایی قطعات ماشینکاری شده وارد می کنند و همین طور به دلیل ایجاد اخلال در عملکرد قطعات مونتاژ شده پدیده ای نامطلوب بوده و نیازمند حذف و یا کاهش ابعاد آن می باشد. هدف کلی این تحقیق بررسی تأثیر پارامترهای فرآیند میکرو فرزکاری بر خروجی های ارتفاع و ضخامت پلیسه فولاد ضد زنگ 316 می باشد. بدین منظور، با انجام یک سری آزمایشات طرح ریزی شده و با تکنیک طراحی آزمایشات سطح پاسخ و استفاده از روش مدل سازی رگرسیونی، ارتباط بین پارامترهای ورودی و متغیرهای خروجی بررسی شده است. در این راستا، ابتدا با استفاده از داده های تجربی و روش مدل سازی رگرسیون، مدل های ریاضی مختلفی برای خروجی ها بر حسب پارامترهای تنظیمی بدست آمده است. سپس با تجزیه و تحلیل و تست های آماری و تجربی، معتبرترین مدل به عنوان مدل رگرسیونی اصلح برای این فرآیند انتخاب شده است. در ادامه با انجام آزمایش های اعتبار سنجی دقت همه مدل ها بررسی شد و مناسب ترین مدل انتخاب گردید. در بخش آخر این تحقیق، با بکار گیری الگوریتم تبرید تدریجی و استفاده از مدل های مناسب انتخاب شده به عنوان تابع هدف، سطوح مناسب پارامترهای ورودی برای بدست آوردن مقادیر بهینه پارامترها و خروجی ها معرفی شده است.

بهینه سازی فرآیند سنگ زنی به کمک تحلیل دینامیک غیر خطی و روش تاگوچی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  مرتضی تهامی پور   بهنام معتکف ایمانی

فرآیندهای برداشت ماده و ماشینکاری بخش قابل توجهی از فرآیندهای تولید را تشکیل می دهند. قطعات صنعتی برای عملکرد مناسب به دقت ابعادی و کیفیت سطح بالا نیاز دارند و از این رو فرآیندهای سایشی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. سنگ زنی به عنوان پرکاربردترین فرآیند سایشی نقش اساسی را در تولید قطعات صنعتی با کیفیت سطح و دقت ابعادی بالا ایفا می کند. زبری سطح قطعه کار به شرایط ماشینکاری بستگی دارد و بهبود زبری سطح در شرایط ماشینکاری مختلف، از اصلی ترین انگیزه های پژوهش در زمینه ماشینکاری است. تخمین سطح بهینه از تنظیمات ماشینکاری قطعات صنعتی، در بهبود عملکرد این فرآیندها تأثیر اساسی دارد. در این تحقیق فرآیند سنگ زنی تخت مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور در سنگ زنی فولاد با ساینده های معمولی، نیروی سنگ زنی و زبری سطح اندازه گیری شد. برای تحلیل این دو خروجی از نظریه تحلیل دینامیک غیر خطی سری های زمانی استفاده شده است. این نظریه گستردگی زیادی دارد که برخی مفاهیم آن مانند نمای لیاپانوف و بعد فرکتال قابلیت استفاده در تحلیل نتایج ماشینکاری را دارند. نیروی اندازه گیری شده در سنگ زنی به عنوان یک سری زمانی مورد تحلیل قرار گرفته و از نمای لیاپانوف به عنوان معیاری از پایداری و ناپایداری سری های زمانی در تحلیل دینامیک غیر خطی استفاده شده است. سطح ماشینکاری شده دارای خاصیت فرکتالی است و مفهوم بعد فرکتال به عنوان معیاری از زبری سطح قطعه کار در این تحلیل استفاده می شود. برای رسیدن به سطوح بهینه از روش های مختلفی می توان استفاده کرد که در این تحقیق از روش طراحی پارامتر تاگوچی استفاده می شود. برای سنجش این معیارها یک مجموعه آزمایش تاگوچی در شرایط مختلف سنگ زنی طراحی و انجام شده که با استفاده از این معیارها سطوح بهینه این فرآیند محاسبه شده است.

شبیه سازی هندسی فرآیند فرزکاری رزوه تراشی با استفاده از تئوری منحنی های b-spline
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1390
  محسن فلاح سلطان آباد   بهنام معتکف ایمانی

در سال های اخیر، فرآیند فرزکاری رزوه تراشی مورد توجه بخش های صنعتی مختلف قرار گرفته است. فرآیند فرزکاری رزوه تراشی، روش تولیدی برای ماشین کاری رزوه های داخلی و خارجی است. به دلیل تغییرات شعاع لبه برنده، هندسه و مکانیک برش در این فرآیند نسبتاً پیچیده است. لذا انجام تحلیل های هندسی به منظور توسعه یک مدل نیرویی جامع برای فرآیند فرزکاری رزوه تراشی ضروری است. در این فرآیند، پروفیل ابزار دارای شکل رزوه بوده و لبه برنده مارپیچ ابزار از سه بخش پیوسته تشکیل شده است. بعلاوه مسیر حرکت ابزار به صورت یک مارپیچ سه بعدی می باشد. در این تحقیق، از یک مدل ریاضی برای تعیین هندسه لبه برنده و مسیر مارپیچ مرکز ابزار استفاده شده است. سپس با بهره گیری از تئوری منحنی های b-spline، الگوریتمی برای شبیه سازی هندسی فرآیند فرزکاری رزوه تراشی ارائه شده است. مدل توسعه یافته می تواند زوایای برش ابزار، ضخامت براده و نیروهای برشی را در فرآیند فرزکاری رزوه تراشی با دقت خوبی پیش بینی نماید. نتایج شبیه سازی های انجام شده بر پایه مدل نیرویی ارائه شده در این تحقیق، با نتایج تجربی بدست آمده از رزوه تراشی داخلی روی قطعه کاری از جنس آلومینیوم 7075-t6 تائید و صحه گذاری شده است.

بررسی تجربی و المان محدود اثر پارامترهای فرآیندی بر وضعیت فرآیند شکلدهی چرخشی مخروطی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  علی اکبر ولایتی   بهنام معتکف ایمانی

شکل دهی چرخشی یکی از قدیمی ترین روش های شکل دهی برای تولید اجسام با تقارن محوری است که البته با دستگاههای کنترل عددی امروزه قطعات با تقارن صفحه ای نیز تولید می شوند. شناخت دقیق پارامترهای فرآیندی بطوریکه که بتوان با تنظیم و کنترل آنها به مشخصه های مورد نظر از قطعه کار دست یافت ، از جمله عوامل مهم و تعیین کننده می باشد. پارامترهای موثر در این روش و روابط بین آنها پیچیده می باشد و حل های تحلیلی دقیقی برای آن موجود نمی باشد. اغلب نتایج موجود درباره شکل دهی چرخشی بر اساس آزمایش های تجربی بوده ودر حالت های خاص قابل استفاده است. در سال های اخیر با پیشرفت های انجام شده در زمینه کامپیوتر و ساخت کامپیوترهای شخصی با سرعت و توانایی های بسیار بالا و قیمت های مناسب روش های عددی برای بررسی این گونه فرآیندهای بسیار رایج شده است با توجه به این پیشرفتها و نیاز صنعت به بهینه سازی فرآیندها و انتخاب بهترین، استفاده از روشهای عددی در محیطهای صنعتی نیز در حال رایج شدن است. نرم افزار مورد استفاده جهت شبیه سازی abaqus می باشد. در این تحقیق پارامترهای سرعت پیشروی غلطک، سرعت دورانی قالب و فاصله لقی غلطک و قالب بعنوان پارامترهایی می باشند که اثر متقابل آنها بر متغیرهای پاسخ از جمله نیروهای شکلدهی، وضعیت فلنچ و برگشت فنری قطعه کار به صورت تجربی و شبیه سازی المان محدود بررسی شده است. پروفیل نیروها و وضعیت فلنچ بدست آمده از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده اند که نتایج مشابه می باشد و همچنین نتایج نشان می دهد با افزایش سرعت پیشروی غلطک مقدار نیروهای شکلدهی و میزان چروکیدگی لبه ورق افزایش و اما با افزایش سرعت دورانی مقادیر نیروهای شکل دهی و چروکیدگی فلنچ کاهش می یابد در نتیجه تغییرات نرخ پیشروی و سرعت دورانی می تواند روش مناسبی برای کنترل چروکیدگی قطعه کار باشد. پارامتر فاصله غلطک و قالب بیشترین تاثیر را بر نیروهای شکلدهی و وضعیت فلنچ می گذارد. در حالی که سرعت دورانی قالب کمترین اثر را داراست. با توجه به صحه گذاری این روش شبیه سازی، می توان از آن برای افزایش کیفیت و بهینه سازی شکلدهی چرخشی قطعات پیچیدهتر بهره جست و همچنین قطعاتی با ضخامت متغیر با استفاده تغییر فاصله غلطک و قالب ایجاد کرد.

پیاده سازی سیستم کنترل موقعیت میز سروو xy به صورت بلادرنگ (realtime) با استفاده از کامپیوتر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1391
  حمید سلمانی نژاد   بهنام معتکف ایمانی

کنترل دقیق مسیر حرکت در صنایع روباتیک و ماشین های cnc امری لازم و ضروری است. یکی از مشکلات کنترل موقعیت، کنترل همزمان سرعت حرکت بر روی مسیر به خصوص در قسمت های با انحنای زیاد است. هر چه تغییرات سرعت حرکت نرم تر باشد، دقت موقعیت بیشتر و استهلاک تجهیزات کمتر خواهد بود. از دیگر مشکلات پیاده سازی الگوریتم های کنترلی توسط کامپیوتر عدم امکان زمان بندی دقیق فرآیندها یا به عبارت دیگر غیر بلادرنگ بودن سیستم های عامل پیشرفته از جمله ویندوز است. در این پایان نامه سعی بر این خواهد شد تا با داشتن منحنی موقعیت nurbs و با تعیین منحنی سرعت پیشروی توسط روش جرک (مشتق شتاب) محدود اصلاح شده (ارائه شده در این اثر)، با نرم کردن منحنی تغییرات سرعت، خطای موقعیت کاهش داده شود. برای میانیابی نقاط مسیر از روش بسط سری تیلور تطبیق پذیر (ارائه شده در این اثر) استفاده می شود که در این روش به طور خودکار دقت میانیاب در نقاط با انحنای زیاد افزایش پیدا می کند. پیاده سازی الگوریتم های تشخیص نقاط تیز و میانیابی نقاط مسیر به صورت آفلاین و اجرای عملیات کنترل مسیر با استفاده از داده های میانیاب بر روی میز xy به صورت بلادرنگ با استفاده از کامپیوتر (pc) و با پیاده سازی زیر سیستم بلادرنگ در زبان برنامه نویسی c و میان افزار بلادرنگ ardence rtx در محیط ویندوز (ارائه شده در این اثر) انجام می شود. همچنین در قسمتی از این رساله میز xy توسط بستر نرم افزاری matlab و simulink با در نظر گرفتن بعضی اثرات غیر خطی میز شبیه سازی شده است.

بررسی اثر فاکتورهای برشیو قطر ابزار برارتفاع و ضخامت پلیسه در فرآیند میکروسوراخکاری روی آلیاژ ti-6al-4v
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  جواد شهرکی بوته گز   بهنام معتکف ایمانی

همزمان با پیشرفت صنایع گوناگون و میکرونی شدن سازه های مختلف، روش ها و فرآیند های ساخت و تولید قطعات میکرونی نیز پا به عرصه رقابت گذاشته و مادامی که قطعات صنعتی کوچک تر و میکرونی ترمی شوند بر حسب لزوم، این فرآیندها نیز پیچیده تر و دقیق ترمی شوند. یکی از این فرآیندها که در عرصه رقابت فرآیند های ساخت و تولید میکرونی، گوی سبقت از دیگر فرآیندها ربوده است، فرآیند سوراخ کاری میکرونی می باشد. امروزه به لطف پیشرفت این فرآیند، ما قادر به تولید سوراخ های ریزی به قطر 50 میکرون با ابزارهای مارپیچی در روش های سنتی و سوراخ هایی به اندازه قطر الکترون با روش های غیر سنتی می باشیم. در طی فرآیند های مختلف ساخت و تولید قطعات، عامل ناخواسته و مزاحمی به نام پلیسه ایجاد می شود. این مهم دامنگیر فرآیند های میکرونی به خصوص سوراخ کاری میکرونی نیز شده است. حذف این عامل از فرآیند های ساخت و تولید امری تقریباً محال می باشد. حدود 30 درصد قیمت تمام شده قطعات صرف پلیسه گیری آن هامی شود. اگر این مشکل مرتفع نشود علاوه بر افزایش هزینه تمام شده، منجر به صدمات جبران ناپذیری در سیستم خواهد شد. به طور مثال در بردهای الکترونیکی هواپیما اگر پلیسه ای باقی بماند در حین کار ممکن است این پلیسه از قطعه جدا شده و باعث ایجاد اتصال کوتاه در سیستم شده و نهایتاً منجر به نابودی سیستم خواهد شد. بنابراین لازم و ضروری است تا با کنترل فرآیند این مقدار به حداقل مقدار خود برسد تا هزینه تمام شده قطعات کاهش یابد و از صدمات جبران ناپذیری که سیستم های میکرونی را تهدید می کند، جلوگیری شود. پلیسه در اثر تغییر شکل پلاستیکی مواد در حین برش توسط لبه های برنده ابزار ایجاد می شود. عوامل زیادی در ایجاد پلیسه و ابعاد آن دخیل هستند که از بین این عوامل، سرعت برشی،نرخ پیشروی و هندسه ابزار از اهمیت بیشتری برخوردار می باشند. در این تحقیق سعی شده تا رفتار عوامل فوق بر ابعاد پلیسه که شامل ارتفاع و ضخامت پلیسه و قطر سوراخ ایجاد شده می باشد، شناسایی و معرفی شوند.

شبیه سازی نیروهای ماشینکاری در فرآیند براده برداری با ابزار کف تراش پله ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  حمید قربانی   بهنام معتکف ایمانی

فرزکاری کف تراش یک فرآیند ماشین کاری است که در آن براده برداری به وسیله حرکت نسبی بین قطعه-کار و ابزار دوار انجام می گیرد. در اکثر موارد از یک ابزار چند لبه استفاده می شود که دارای نرخ براده برداری بالایی بوده و سطح نسبتا صافی را ایجاد می کند. از آنجاکه اغلب با انجام یک مرحله ماشین کاری می توان به سطح مطلوب دست یافت، این روش برای تولید انبوه بسیار مناسب بوده و از آن استفاده وسیعی می شود. امروزه در فرآیندهای ماشینکاری تمایل بسوی افزایش سرعت ماشینکاری و کاهش زمان تولید می باشد. از طرفی کیفیت مناسب سطح تمام شده نیز در اولویت است. بنابراین تاکید بر روی روش-های براده برداری است که در آن نیروهای برشی در حین ماشینکاری کاهش یابد تا بدین طریق علاوه بر کاهش ارتعاشات ابزار و افزایش کیفیت سطح ماشینکاری، همچنین بتوان در عمق بارهای بالاتر نیز بدون رخداد پدیده چتر براده برداری نمود. از نتایج خوب این امر کاهش زمان براده برداری و هزینه های تولید می باشد. یکی از مهمترین روش های نیل به اهداف ذکر شده، طراحی و ساخت ابزارهای برشی جدیدی است که با داشتن هندسه برش مناسب، نیروهای ماشینکاری را کاهش می دهند. در تحقیق حاضر به طراحی و ساخت ابزار کف تراش پله ای پرداخته شده است. در این تحقیق، ثابت های نیرویی با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفه با الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی محاسبه و پیش بینی شده اند. در ادامه نیروهای ماشینکاری در دو ابزار کف تراش مرسوم و پله ای با استفاده از مدل پیشنهادی شبیه سازی شده و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه گردیده اند

تحلیل زبری سطح کف در عملیات میکرو فرزکاری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  شهریار کوراوند   بهنام معتکف ایمانی

فرآیند میکرو فرزکاری یکی از فناوری های جدید است که قادر به تولید قطعات بسیار کوچک در مقیاس کمتر از یک میلی متر می باشد. قطعات تولید شده توسط این فرآیند در مهندسی پزشکی، هوافضا، الکترونیک و قالب سازی کاربردهای گسترده ای دارند. مهم ترین مزیت این روش نسبت به دیگر فرآیندهای ساخت و تولید در مقیاس میکرونی، توان ساخت قطعات 3 بعدی پیچیده می باشد. در میکرو فرزکاری پدیده هایی وجود دارند که آن را از فرزکاری سنتی متمایز می کند و بر روی مکانیزم ایجاد سطح موثرند. به دلیل اینکه در عملیات میکرو فرزکاری اندازه شعاع لبه برنده ابزار در محدوده ضخامت براده تغییر شکل نیافته می باشد، هنگامی که این ضخامت کمتر از حد معینی باشد براده تشکیل نمی شود. این تغییر در فرآیند تشکیل براده که با نام اثر حداقل ضخامت براده شناخته می شود، میکروماشینکاری را تحت تأثیر دو مکانیزم برداشت براده و شخم زنی قرار می دهد. با کوچک تر شدن قطعات، نسبت مساحت سطح به حجم قطعه افزایش می یابد که باعث می شود اثر سطح قطعه کار بر کار کرد آن اهمیت بیشتری داشته باشد. در این راستا زبری سطح میکرو کانال نقش مهمی در حرکت سیال درون کانال ایفا می کند. به دلیل افزایش اصطکاک جریان، لایه مرزی حرکت سیال به طور قابل توجهی متأثر از توپوگرافی سطح کف میکرو کانال است. همچنین زبری بر روی انعکاس نور، روانکاری و خواص مکانیکی نظیر خستگی و مقاومت به خوردگی تأثیر دارد. از آنجایی که انجام اغلب عملیات های سنتی پرداخت کاری از قبیل پالیش و لپینگ در پرداخت میکرو کانال و سطوح پیچیده یا تندیسی ممکن نیست، مطالعه و بررسی روابط بین زبری سطح میکرو کانال و پارامترهای پروسه این امکان را به سازنده خواهد داد تا با به دست آوردن اطلاعات مورد نیاز بهترین پارامترها و شرایط را برای نیل به کیفیت سطح مطلوب انتخاب نماید. در این تحقیق توپوگرافی و پروفیل زبری سطح میکرو کانال مورد کنکاش قرار گرفته و روابط بین آن ها با پارامترهای مختلف فرآیند میکرو فرزکاری بررسی شده است. برای پیش بینی توپوگرافی و زبری سطح میکروکانال مدلی بر پایه سینماتیک پروسه و هندسه ماشینکاری ارائه شده است. آثار حداقل ضخامت براده و برگشت الاستیک، پیشروی، اندازه، خیز ابزار و برش پشت ابزار در این مدل وارد شده است. همچنین فرآیند میکروفرزکاری برای ایجاد میکرو کانال در محیط acis شبیه سازی شده است. با انجام آزمایشات عملی ضمن شناخت جامع تر از نحوه ایجاد زبری و پروفیل سطح، زبری حاصل از شبیه سازی و مدل ارائه شده با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شده اند که نتایج بیانگر دقت و انطباق خوب مدل ارائه شده می باشند. مقدار حداقل ضخامت براده برای فولاد ضد زنگ 316 با تحلیل روند نیروهای ماشینکاری و زبری سطح در پیشروی های متفاوت به دست آمده است. همچنین با استفاده از روش طراحی آزمایشات مدل های رگرسیونی برای پیش بینی زبری سطح قطعات بر اساس شرایط برشی ارائه گردیده است. در ادامه بهینه سازی زبری سطح در دستور کار قرار گرفت. همچنین مناطق مختلف سطح میکرو کانال مورد مطالعه قرار گرفته شده و یک راهکار عملی برای یکنواخت کردن پروفیل سطح در همه مناطق سطح میکرو کانال ارائه شده است.

بررسی اثر ویسکوزیته ماده قالب گیری پلی وینیل سایلوکسان (pvs) بر دقت قالب گیری های ایمپلنت در تکنیک قالب گیری یک مرحله ای
پایان نامه وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی - دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مشهد - دانشکده دندانپزشکی 1392
  محمد ابریشم   احمد قهرمانلو

مقدمه و هدف : یکی از مهمترین مراحل در ساخت یک پروتز با تطابق غیرفعال قالب گیری می باشد. هدف از انجام مطالعه حاضر بررسی دقت قالب گیری توسط ویسکوزیته های مختلف ماده پلی وینیل سایلوکسان (pvs) با استفاده از دو روش مستقیم و غیر مستقیم می باشد. مواد و روش ها : در این مطالعه 4 عدد فیکسچر از سیستم تجاری dio به صورت کاملا موازی بر روی یک مدل مرجع از فک پایین تعبیه شد. سپس با استفاده از سه ویسکوزیته putty و light body ،medium body و light body ، تک فاز (heavy body) 7 قالب به روش مستقیم و غیر مستقیم تهیه شد(n=42). به منظور سنجش میزان دقت قالب گیری متغیر های موقعیت افقی و عمودی ایمپلنت ، میزان چرخش hex، ارتفاع ریج بی دندانی در قدام ، زاویه عمودی اباتمنت ، فاصله افقی و فاصله ایمپلنت های ناحیه کانین در کست ها نسبت به مدل مرجع توسط دستگاه digitizer با دقت 1 میکرون اندازه گیری شد. داده های به دست آمده توسط آزمون anova دو متغیره تک عاملی و نیز پس آزمون tukey مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.( 05/= α) یافته ها : در این مطالعه مشاهده شد که میان دقت قالب گیری به روش مستقیم با روش غیر مستقیم اختلاف آماری معناداری نبود (p-value > 0.05). اما ویسکوزیته ماده قالب گیری تاثیر معناداری بر دقت قالب گیری در ثبت موقعیت عمودی ایمپلنت و ارتفاع ریج بی دندانی در قدام داشت (value p- به ترتیب 0.014 و 0.004). با توجه به پس آزمون tukey مشخص شد که دقت قالب گیری با putty + light body به صورت معناداری کمتر از ماده تک فازی بود (p-value < 0.05). در حالی که میان دقت ثبت ماده قالب گیری medium body + light body و سایر مواد در مورد این دو متغیر تفاوت معنادار نداشت . در سایر متغیر ها هم تفاوت معنا دارمشاهده نشد. (p-value > 0.05). نتیجه گیری : با توجه به نتایج مطالعه حاضر تکنیک قالب گیری (مستقیم یا غیر مستقیم) بر دقت قالب ایمپلنتها تاثیری ندارد. اما ویسکوزیته ماده قالب گیری بر دقت ثبت موقعیت عمودی ایمپلنت و ارتفاع ریج بی دندانی در قدام تاثیر معنادار دارد.

تحلیل لرزه ای توربین های بادی با در نظرگرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  وهاب اسماعیلی   احمد شوشتری

در این پایان نامه، با ارائه مدلی کاربردی برای شبیه سازی توربین به همراه پی، شمع و خاک به صورت یک پارچه به بررسی اثرات اندرکنش خاک و سازه بر رفتار لرزه ای توربین بادی پرداخته می شود. بدین منظور، شیوه ای نوین برای مدل سازی سه بعدی پی مکعب مستطیل شکل توربین، با فرض رفتار صلب برای آن، رابطه سازی و ارائه می گردد. پس از وارد نمودن مدل پیشنهادی در نرم افزار opensees، کفایت و توانایی آن در کاهش زمان تحلیل بدون کاهش دقت پاسخ ها نمایش داده خواهد شد. در این روش، پی دارای تنها شش درجه آزادی بوده که به گره مرکزی پی نسبت داده شده و با فرض فنرهای انتقالی غیرخطی در سه راستای عمود برهم، بر هر یک از وجوه پی، رفتار خاک پیرامون آن ها در برپاسازی ماتریس سختی جزء وارد می گردد. در ادامه، با معرفی توربین 5/1 مگاوات مبنای آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر ایالات متحده آمریکا و 7 مدل مختلف، ارزیابی اثرات اندرکنش خاک و سازه آغاز می شود. این مدل ها شامل یک حالت با تکیه گاه گیردار به همراه دو گونه سیستم تکیه گاهی (پی منفرد و پی دارای شمع) می باشند؛ که هر یک برای سه گونه خاک مختلف (ماسه نرم، متوسط و سخت) مورد بررسی قرار می گیرند. انطباق شرایط پی های طراحی شده بر فرضیات مدل سازی نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. با انجام تحلیل های مودال مشاهده می شود که با وارد نمودن اثر خاک و شرایط تکیه گاهی در مدل سازی، بسامد طبیعی سازه کاهش یافته و میزان کاهش برای مودهای بالاتر بیش تر است. در ادامه، اثر تغییرات میرایی بر بیشینه شتاب بالای برج، تحت تحریک افقی سه زلزله مختلف، ارزیابی و مقدار اثرگذاری آن اندک تشخیص داده می شود. تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه پاسخ مدل های اندرکنش، تحت مولفه افقی سه زلزله با شدت های مختلف، آشکار می سازد که تأثیر اندرکنش خاک و سازه بر تخمین مقدار و توزیع نیروهای داخلی برج شامل برش و لنگر خمشی قابل ملاحظه بوده و بر حسب نوع خاک، سیستم تکیه گاهی و شدت زلزله تغییراتی تعیین کننده در نتایج ایجاد می کند؛ که میزان این تغییرات تا سقف 32 درصد نیز تعیین می گردد. از سوی دیگر، اندرکنش خاک و سازه تغییر چندانی در بیشینه جابه جای بالای برج به وجود نمی آورد.

تحلیل تلرانسی مجموعه های مکانیکی با در نظر گرفتن خطاهای هندسی به روش های خطی سازی مستقیم و مدلسازی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  سعیده حاجی زاهدی   بهنام معتکف ایمانی

با پیشرفت روزافزون صنعت و نیاز به ساخت مجموعه های دقیق تر، در نظر گرفتن تلرانس های هندسی در تحلیل تلرانسی مجموعه های مکانیکی اهمیت زیادی یافته است. در این رساله ابتدا به بررسی روش های در نظر گرفتن تلرانس های هندسی پرداخته شده است. از میان روش های موجود، دو روش خطی سازی مستقیم و مدلسازی اجزا به کمک منحنی های نربز به طور خاص مورد بررسی قرار گرفت و از هرکدام مثال هایی حل شد. از بررسی این دو روش چنین برآمد که روش خطی سازی مستقیم یکی از پیشرفته ترین روش های تحلیل تلرانسی است اما توانایی خوبی برای حل مسائل با پروفیل های پیچیده ندارد. از سویی دیگر روش مدلسازی، انواع پروفیل ها و تلرانس ها را بدون ساده سازی و با دقت بسیار بالایی پوشش می دهد، اما هزینه ی محاسباتی بالایی دارد. از این رو ، در این رساله روش ترکیبی جدیدی ارائه شده است. در روش ترکیبی ارائه شده، از منحنی های نربز برای تعریف پروفیل اجزایی همچون بادامک ها، مفاصل لبه ای و .... که پروفیل نامی و یا پروفیل خطا ی پیچیده تری دارند، استفاده می شود. سپس با ترکیب معادلات نربز و اصول روش خطی سازی مستقیم، مساله حل می گردد. به این ترتیب نه تنها می توان پروفیل های غیر دایروی و پیچیده را با روش خطی سازی مستقیم تحلیل نموده و از ابزارهای این روش بهره برد، علاوه بر آن، تلرانس پروفیل اجزا نیز بدون ساده سازی و با دقت بسیار بالا در نظر گرفته می شود. در ادامه ی رساله با حل دو مثال مختلف جزئیات چگونگی روش ترکیبی ارائه شده، بیان گردیده است. در نهایت با انجام اعتبار سنجی و مقایسه ی پاسخ هر دو مثال با پاسخ شبیه سازی مونت کارلو، درستی حل ارائه شده، تایید گردید

تحلیل تلرانسی غیرخطی سازه های ورقی فلزی انعطاف پذیر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  علی هاشمیان   بهنام معتکف ایمانی

در یک سازه متشکل از ورق های فلزای انعطاف¬پذیر، وجود خطاهای ناشی از ساخت و فرآیند مونتاژ، می تواند باعث تغییرات زیادی در مجموعه نهایی نسبت به مدل ایده¬آل شده و بر کیفیت و عملکرد آن تاثیرگذار باشد. لذا در اختیار داشتن مدلی که بتواند فرآیند مونتاژ این سازه¬ها را تحلیل و ارتباط بین تلرانس قطعات و تغییرات نهایی مجموعه را بیان نماید، بسیار حائز اهمیت است. اما باید به این نکته نیز توجه داشت که فرآیندهای مونتاژ معمولاً پیچیده و ذاتاً غیرخطی هستند. مهمترین عاملی که باعث غیرخطی شدن فرآیند مونتاژ سازه¬های ورقی می¬شود، تماس متقابل سطوح در حین مونتاژ می¬باشد. نادیده گرفتن این اثر و بیان فرآیند مونتاژ صرفاً بر اساس رابطه خطی نیرو-جابجایی منجر به تداخل ورق ها در مدل و بروز اختلافات زیاد بین نتایج تئوری و عملی خواهد شد. فاکتور مهم دیگر در این تحلیل ، پیوستگی هندسی سطح ورق هاست که باعث ایجاد ارتباطی متقابل بین تغییرشکل نقاط مختلف یک ورق می¬شود. هدف از این تحقیق ارائه روشی جدید در تحلیل تلرانسی سازه¬های ورقی فلزی انعطاف¬پذیر است که در آن تحلیل اجزای محدود غیرخطی با شکل بهبودیافته تحلیل آماری بدون حساسیت ترکیب می¬شود تا بتواند اثرات تماس متقابل و پیوستگی سطح ورق ها را در فرآیند تحلیل تلرانسی درنظرگرفته و خطای حاصل در مجموعه مونتاژی را محاسبه نماید. دقت این روش به کمک نتایج بدست آمده از پیاده¬سازی یک مثال آزمایشگاهی و شبیه¬سازی مونت¬کارلو تایید شده است. به عنوان یکی از کاربردهای مهم تحلیل تلرانسی در صنعت، در این تحقیق همچنین به ارزیابی کیفیت ظاهری بدنه خودرو به عنوان تابعی از تلرانس های ورودی مجموعه پرداخته شده است. در متدلوژی ارائه شده با معرفی روش های ارزیابی کیفیت سطوح، روشی نظام مند برای سنجش کیفیت ظاهری بدنه خودرو ارائه شده است. کاربرد این روش به وسیله مسئلهای برگرفته از یک مشکل موجود در واحد مونتاژ بدنه شرکت ایران خودروی خراسان بررسی شده است. در پایان، تحلیل تلرانسی را می¬توان ابزاری برای بیان ارتباط بین تلرانس های قطعات و کیفیت و عملکرد یک مجموعه دانست که به کمک آن، دامنه تغییرات مشخصه های کلیدی مجموعه در همان مرحله طراحی و پیش از اجرای مراحل ساخت و مونتاژ قابل تخمین می¬باشد. به علاوه از این ابزار می¬توان در راستای بهینهسازی تلرانس های تولیدی و فرآیندهای ساخت و مونتاژ نیز بهره گرفت.

کنترل عددی میز سه محور θ, y, x با قابلیت حرکت سریع
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  حسین گوهری بهابادی   بهنام معتکف ایمانی

چکیده رساله/پایان نامه : کنترل حرکت با کمترین خطا، یکی از الزامات تولید قطعات دقیق است. دستیابی به دقت در ماشین¬های کنترل عددی وابسته به زنجیره¬ای شامل سخت افزار مکانیکی با کمترین لقی، بستر بلادرنگ با کمترین تغییرات زمانی، الگوریتم کنترلی با قابلیت اطمینان بالا و تولید مسیر تعریف شده با در نظر گرفتن مشخصات دینامیکی می¬باشد. در سخت افزار مکانیکی رایج¬ترین مکانیزم جهت انتقال حرکت دورانی، استفاده از پیج و چرخ حلزون می¬باشد. در حرکت دورانی جهت دستیابی به موقعیت زاویه¬ای مطلوب، میز دورانی با لقی نزدیک به صفر نیاز است . در این تحقیق جهت رسیدن به این مهم، با مقایسه مکانیزم¬های ارائه شده، از مکانیزم مارپیچ مخروطی استفاده شده است. در مرحله بعد، جهت کنترل حرکت دقیق نیاز به بستر بلادرنگی است که دستورات کنترلی را در بازه¬های مشخص زمانی ارسال نماید. در این تحقیق با بررسی بسترهای بلادرنگ مختلف، xpc target متعلق به نرم افزار matlab جهت اجرای بلادرنگ دستورات انتخاب شده است. در ادامه کنترل حلقه بسته جهت اجرای دستورات کنترلی با مقایسه موقعیت لحظه¬ای که توسط انکودرها تعیین می شوند با نقاط مرجع تولید شده، عمل می نماید. گام نهایی در زنجیره دستیابی به دقت، مسیر ابزار می¬باشد. در این پژوهش با استفاده از منحنی پارامتری nurbs و تبدیلات در مختصات استوانه¬ای و درنظر گرفتن مشتق سرعت و مشتق شتاب، مسیر ابزار تولید شده و در نهایت جهت رسیدن به کمترین تلرانس، جبران خطای هندسی با الگوریتم افزایش گره و بهینه¬سازی انجام شده است.

شبیه سازی دینامیکی فرایند فرزکاری انگشتی قطعات قابل انعطاف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  آرش مردانی   بهنام معتکف ایمانی

با توسعه صنایع خودروسازی و هوافضا و افزایش نیاز به قطعات با ابعاد نازک و قابل انعطاف همچون پره های توربوشارژر و پروانه موتور جت، فرایند فرزکاری انگشتی این قبیل قطعات نیز مورد توجه قرار گرفته است. نیروهای برشی متناوب در فرایند فرزکاری انگشتی همراه با سختی پایین قطعات قابل انعطاف منجر به ارتعاشات نامطلوب قطعه کار و در نتیجه خراب شدن صافی سطح و دقت ابعادی قطعه کار می شود. امروزه مهندسین طراح تمایل دارند تا با شبیه سازی دینامیکی فرایند ماشینکاری ، قبل از فرایند تولید وقوع ناپایداری در ماشینکاری و نیز کیفیت سطح قطعه تولیدی را پیش بینی نمایند. در این پایان نامه ابتدا مدل المان محدود قطعه کار انعطاف پذیر به صورت یک بلوک فلزی محکم شده در فک های گیره ایجاد شده است. از مدل المان محدود لایه نازک المان نیز بر روی فک های گیره استفاده شده است. پارامترهای قطعه کار کاملا معین اما پارمترهای لایه نازک با روش بروزرسانی مدل و انجام آزمایش مودال تجربی بر روی قطعه کار تعیین می شود. بدین ترتیب پارامترهای نامعین همچون ضریب الاستیسیته و چگالی لایه نازک المان نیز تعیین می شود. همچنین نیروهای ماشینکاری با مدلسازی مکانیستیک پیش بینی شده که اساس این مدل بر ضرایب نیروی برش در سه جهت مماسی، شعاعی و محوری است. ارتعاشات قطعه کار با کوپل کردن مدل نیرویی باززا با مدل المان محدود بروزرسانی شده پیش بینی می شود. با توجه به هندسه ابزار فرایند فرزکاری انگشتی، سینماتیک حرکت لبه برنده ابزار و ارتعاشات قطعه کار، سطح نهایی قطعه مدلسازی می شود. برای اعتبارسنجی روش های پیشنهادی نیز تعدادی آزمایش تجربی انجام شده است. انطباق خوب بین نتایج شبیه سازی و آزمایشات تجربی، اعتبار الگوریتم پیشنهادی را تایید میکند.

شبیه سازی تئوری و تجربی دینامیک دو درجه آزادی ایرفویل های توربین ‏بادی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1393
  مرتضی داودی   حمید معین فرد

مطالعه برهم‏کنش سیال و سازه، در سازه ‏های تحت تحریک سیال، امری مهم و اجتناب ناپذیر است. در طراحی پره ‏های توربین بادی با امکان تولید توان بالا، به دلیل افزایش طول پره و کاهش صلبیت، اهمیت مطالعه رفتار آیروالاستیک پره در شرایط مختلف، بسیار مهم و حیاتی است. مطالعه این برهم‏کنش به دو صورت تئوری و تجربی امکان پذیر است. به دلیل پیچیدگیِ رفتار سیال در اطراف سازه‏ ی در حال ارتعاش (آیرودینامیک ناپایا)، استفاده از روش‏ های تجربی برای مطالعه برهم‎‏کنش سازه و سیال روشی متداول و مرسوم است. در این پایان‏ نامه به منظور مطالعه تجربی دینامیک ایرفویلِ دو درجه آزادی، دستگاهِ با قابلیت حرکت دو درجه آزادیِ خطی و پیچشی طراحی و ساخته شد. برای ایرفویل s814 که از ایرفویل های پرکاربرد در طراحی پره‏ های توربین بادی است، پاسخ دینامیکی به دو روش تئوری (با استفاده از سه مدل آیرودینامیکی مختلف) و تجربی (به کمک دستگاه دو درجه آزادی) محاسبه و مقایسه شد. برای شناسایی سیستم دو درجه آزادی و فراهم نمودن مدل ریاضی، از آنالیز مودال تجربی استفاده گردید. همچنین به منظور اندازه گیری گشتاور پیچشی وارده به ایرفویل در حین آزمون‏های تجربی، حسگر گشتاور پیچشی طراحی و ساخته شد. مقایسه نتایج تئوری و تجربی نشان داد که مدل‏های آیرودینامیکی موجود، برای پیش بینی نیروهای آیرودینامیکی بر روی ایرفویل با حرکت اختیاری مناسب هستند. از میان این مدل‏های آیرودینامیکی، مدل آیرودینامیکی واگنر، در حوزه زمان، از دقت بالاتری برخوردار است. مطالعه تجربی دینامیک دو درجه آزادی ایرفویل‏ های توربین بادی، می‏ تواند در طراحی بهینه پره‏ های توربین بادی و شناخت رفتار دینامیکی این پره‏ ها در شرایط مختلف مفید واقع شود.

تحلیل تلرانسی مجموعه های ورقی فلزی انعطاف پذیر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1387
  علی هاشمیان   بهنام معتکف ایمانی

چکیده ندارد.

شبیه سازی فرآیند فرزکاری با بار جانبی کم با در نظر گرفتن انعطاف پذیری ابزار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1387
  محمد کاظمی نصرآبادی   محمدحسین صادقی

چکیده ندارد.

تحلیل سینماتیکی، دینامیکی و ارتعاشی مجموعه های بادامک-پیرو، طراحی شده با منحنی هدوگراف فیثاغورثی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1388
  علی کهنموی ده سرخی   بهنام معتکف ایمانی

بادامک از جمله قطعات پرکاربرد در شاخه های مختلف صنعت می باشد. یکی از عواملی که باعث کاربرد گسترده ی بادامک شده است، امکان ایجاد هر نوع حرکت مشخص با طراحی بادامک مناسب می باشد. طراحی بادامک برای کارآیی دینامیکی و قابلیت ماشین کاری به نوع پروفیل بادامک که حرکت خروجی با ویژگی های مطلوب آن را فراهم سازد و با دقت ماشین کاری سازگار است، بستگی دارد. توابع رایج در طراحی بادامک، توابع استاندارد نظیر چندجمله ای ها، هارمونیک، سیکلوئیدی و غیره می باشد. این توابع شرایط پیوستگی و مرزی را روی جابجایی، سرعت و شتاب پیرو، ارضا می کنند. در سال های اخیر استفاده از منحنی های هدوگراف فیثاغورثی (ph) در طراحی پروفیل بادامک مورد توجه قرار گرفته است. منحنی های ph جزو دسته منحنی های پارامتری هستند که دارای ویژگی های منحصر بفردی می باشند. این منحنی ها دارای نقاط کنترل و چندضلعی کنترل می باشد که آفست آن بطور دقیق قابل بیان می باشد. این موضوع در جهت افزایش دقت قطعه تولیدی، نقش موثری دارد. با استفاده از روابط مربوطه می توان نقاط کنترل جدید مربوط به منحنی آفست را بدست آورد. یکی از مسائل مهم و قابل توجه در طراحی مجموعه های شامل بادامک-پیرو، بررسی وضعیت ارتعاشات پسماند در آن هاست. ارتعاشات پسماند، ارتعاشات آزاد پیرو می باشد که در انتهای مرحله ی رفت و آغاز مرحله ی دوئل ظاهر می گردد. مقایسه ی وضعیت ارتعاشات پسماند در انواع بادامک با پروفیل های مختلف نشان می دهد که منحنی ph در زمره ی مناسب ترین منحنی ها برای طراحی پروفیل بادامک از نقطه نظر میزان ارتعاشات پسماند می باشد. بررسی ها نشان داد علاوه بر منحنی ph، توابع چندجمله ای 4-5-6-7 و برزک-ای نیز دارای کمترین میزان ارتعاشات پسماند می باشند. در تحقیق حاضر این سه نوع بادامک در مجموعه ای که برای آزمایش بادامک طراحی و ساخته شده است، مورد آزمایش قرار گرفتند که نتایج حاصل، عملکرد مناسب آن ها را تایید می کند

بررسی قابلیت ماشینکاری فولادهای تجاری ck45
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1388
  حمید سازگاران   احد ضابط

قابلیت ماشینکاری یکی از مهمترین خصوصیات مواد در تولید قطعات فلزی با روش های براده برداری می باشد. عوامل موثر بر قابلیت ماشینکاری شامل ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و ریزساختار به ویژه آخال ها می باشد. صنایع مرتبط با ماشینکاری از تغییر قابلیت ماشینکاری فولادهای خریداری شده گله مند بوده و علت تغییر مصرف ابزار یا تغییر کیفیت سطح برایشان مجهول است. در این مطالعه 9 فولاد aisi 1045 از منابع مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. علی رغم نزدیک بودن ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و ریزساختار این فولادها، تفاوت های قابل اندازه گیری در نتایج ماشینکاری مشاهده شد. قابلیت ماشینکاری با روش های مختلفی از جمله نیروی برشی، زبری سطح، مورفولوژی تراشه و سایش ابزار برش اندازه گیری می شود. قابلیت ماشینکاری فولادهای مورد بررسی توسط دو معیار نیروی برشی و زبری سطح مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که بالا بودن درصد افزایش طول و بالا بودن کسر سطحی آخال های اکسیدی و کشیدگی آنها موجب افزایش نیروی برشی می شود. مشاهده شد که درصد پرلیت بالا، کشیدگی ساختار، بالا بودن کسر سطحی آخال های سولفیدی و کشیدگی آنها نیروی برشی را کاهش می دهد. بالا بودن درصد پرلیت و کسر سطحی آخال ها زبری سطح را کاهش می دهند.