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.

در این پایان نامه عوامل موثر بر ضریب چسبندگی بررسی شده و از میان آن ها رطوبت به عنوان عاملی که کنترلِ آن در خطوط مترو و راه آهن ساده تر بود، انتخاب شد. سپس به مدلسازی رابطه ضریب چسبندگی و تعداد واگن های موتوردار در یک مجموعه خود کشش (قطار خط هفت متروی تهران) پرداخته شد تا اهمیت ضریب چسبندگی و نقش آن در کاهش هزینه تمام شده قطار به شکل عملی نشان داده شود. با نگاهی در مقیاس میکرو به مدل سازی رابطه رطوبت با ضریب چسبندگی پرداخته شد. در ادامه، دستگاهی جهت کاهش رطوبت در ریز حفره های سطح ریل طراحی و ساخته شد. برای سنجش میزان تاثیر این دستگاه بر افزایش ضریب چسبندگی، رطوبت سنجی با دقت بالا ساخته شد که بتواند رطوبت را در حین حرکت قطار یا لوکوموتیو در سطح ریل اندازه گیری نماید و پس از آن میزان کارایی دستگاه بر افزایش ضریب چسبندگی در یک آزمون میدانی بر روی یک لوکوموتیو gt26cw (که نماینده یک وسیله خود کشش است)، سنجیده شد. مشخص گردید در حالتی که دستگاه تنها بر روی دو چرخ محور جلویی بوژی نصب شده و با حجم هوادهی m^3?min 6 به سطح ریل در جلوی هر چرخ دمش داشته باشد، ضریب چسبندگی به اندازه % 2/4 نسبت به حالت بدون دمش هوا، افزایش نشان می دهد. همچنین طول خط ترمز لوکوموتیو مورد آزمایش به اندازه m 7 کاهش یافت.

در سال های اخیر، فرآیند هیدروفرمینگ لوله کاربرد گسترده ای در تولید قطعات در صنایع گوناگون پیدا کرده است. قطعات لوله ای با مقطع مربعی و لوله های جعبه ای شکل به طور عموم با فرآیند هیدروفرمینگ لوله تولید می شوند. در شکل دهی این قطعات، دستیابی به شکل هایی با گوشه های تیز در عمل بسیار مشکل و یا نا ممکن است. در فرآیندهای متداول هیدروفرمینگ لوله، پر شدن کامل حفره های قالب نیازمند بالا بردن فشار است. در نتیجه این افزایش فشار و به دلیل وجود نیروی اصطکاک بین دیواره خارجی لوله و دیواره قالب، ضخامت در گوشه های لوله کاهش می یابد و پارگی موضعی در این مناطق به وجود می آید. در این تحقیق، با ارائه مجموعه قالب جدیدی، پر شدن گوشه های قالب برای تولید لوله های جعبه ای شکل و با نسبت طول به مقطع زیاد در فرآیند هیدروفرمینگ بررسی شده است. قالب مورد نظر، در مقایسه با قالب های متداول هیدروفرمینگ لوله های جعبه ای شکل، شامل دو بوش و دو کشو ی متحرک برای اعمال تغذیه محوری و شعاعی می باشد. عملکرد این قالب با استفاده از روش اجزای محدود شبیه سازی شد و چگونگی پر شدن قطعه در درون حفره ی قالب مورد مطالعه قرار گرفت. آنگاه، برای ارزیابی آن نتایج، آزمایش تجربی انجام شد. نتایج به دست آمده از آزمایش تجربی نتایج شبیه سازی را تایید نمود. نتایج نشان داد که در قالب جدید می توان به محصولاتی با گوشه های کاملا تیز رسید. همچنین نتایج نهایی، توزیع ضخامت مطلوبی را برای قطعات شکل داده شده در قالب جدید نشان داد. ساده بودن ساختار قالب و پایین بودن فشار شکل دهی برخی از مزایای قالب ارایه شده است.

فرآیند هیدروفرمینگ جزو روش های نوین شکل دهی می باشد. استفاده از این فناوری در راستای کاهش مراحل تولید قطعات و به خصوص حذف مراحل جوشکاری در قطعات با اشکال پیچیده در دستور کار تولیدکنندگان صنایع قرار گرفته است. لوله های فلزی از جمله لوله های پله ای استوانه ای با کاربردهای بسیار زیاد در صنایع دفاعی، تاسیساتی، خودروسازی و پتروشیمی استفاده می شوند. با توجه به مزایای فرآیند هیدروفرمینگ برای تولید لوله های پله ای استوانه ای، در این پایان نامه، از این روش برای شکل دهی لوله استفاده شد. یکی از پیچیدگی های روش هیدروفرمینگ، تولید لوله های سالم و بدون عیب با دقت ابعادی مطلوب و ویژگی های هندسی مورد انتظار است و موضوعی است که به پارامترهای موثر ورودی در این روش وابسته می باشد. از طرفی نسبت انبساط یکی از خروجی های بسیار مهم فرآیند شکل دهی لوله می باشد و افزایش و دستیابی به میزان بیشتری از آن به علت این که حد شکل دهی را تعیین می کند مورد توجه می باشد. در این پایان نامه، تاثیر پارامترهای فرآیندی، اصطکاکی و هندسی بر نسبت انبساط یک لوله فولادی، به روش تجربی و شبیه سازی المان محدود مورد مطالعه قرار گرفت. شکل هندسی و توزیع ضخامت لوله با هر دو روش مقایسه و درستی نتایج حاصل از شبیه سازی تایید شد. سپس با تکیه بر درستی نتایج شبیه سازی، تاثیر پارامترها در نسبت انبساط بررسی شد. نتایج نشان داد، در بین پارامترهای بررسی شده، مسیر فشار و تغذیه محوری به عنوان پارامتر فرآیندی، بیشترین تاثیر را در نسبت انبساط دارد و ضریب اصطکاک، طول بوش، شعاع بوش و زاویه بوش تاثیر کمی بر نسبت انبساط دارند. در این پژوهش نشان داده شد که با استفاده از مسیر فشار پله ای و اعمال تغذیه محوری همراه با افزایش فشار در مراحل اولیه به جای مسیر فشار و تغذیه ارایه شده توسط پژوهشگران پیشین، بهبود در توزیع ضخامت و نسبت انبساط ایجاد شده است. همچنین در این پژوهش با ارایه یک روش جدید، مسیر فشار و تغذیه ای جهت ایجاد چروک خواسته در قطعه و سپس رفع چروک استفاده شد که موجب دستیابی به نسبت انبساط 69/3% گردید که در مقایسه با نسبت انبساط بدست آمده با مسیرهای استفاده شده توسط پژوهشگران پیشین که 61/5% بوده افزایش قابل توجهی داشته است.

با توجه به اهمیت سایش چرخ و ریل در صنعت حمل و نقل ریلی، تحقیق حاضر بر روی برخی از پارامترهای سایش چرخ و ریل مورد استفاده در متروی تهران انجام گرفته است. در این پژوهش پارامترهایی مانند وزن واگن، نیروی جانبی، سرعت لغزش، نوع روانکار، مسافت لغزش و زبری سطح تماس که بر سایش میان ریل و چرخ تاثیر گذار هستند مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در نرم افزار آدامز-ریل مدل سازی و شرایط دینامیکی مختلف از پارامترها و عوامل موثر بر رفتار دینامیکی قطار شبیه سازی شده و نیروهای جانبی وارد بر چرخ و ریل محاسبه شده است. جهت انجام آزمایشات تجربی از دستگاه پین روی دیسک استفاده شده است. نمونه پین از ریل و نمونه دیسک از چرخ ساخته شده اند. از پارامترهای مورد بررسی در این پژوهش نیروی جانبی وارد بر چرخ و ریل می باشد که نتایج به دست آمده نشان داد که با افزایش وزن واگن از 45 تن به 63 تن، نرخ سایش 57 درصد در حالت خشک (بدون روانکار) افزایش می یابد. همچنین با بررسی پارامتر سرعت، نرخ سایش با افزایش سرعت قطار افزایش می یابد. از دیگر مواردی که مورد بررسی قرار گرفته میزان تاثیر روانکارهای مختلف بر سایش بین چرخ و ریل می باشد که نشان داده است، نرخ سایش در شرایط خشک 8 برابر بیشتر از تحت شرایط روانکاری با آب و 27 برابر بیشتر از روانکاری با گریس می باشد. پارامتر دیگری که بررسی گردید اثر مسافت لغزش بین چرخ و ریل و زبری سطوح تماس بر نرخ سایش بوده است و نتایج آنها نشان داد که با افزایش زبری سطح تماس، نرخ سایش افزایش و با افزایش مسافت لغزش، نرخ سایش کاهش می یابد.

شکل دهی دورانی یکی از قدیمی ترین روش های شکل دهی ورق های فلزی است که در آن با اعمال نیروی موضعی به ورق در حال چرخش، بطور تدریجی تحت تغییر شکل پلاستیک قرار می گیرد. پارامترهای زیادی مانند جنس و ابعاد هندسی قطعه کار و نیز ابزار، دمای شکل دهی و روانکاری وجود دارند که بر این فرآیند تاثیر می گذارند. همچنین به دلایل مختلفی ممکن است فرآیند شکل دهی بطور کامل انجام نشده و قطعه کار دچار پارگی، چروکیدگی و تغییر شکل های ناخواسته شود. در این پژوهش، ابتدا به بررسی انواع عیوب که ممکن است در حین فرآیند رخ دهد پرداخته شده و راه های برطرف کردن آنها بصورت تجربی پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد با توجه به جنس قطعه کار، با انتخاب مناسب سرعت باردهی و مقاوم کردن لبه های خارجی در برابر تنش های فشاری و نیز پیکربندی صحیح ابزار و قطعه کار بر روی ماشین ابزار، می توان این عیوب را برطرف کرد. در ادامه جهت بررسی تاثیر جنس قطعه کار بر پارامترهای خروجی مانند توزیع ضخامت و صافی سطح نهایی قطعه کار و میزان برگشت فنری آن، سه جنس متداول و پرکاربرد به عنوان قطعه کار، شامل، فولاد کم کربن، آلومینیوم و مس را انتخاب کرده و در شرایط یکسان تحت تغییر شکل دورانی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از تست های تجربی نشان داده است که صافی سطح نهایی و توزیع ضخامت قطعه فولادی بهتر از مس و آلومینیوم بوده است. همچنین قطعه مسی دارای برگشت فنری کمتری نسبت به دو جنس دیگر بوده است. برای بررسی تاثیر جنس ابزار بر پارامترهای خروجی، چهار جنس مختلف شامل فولاد، ارتالون، پلی آمید و کائوچو به عنوان جنس ابزار انتخاب شده و در شرایط یکسان برای شکل دهی ورق های آلومینیومی قرار گرفتند. پژوهش های تجربی حاکی از آن بوده که مناسب ترین ابزار برای شکل دهی دورانی ورق های آلومینیومی ابزار کائوچو می باشد. برای بررسی تاثیر شکل هندسی ابزار بر پارامترهای خروجی، سه ابزار غلتکی کائوچویی با شعاع های نوک مختلف مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داده است که ابزار با شعاع نوک بزرگتر تغییر شکل یکنواخت تری را بوجود آورده که البته محدودیت هایی در شکل دهی مناطق با زاویه تند نیز خواهد داشت.

در این پژوهش با استفاده از روش کاهش یافته اشکال پایه، شکل بهینه بیلت اولیه از جنس سرب برای یک قطعه دوار آهنگری با پیچیدگی به دست آمد تا استفاده از تعداد زیاد پیش شکل برای شکل دهی قطعه مورد نظر کاهش یابد. بدین منظور، بر اساس شکل نهایی قطعه کار، چند بیلت اولیه حدس زده شد. سپس شکل-گیری هر یک از آنها، در قالب مورد نظر با استفاده از شبیه سازی اجزای محدود بررسی شد. در بررسی نتایج از این معیار استفاده شد که هر یک از بیلت های حدس زده شده باید قالب را به گونه ای پر کند که بیشترین حجم پرشدگی حاصل شود و بر این اساس وبا مقایسه نتایج بدست آمده و میزان پر شدگی در قالب،به هر شکل از شکل های اولیه یک ضریب وزنی اختصاص داده شده است.سپس بهترین ترکیب ضرایب وزنی(متغیرهای طراحی) که به شکل های پایه تخصیص داده شد، انتخاب شدند. نتایج بدست آمده با توجه به روش کاهش یافته اشکال پایه، تحلیل و ارزیابی شده و داده ها در نرم افزار اکسل کد نویسی و بهینه سازی شدند و بدین گونه بهترین شکل به دست آمده است. شکل بهینه بیلت اولیه، مورد شبیه سازی قرار گرفت و برای اطمینان از نتایج شبیه سازی و بهینه سازی، بیلت مورد نظر ساخته شد.

در چند دهه اخیر، استفاده از مواد مرکب به دلیل داشتن خواصی ویاژه از جملاه سافتی و اساتحکام ویژه بالا، در صنایع مختلف روندی رو به رشد را داشته اسات. اخیارا لولاه هاا و مخاازن کاامپوزیتی یکای از تولیدات مهم صنایع هوایی، دریایی و پالایشگاه ها می باشند و تا به امروز فرآیناد رشاته پیچای مناساب تارین روش در تولید آن ها محسوب می شود. عمده عیوب ایجاد شده در فرآیند رشته پیچی شامل خطای زاویه الیاف و عادم یکناواختی در توزیاع رزین )درصد حجمی الیاف( می باشد. این عیوب بر رفتار مکانیکی قطعات تولید شده تاثیر یسزایی می گذارد. در نتیجه در این پژوهش به بررسی تاثیر خطای زاویه الیااف و عادم یکناواختی در توزیاع رزیان بار رفتاار کمانشی لوله و مخازن کامپوزیتی تحت فشار خارجی هیدرواستاتیک یکنواخت پرداخته شده است. ساخت دستگاه در دقت های بالا، مشمول صرف هزینه های بسیار بالا می باشد که ابتدا باید پاسخی برای سوال "چه میزان دقت لازم است؟" پیدا کرد. در این پژوهش، کمانش لوله و مخزن کامپوزیتی تحت فشار خارجی به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا از لوله و 1متر از جنس / مخزن کامپوزیتی به قطرهای 154 و 544 میلی متر و طول 5 e-glass/epoxy استفاده شده است. تاثیر خطای زاویه الیاف و درصد حجمی الیاف بر رفتار کمانشی این قطعات مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسی خطای زاویه، بیشترین اثر خطا در لایه چینی ] 34 ±[ دیده شد و کمترین اثر خطا در لایه چینی ±64 [ مشاهده شد. اثر خطای ) 5±( درجه در دستگاه پیچش الیاف سبب اختلاف 14 درصدی در فشار [ کمانشی مخزن می شود. در لوله ها و مخازن تولید شده با نسبت طول به قطر 4 اثر خطا سبب می شود فشار کمانشی تا 12 درصد کاهش یابد و همچنین در نسبت قطر به ضخامت 54 باعث می شود فشار کمانشی تا 37 درصد کاهش یابد.

کمانش یکی از موضوعات مهم در تعیین رفتار مکانیکی پوسته های استوانه ای به ویژه پوسته های کامپوزیتی است. آنچه بررسی این موضوع را در پوسته های استوانه ای کامپوزیتی حائز اهمیت می سازد، پیچیدگی رفتار سازه ای این نوع ساختارها تحت اثر انواع بارگذاری های ویژه ای مانند بار کمانش در حضور فشار خارجی است.در این پایان نامه حساسیت اثر زاویه ی الیاف و پارامترهای هندسی نظیر طول، قطر و ضخامت یک مخزن کامپوزیتی تحت فشار محیطی و نیروی محوری بر رفتار کمانشی آن بررسی شده است. جهت تحلیل اثر پارامترهای هندسی و همچنین زاویه الیاف بر رفتار کمانشی مخازن جدار نازک کامپوزیتی از شبیه سازی اجزای محدود به کمک نرم افزار آباکوس استفاده شده است و در ادامه با به کارگیری نرم افزارهای آماری و طراحی آزمایش های مختلف، رابطه ای جهت پیش بینی مقدار فشار کمانشی برای مخازن استوانه ای ارائه شده است.

ایجاد دریچه در مخازن کامپوزیتی به دلیل کاربری های مختلف مانند لزوم دسترسی، بازرسی، نصب قطعات، محل ورود و خروج و غیره اجتناب ناپذیر است. از طرف دیگر محاسبات سازه ای حاوی مواد و ساختارهای کامپوزیتی به خودی خود با پیچیدگی های خاصی همراه است و اضافه کردن هرگونه نواقص یا برش های سازه ای بر این پیچیدگی ها به شدت می افزاید. هدف از این پژوهش، بررسی قرارگیری مخازن کامپوزیتی با سه دریچه دایره ای در فشار 30 بار است بطوری که هیچ یک از انواع واماندگی های پیش رس (قبل از شکست) مانند کمانش درآن رخ ندهد

در این پژوهش با کمک معیار گلویی شدن، فشار بیشینه ای که می توان در هر دما به لوله اعمال شود، پیشبینی گردید. در نهایت تاثیر فشار سیال داخلی و دمای فرآیند بر بعضی عیوب خم کاری از جمله نازک شدگی دیواره لوله در انحنای خارجی خم، ضخیم شدگی دیواره لوله در انحنای داخلی خم و همچنین میزان عدم گردی سطح مقطع با استفاده از شبیه سازی و تست های تجربی، مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. از انتقال حرارت ها و شیب دمایی در شبیه سازی صرف نظر شده و فرآیند به صورت همدما در نرم افزار آباکوس مدل شده است. برای این منظور یک لوله جدار نازک آلومینیومی از آلیاژ 6063 (با نسبت d/t برابر 67/16) تهیه شده است. سپس توسط دستگاه کنترل عددی خم کاری کششی دورانی در نسبت خم بحرانی (r/d برابر 6/1) با زاویه 90 درجه و در دماهای 100، 200 و 300 درجه سانتیگراد خم گردیده است.

چکیده ندارد.