مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی و بهینه‌سازی فاکتور آسیب در سوراخکاری کامپوزیت‌های سه بعدی پارابیم

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه بیرجند
2 مربی/مجتمع آموزش عالی اسفراین
چکیده
کامپوزیت‌ها بدلیل نسبت استحکام به وزن و سفتی بالا، مقاومت بالا در مقابل کمانش و خستگی و بسیاری خواص مطلوب دیگر کاربرد زیادی در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. کامپوزیت سه‌بعدی پارابیم، به دلیل استحکام بالای خمشی و سبکی فوق العاده در مقایسه با دیگر کامپوزیت‌های ساندویجی امروزه جایگاه قابل توجهی را پیدا کرده است. برای اتصال کامپوزیت‌ها به سازه‌های دیگر نیاز به سوراخ‌کاری است. در این پژوهش، به بررسی اثر سرعت دورانی، پیشروی و قطر مته بر میزان آسیب وارد شده به کامپوزیت-های سه‌بعدی پارابیم در حین عملیات سوراخ‌کاری پرداخته شده است. برای ارزیابی تاثیر پارامترهای سوراخ‌کاری بر روی این کامپوزیت‌ها از طراحی آزمایش به روش عاملی کامل استفاده و به‌منظور بررسی عیوب موجود در نمونه‌های سوراخکاری از تکنیک عکاسی دیجیتال بهره گرفته شده است. جهت سنجش میزان آسیب وارد شده به نمونه‌ها، از دو فاکتور تعریف شده استفاده شد: 1- فاکتور شکست ماتریس (MFF)، و 2- فاکتور الیاف برش نخورده (UCFF). تجزیه و تحلیل نتایج تجربی نشان داد که در بین عوامل اصلی، پیشروی و سرعت دورانی به‌ترتیب بیشترین و کمترین تاثیر را بر رویMFF با 23.83 و 0.34 درصد دارند؛ اما نتایج تجربی برایUCFF، حاکی از آن بود که قطر ابزار با 17.17 درصد بیشترین اثر را دارد. همچنین مشخص شد، هر دو فاکتور رفتار مشابهی را در مقابل تغییرات سرعت دورانی داشته و این پارامتر بر خروجی کمترین تاثیر را دارد. سرعت دورانی 1750 دور بر دقیقه، پیشروی 0.1 میلی‌متر بر دور و قطر مته 10میلی‌متر به عنوان سطوح بهینه برای حداقل MFF وUCFF معرفی گردید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation and Optimization of Damage Factor in Drilling of Parabeam Three-dimensional Composites

نویسندگان English

S.M.H. Seyedkashi 1
Mohammad Khoran 2
1 University of Birjand
چکیده English

Composites are widely being used due to their good properties such as high strength to weigh ratio, stiffness, resistance to buckling and fatigue, and etc. in different industries. Parabeam three-dimensional composites have found a remarkable situation due to their high bending strength and extremely low weight compared to other sandwich composites. Drilling is necessary to connect them to other structures. In this research, the effects of rotational speed, feed rate and tool diameter have been studied on the amount of damage in drilling of 3D composites. A full-factorial design of experiments was used to assess the significance of drilling parameters, and digital photography technique with auto focus was used to evaluate the damages from drilling. . The drilling operation was assessed based on two introduced factors including the matrix fracture factor (MFF) and uncut fiber factor (UCFF). The analysis of experimental results showed that among the main Parameters, Feed rate and rotational speed, have highest and lowest impact on MFF by 23.83% and 0.34%, respectively. But the experimental results for UCFF showed tool diameter with 17.17% is the most effective parameter. Both factors have similar behavior against the rotational speed which has the least impact on the output parameter. Rotational speed of 1750 rpm, feed rate of 0.1 mm/rev, and tool diameter of 10 mm were found to be optimal levels to obtain the minimum MFF and UCFF.

کلیدواژه‌ها English

3D composites
Drilling
Design of experiment
Optimization