Ali Alavi Nia

امروزه استفاده از ورقهای ناهمسان جوشکاری شده (Tailor Welded Blank≡TWB) در صنایع خودروسازی و هوافضا بهدلیل داشتن مزایایی مانند بهبود استحکام موضعی، کاهش وزن، صرفهجویی در هزینه تولید، کاهش در مصرف سوخت و آلودهکنندههای محیط زیست رو به افزایش است. مطالعات زیادی برای بررسی تأثیر عوامل مختلف بر شکلپذیری TWB در حالت شبهاستاتیکی انجام شدهاست. با وجود استفاده گسترده از TWB در ساخت قسمتهای مختلف بدنه خودرو و نیاز به شکلدهی آن در سرعتهای مختلف، اثر سرعت شکلدهی بهعنوان عاملی تأثیرگذار در فرآیندهای شکلدهی TWB تشکیل شده از ورقهای فولادی بررسی نشدهاست. بنابراین، این رساله، با هدف بررسی اثر سرعت شکلدهی بر شکلپذیری TWB و ورقهای تشکیلدهنده آن انجام شد. بدین منظور، از یک دستگاه لیزر رشتهای برای جوشکاری TWB متشکل از ورقهای فولادی St14 با ضخامتهای mm 0/7 و mm 1 استفاده شد. ناحیه جوشکاری شده با استفاده از آزمونهای متالوگرافی و ریزسختی مورد بررسی قرار گرفت. بهمنظور بررسی خواص کششی فلزات پایه و نمونههای TWB، آزمایشهای کشش تکمحوره در پنج نرخ کرنش 0/001، 0/01، 0/1، 1 و s-1 10 و در دمای اتاق انجام شدند. یک قالب شکلدهی با سنبه سرکروی جهت بررسی تجربی شکلپذیری، طراحی و ساخته شد. آزمایشهای شکلپذیری برای ایجاد منحنیهای حد شکلدهی، در روشهای شکلدهی شبهاستاتیکی و ضربهای انجام شدند. برای استخراج منحنی حد شکلدهی عددی، از شبیهسازی اجزای محدود استفاده شد. در شبیهسازی، ناهمسانگردی ماده در نظر گرفته شد و مدل مادی با در نظر گرفتن اثر نرخ کرنش، توسط زیربرنامه ویوهارد وارد شبیهسازی شد. نتایج نشان دادند که وجود ریزساختار بینایتی در ناحیه جوش، باعث افزایش دو برابری ریزسختی این ناحیه نسبت به فلز پایه میشود. در آزمایش کشش، با افزایش نرخ کرنش از s-1 0/001 به s-1 10، استحکام تسلیم ورق mm 0/7، ورق mm 1 و TWB بهترتیب، %86/4، %78/3 TWB 1 و mm 0/7، ورق mm و 81/3% افزایش یافتند. در همین محدوده نرخ کرنش، میزان افزایش استحکام کششی نهایی ورق بهترتیب، 20/9%، 22/8% و 22/9% بود. همچنین، در همه نرخهای کرنش، استحکام تسلیم و استحکام کششی نهایی TWB بالاتر از فلزات پایه و نزدیک به ورق نازک TWB بود. با افزایش نرخ کرنش، افزایش طول کل TWB کاهش یافت. اما، افزایش طول کل فلزات پایه ابتدا با افزایش نرخ کرنش تا s-1 0/1 روند نزولی و با افزایش بیشتر نرخ کرنش، روند صعودی داشت. همچنین، افزایش طول پسایکنواخت فلزات پایه و TWB با افزایش نرخ کرنش بیشتر شد. با افزایش نرخ کرنش تا s-1 10، چند شاخص مهم کرنش 0/7 mm سختی شامل افزایش طول یکنواخت، نسبت استحکام کششی نهایی به استحکام تسلیم و توان کرنش-سختی برای ورق بهترتیب، 33%، 35/2% و 35/5% و برای ورق mm 1 بهترتیب، 33/6%، 31/1% و 31/1% کاهش یافتند. همچنین، رفتار کششی فلزات پایه در نرخهای مختلف کرنش توسط مدل مادی با دقت خوبی پیشبینی شد. برای تحلیل تغییر شکل پلاستیک دو ورق ضخیم و نازک TWB در نرخهای مختلف کرنش، از شاخصهای نسبت ضخامت حدی (LTR) و اختلاف نسبتها (DR) استفاده شد. با افزایش نرخ کرنش، LTR و DR کاهش یافتند. این اتفاق نشان دهنده کاهش تغییر شکل پلاستیک قسمت ضخیم TWB و در نتیجه، کمتر شدن افزایش طول یکنواخت TWB در صورت افزایش نرخ کرنش بود و با نتایج تجربی نیز مطابقت داشت. در شکلدهی شبهاستاتیکی فلزات پایه محل شکست دور از مرکز گنبد بود، اما در شکلدهی ضربهای، شکست در نزدیکی مرکز گنبد ایجاد شد. با این حال، در بیشتر نمونههای تغییر شکل یافته TWB در هر دو سرعت شکلدهی، تمرکز کرنش و شکست در نزدیکی مرکز گنبد و در سمت ورق نازک رخ داد. منحنی حد شکلدهی (FLC) در شکلدهی ضربهای فلزات پایه در مقایسه با شکلدهی شبهاستاتیکی، بهسمت پایین و بهطرف مقادیر مثبتتر کرنش اصلی کمینه جابجا شد. FLC نمونههای TWB در شکلدهی ضربهای در مقایسه با FLC شکلدهی شبهاستاتیکی، بهویژه در سمت چپ نمودار حد شکلدهی، پایینتر بود. حد شکلدهی در حالت کرنش صفحهای (FLC0) در شکلدهی ضربهای فلزات پایه و TWB کمتر از شکلدهی شبهاستاتیکی بود. همچنین، ارتفاع گنبد فلزات پایه و TWB در شکلدهی ضربهای نسبت به شکلدهی شبهاستاتیکی کاهش یافت. این موارد نشان دهنده کاهش شکل- پذیری در شکلدهی ضربهای در محدوده نرخ کرنش متوسط است. نتایج شبیهسازی نشان دادند که در شکلدهی ضربهای نسبت به شکلدهی شبهاستاتیکی فلزات پایه، کرنش اصلی بیشینه و تغییر ضخامت در قسمت محدودتری از نمونه رخ میدهد. در شبیهسازی هر دو سرعت شکلدهی TWB، کرنش اصلی بیشینه و حداکثر کاهش ضخامت در نزدیکی خط اتصال ورقهای تشکیل دهنده TWB و روی ورق نازک رخ داد. همچنین، کرنش پلاستیک و کاهش ضخامت ورق نازک TWB در شبیهسازی شکلدهی ضربهای در مقایسه با شکلدهی شبهاستاتیکی، در محدوده کوچکتری اتفاق افتاد. بهصورت کلی، نتایج شبیهسازی شامل موقعیت شکست، توزیع کرنش و منحنی حد شکلدهی در هر دو روش شکلدهی، انطباق خوبی با نتایج تجربی داشت.

میوه سیب در طی فرآیندهای پس از برداشت تحت تاثیربارهای ضربه ای متعددی قرار می گیرد که منجر به آسیب و کوفتگی مـی گردد. این مطالعه با هدف شبیه سازی نیروها و تحلیل صدمات ایجاد شده در سیب رقم رد دلیشز بر اثر اعمال بارهای ضربه ای، به منظور ارائه راهکارهایی برای طراحی فرآیندها و ماشین آلات مناسب انجام شد. برای رسیدن به این هدف خواص فیزیکی و مکانیکی سیب در سه بخش پوست، گوشت و هسته تعیین گردید. در شبیه سازی المان محدود برای دو بخش گوشت و هسته، مدل ماده ویسکوالاستیک و برای بخش پوست مدل ماده الاستیک-پلاستیک، در نرم افزار آباکوس تعریف شد. در بخش بارگذاری شبیه سازی، پارامترهای مورد نیاز به صورت دینامیکی تعریف شد و نتایج آزمون ضربه پاندول به دو روش نیرو-زمان و سرعت-زمان در 3 سطح ضربه وارد نرم افزار شد و نتایج دو روش شبیه سازی با هم مقایسه شد. حجم آسیب با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی تعیین شد. نتایج نشان داد، در روش شبیه سازی بر اساس داده های نیرو-زمان، حجم کوفتگی 9/5 درصد با نتایج آزمون تجربی و مقدار نیروی برخورد خروجی نرم افزار 76/4 درصد نسبت به آزمون پاندول اختلاف دارد. در روش شبیه سازی بر اساس داده های سرعت-زمان، حجم کوفتگی 97/15 درصد و مقدار نیروی برخورد 63/13 درصد نسبت به آزمون پاندول اختلاف دارد. بنابراین استفاده از داده های نیرو-زمان در شبیه سازی دینامیکی المان محدود، به میزان 70% برآورد بهتری نسبت به روش شبیه سازی بر اساس داده های سرعت-زمان ارائه می دهد.

بررسی تأثیر عملیات اصطکاکی-اغتشاشی بر تحولات ریزساختاری و رفتار مکانیکی ورقهای تولید شده به روش نورد تجمعی پیوندی (ARB)

تولید لوله های کامپوزیت دو جداره مس- آلومینیوم با و بدون نانو مواد به روش FSW/ FSP و بررسی خواص مکانیکی آن ها

سیب زمینی، شبیه سازی، فشار ترگر.

حد بالستیک، فوم.

بررسی خواص مکانیکی جوش های اغتشاشی اصطکاکی قطعات مس?