---

تبدیل گاز گلخانه­ای دی­اکسیدکربن به مواد شیمیایی با ارزش افزوده که به عنوان تکنولوژی سوخت‏های خورشیدی شناخته شده است به دلیل داشتن پتانسیل رفع همزمان مشکل گرمایش جهانی و محدودیت منابع انرژی، از آغاز قرن بیست ویکم توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در همین راستا، در پژوهش حاضر فوتوکاتالیست دی­اکسیدتیتانیوم (TiO_۲) اصلاح شده با بیسموت و مس(CuBiT)، با استفاده از روش سل ژل و تلقیح مرطوب تهیه شده و به عنوان کاتالیزور در تبدیل فوتوکاتالیستی دی­­اکسیدکربن به متان تجدیدپذیر ارزیابی گردید. نتایج آنالیز­های پراش پرتو ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)  صحت ساخت نانوذرات TiO_۲ با اندازه کریستال­های حدود ۲۰ نانومتر را تایید نمودند که با افزودن بیسموت به ساختار آن،  اندازه ذرات کوچکتر شدند. همچنین، به کمک آنالیز­ های طیف سنجی انرژی پرتو ایکس (EDX) و آنالیز  پراکندگی عناصر (Elemental mapping) مشخص شد که بیسموت و مس به  طور یکنواخت در ساختار نانوذرات وارد شده­اند. آنالیز طیف سنجی بازتاب پخشی (DRS)  نیز کوچکتر شدن گاف انرژی را در نمونه های حاوی بیسموت و مس نشان داد که موجب جذب نور در ناحیه مرئی می­شود. بعلاوه، نتایج آنالیز طیف سنجی فوتولومینسانس (PL) نیز کاهش چشمگیر نرخ بازترکیبی الکترون و حفره ها را در نانوکامپوزیت تهیه شده نشان می­دهد. نتایج آزمایش­های احیای دی­اکسیدکربن مشخص کرد که واردکردن ۳ درصد وزنی بیسموت و ۱,۵ درصد وزنی از مس در ساختار TiO_۲ میزان تولید متان را نسبت به TiO_۲ خالص تا ۶,۳ برابر افزایش خواهد یافت. این فعالیت فوق­العاده در تولید متان را می­توان به توانایی ترکیبات بیسموت در جذب و فعال­سازی مولکول‏های دی­اکسیدکربن و جداشدن موثر حاملان بار که به وسیله مس ایجاد شده است، نسبت داد. مزید بر موارد مذکور، کوچک­تر شدن اندازه ذرات در کنار افزایش سطح ویژه کاتالیست نیز نقش مثبت قابل توجی در بهبود سرعت احیای دی­اکسیدکربن داشته است.

---

---

 

---

---

در این مقاله، فرایند و برپایی سامانه جوشکاری میکروپلاسما بر روی ورق نازک از آلیاژ تیتانیوم Ti-۳Al-۲,۵V گزارش شده است. جوشکاری با استفاده از تجهیزات متداول جوش قوسی با گاز محافظ (GTAW) به همراه مشعلی که در طی این پژوهش طراحی و ساخته شد، گزارش شده است. نمونه¬های تجربی با پارامترهای کنترل شده شامل: جریان، ولتاژ، سرعت جوشکاری و گذر نرخ حجمی گاز محافظ تحت جوشکاری قرار گرفتند. خواص مکانیکی و ریزساختار نمونه¬های جوشکاری شده مورد بررسی قرار گرفت تا پارامترهای مناسب جوشکاری مشخص شود. آزمایش¬های مکانیکی شامل آزمون کشش، خمش و میکروسختی¬سنجی نشان داد که در صورت تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری، جوش فاقد ترک و شکاف بوده و استحکام کشش نمونه¬های جوشکاری شده به فلز اصلی بسیار نزدیک است در حالی که سختی فلز جوش از فلز اصلی و منطقه تحت تاثیر گرما (HAZ) بیشتر می¬باشد. آزمایش¬های شکست¬نگاری، طیف سنجی پراش اشعه X و متالوگرافی برای مطالعه سطح شکست و تغییرات ریز¬ساختار مورد استفاده قرار گرفتند. این آزمایش¬ها نشان دادند که به طور کلی شکست نمونه¬ها از نوع شکست نرم بوده و تغییر فاز مارتنزیتی از فاز در درجه حرارت بالا به فاز سوزنی شکل در منطقه جوش و (HAZ) اتفاق می¬افتد.

---

چکیده امروزه نانوذرات جایگاه گسترده ای در صنایع غذایی بویژه صنعت بسته بندی پیدا کرده اند. حضور این مواد در ساختار ماده بسته بندی می تواند سبب بهبود ویژگیهای مکانیکی، حرارتی و نفوذپذیری ماده بسته بندی شود. در این بررسی از نانوذرات TiO_۲ در ساختار بسته بندیهای پلی اتیلن ترفتالات استفاده شد. برای تولید فیلمهای نانوکامپوزیتی، اختلاط نانوذرات با PET به روش مخلوط کردن مذاب انجام شد. مورفولوژی این فیلمها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. شفافیت فیلمها با استفاده از اسپکتروفتومتری مرئی-فرابنفش و نفوذپذیری فیلمها نسبت به بخار آب با استفاده از روش وزنی ارزیابی شد. خواص حرارتی نانوکامپوزیتها با استفاده از روش کالریمیتری روبشی افتراقی (DSC) و بررسی ویژگیهای مکانیکی با استفاده از تست کشش انجام شد. نتایج آزمایشها نشان داد که میزان عبور نور از فیلمهای نانوکامپوزیتی در محدوده مرئی و ماوراء بنفش در مقایسه با پلیمر خالص کاهش پیدا کرد. حضور نانوذرات بویژه در سطح ۳% سبب افزایش درجه بلورینگی نانوکامپوزیتهای حاصل شده و در ارتباط با خواص مکانیکی حضور نانوذرات TiO_۲ در ماتریس PET سبب افزایش چقرمگی نانوکامپوزیت شد. پارامترهای انرژی اتلاف و ازدیاد طول در نقطه شکست معیارهای مرتبط با چقرمگی پلیمر هستند. افزایش نانوذرات تاثیر قابل ملاحظه ای در کاهش نفوذپذیری فیلمهای PET نسبت به بخار آب داشت. بطور کلی افزودننانوذرات TiO_۲ سبب بهبود ویژگیهای مکانیکی و حرارتی بسته بندیهای PET شده و نفوذپذیری فیلمها را به علت طولانی کردن مسیر عبور گازها کاهش می دهد. بهبود ویژگیهای ماده بسته بندی می تواند نقش موثری در افزایش زمان ماندگاری مواد غذایی داشته باشد.

---

چکیده- در این تحقیق، خواص مکانیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌های شامل ماتریسی از دو فاز پلیمری پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌اتیلن خطی چگالی پایین (LLDPE)، تقویت شده با نانوذرات اکسید تیتانیوم (TiO۲) بررسی شده است. ترکیبات شامل ۰، ۲ و ۴ درصد وزنی نانوذرات TiO۲ و نیز ۲۰، ۴۰ و ۶۰ درصد وزنی LLDPE و عامل سازگارکننده‌ی استایرن- اتیلن- بوتیلن- استایرن (SEBS) توسط یک اکسترودر همسوگرد تهیه شدند. آزمون‌های مکانیکی و آنالیز حرارتی برای تعیین استحکام‌های ضربه و کششی، مدول الاستیسیته، ازدیاد طول تا پارگی، دماهای ذوب (Tm) و بلورینگی (Tc) ترکیبات انجام شدند. مشاهده شد که با حضور نانوذرات TiO۲ مدول الاستیسیته نسبت به ترکیب پایه PP/LLDPE ۹ درصد افزایش می‌یابد. استحکام ضربه نیز افزایش، اما استحکام کششی و ازدیاد طول تا پارگی کاهش می‌یابند. نیز دماهای ذوب و بلورینگی و درصد بلورینگی PP اندکی افزایش یافته، اما دماهای ذوب و بلورینگی و درصد بلورینگی LLDPE تغییر خاصی نمی‌کنند.

---

یکی از اقدامات لازم در خصوص مدیریت پسماند، جمع­آوری و تصفیه شیرابه است. تاکنون از روش­های مختلفی برای تصفیه شیرابه استفاده شده که یکی از این روش­ها که به تازگی مورد توجه قرار گرفته، فرایند فتوکاتالیستی است. در این پژوهش تصفیه تکمیلی شیرابه کمپوست با استفاده از نانو ذرات TiO_۲ تثبیت شده بر بستر بتنی و با تابش نور UV، در مقیاس آزمایشگاهی بررسی شد. شیرابه استفاده شده از خروجی تصفیه‌خانه یکی از مراکز تولید کمپوست کشور که در دو مرحله تصفیه بیولوژیکی می‌شود تامین شد. در این فرایند از لامپ­های UV-C با توان­های مختلف در محدوده ۱۰۷-۸ وات که در فاصله ثابت ۱۰ سانتی‌متر از سطح شیرابه قرار داشت استفاده شد. ابتدا به منظور تعیین تاثیر هر یک از پارامترهای اصلی موثر بر فرایند، آزمایش­های شاهد در شرایط تاریکی مطلق، بستر بتنی بدون پوشش نانو ذرات و اشعه UV تنها انجام، و تاثیر هر یک از عوامل مذکور به صورت مجزا بر حذف بار آلی از شیرابه ارزیابی شد. در ادامه تاثیر هم‌زمان عوامل یاد شده مورد بررسی قرار گرفته و در شرایط بهینه بیشینه حذف COD و رنگ به ترتیب ۶۲ و ۳۳ درصد در ۵pH=، زمان ماند ۲۰ ساعت، پوشش دهی نانو ذرات به میزان ۶۰ گرم بر متر مربع و با استفاده از لامپ UV با توان ۷۷ وات حاصل شد. با در نظر گرفتن استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست کشور، فرایند فتوکاتالیستی UV/TiO_۲قادر به کاهش بار آلی شیرابه برای استفاده در کشاورزی است.

---

فرآیند برش جت آب همراه با ذرات ساینده، شکاف برشی با لبه‌های زاویه دار و هندسه‌ای خاص بر روی قطعه کار تحت برش ایجاد می‌نماید. این موضوع باعث بروز محدودیت‌هایی در کاربردهای برش جت آب شده و یا نیاز به ماشینکاری لبه‌ها را در برخی موارد به وجود می‌آورد. در این مقاله نتایج تحقیقات انجام شده بر روی هندسه شکاف برش آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V در فرآیند برش جت آب همراه با ذرات ساینده ارائه گردیده است. بدین منظور از روش ترکیبی تاگوچی و تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی برای بهینه سازی همزمان مشخصه‌های هندسه شکاف برش در فرآیند برش آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V با جت آب همراه با ذرات ساینده که فرآیندی چند متغیره غیر خطی است، استفاده گردید. پارامترهای ورودی فرآیند برش جت آب همراه با ذرات ساینده، بر روی نرخ براده‌برداری و خصوصیات سطح برشکاری شده تاثیر می‌گذارند. پارامتر‌های ورودی فرآیند شامل فشار جت آب، سرعت پیشروی، نرخ ریزش ذرات ساینده و فاصله نازل تا سطح قطعه کار پارامترهای مورد مطالعه این تحقیق می‌باشند. انتخاب مناسب پارامتر‌های ورودی این فرآیند منجر به حداقل نمودن مشخصه‌های پهنای بالای شکاف برش، شیب شکاف برش و انحراف شکاف برش می‌شود لذا انتخاب مناسب پارامتر‌های ورودی از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است. نتایج به دست آمده از این روش نشان می‌دهد که روش ترکیبی تاگوچی و تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی یک راه حل مناسب برای بهینه‌سازی فرآیند جت آب همراه با ذرات ساینده است.

---

میکروفرزکاری یکی از فرایندهای ساخت قطعات مینیاتوری است. به دلیل خواص منحصر به ‌فرد آلیاژ Ti۶Al۴V، مانند مقاومت در برابر اکسیداسیون، خستگی، خوردگی و همچنین کاربرد آن در صنایع حساس، در این تحقیق به مطالعه‌ زبری و عرض پلیسه تشکیل شده در فرآیند میکروفرزکاری این آلیاژ پرداخته می‌شود. پارامترهای ماشین‌کاری از جمله سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش محوری به عنوان ورودی‌های فرایند در نظر گرفته شدند. آزمایش‌ها در حضور دو سیستم روان‌کاری تَر و نیمه‌خشک انجام گرفت. ابزار میکرو به کار رفته در آزمایش‌ها نیز، فرز انگشتی کاربایدی سرتخت به قطر ۵/۰ میلیمتر با روکش TiAlN بود. به منظور طراحی و تحلیل نتایج، از روش تاگوچی استفاده گردید. نتایج نشان داد که سرعت برشی و نرخ پیشروی به ترتیب، موثرترین پارامترها روی زبری سطح و اندازه پلیسه در میکروفرزکاری آلیاژ تیتانیوم بودند و افزایش هر دوی آن‌ها، موجب کاهش مقدار زبری و عرض پلیسه شد. همچنین روان‌کاری نیمه‌خشک عملکرد بهتری روی کیفیت سطح قطعات میکروفرزکاری داشته است و این تاثیر در سرعت‌های برشی و عمق‌های برش بالا برجسته‌تر بود. در نهایت بهترین شرایط کیفیت سطح در هنگام استفاده از سیستم روان‌کاری نیمه خشک و در شرایط سرعت اسپیندل ۳۰۰۰۰ دور بر دقیقه، پیشروی ۸/۰ میکرومتر بر لبه برنده و عمق برش ۶۰ میکرومتر حاصل شد.

---

مدل‌سازی ریاضی مرحله‌ای مهم در طراحی و بهینه‌سازی ابزار و پارامترهای عملیات شکل‌دهی فلزات است. نمودار حد شکل‌دهی فلزات نیز به عنوان یک ابزار کارآمد در تولید بهینه قطعات به روش شکل‌دهی، مورد توجه محققان قرار گرفته است. با توجه به شکل‌پذیری اندک آلیاژهای تیتانیوم و کاربردهای فراوان این آلیاژها در صنایع پیشرفته نظیر هوا و فضا، مطالعه رفتار این آلیاژها در شکل‌دهی، اهمیت فراوانی پیدا کرده است. با توجه به هزینه‌های بالای روش‌های تجربی تعیین حد شکل‌دهی مخصوصاً در دماهای بالا، روش عددی، توجه محققان زیادی را جلب کرده است. روش عددی تحت تأثیر مدل‌سازی دقیق رفتار الاستیک-پلاستیک ماده است. در آلیاژ Ti-۶۴ تیتانیوم، رفتار نامعمول مکانیکی از قبیل ناهمسانگردی پلاستیک و عدم تقارن کشش و فشار در جهت‌های مختلف مشاهده می‌شود. در این مقاله روش عددی مارشینیاک به همراه سطوح تسلیم کازاکا و هیل در محاسبه حد شکل‌دهی آلیاژ Ti۶۴ به کار رفته است. ملاحظه می‌گردد که پیش‌بینی حد شکل‌دهی با استفاده از سطح تسلیم کازاکا به نتایج تجربی موجود نزدیک‌تر است. علت این موضوع، پیش‌بینی بهتر سطح تسلیم کازاکا از رفتار آلیاژ تیتانیوم از قبیل ناهمسانگردی در ضرایب لانکفورد و تنش‌های تسلیم است. پیش‌بینی سطوح تسلیم هیل و کازاکا از ضرایب لانکفورد و تنش‌های تسلیم مقایسه شده است.

---

در این پژوهش، فیلمهای امولسیونی بر پایه پکتین به روش قالبریزی، تهیه شدند و اثرات نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و موم کارنوبا به طور همزمان، بر روی خواص مکانیکی و خاصیت ضد میکروبی فیلمها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات نفوذپذیری به بخار آب کاهش پیدا کرد. نتایج آزمایشات مکانیکی صورت گرفته بر روی فیلمها نشان داد که با افزودن موم کارنوبا بر روی فیلمهای پکتینی، مقاومت کششی فیلمها نسبت به فیلم شاهد، کاهش پیدا کرد. اما نانوذرات دیاکسید تیتانیوم باعث افزایش مقاومت کششی شد. بیشترین مقاومت کششی در مورد فیلمهای حاوی %۱ نانوذرات دیاکسید تیتانیوم مشاهده شد. همچنین موم کارنوبا باعث افزایش کشسانی فیلمها شد ولی نانوذرات دیاکسید تیتانیوم بالعکس، باعث کاهش کشسانی فیلمها شدند. در مورد ویژگیهای ظاهری فیلمها نتایج نشان داد که نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و کارنوبا در ساختار زیستبسپار، شفافیت و روشنایی فیلمها را کاهش داد. در مورد شاخص زردی، موم کارنوبا باعث افزایش زردی و نانوذرات دیاکسید تیتانیوم باعث کاهش زردی شدند. نتایج آزمون ضد میکروبی نشان داد که با افزایش میزان نانوذرات دیاکسید تیتانیوم اثر بازدارندگی فیلمها در مقابل باکتری اشریشیا کلی بیشتر شد و غلظت %۳ بیشترین اثر بازدارندگی را از خود نشان داد. همچنین فیلمهای از نظر مورفولوژی و توزیع نانوذرات TiO۲ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD)، بررسی شدند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نانوذرات میزان تجمع و کلوخهای شدن نانوذرات افزایش یافت.

---

در این تحقیق نانوکامپوزیت بر پایه بیوپلیمر کربوکسی‌متیل‌سلولز (CMC) و از طریق افزودن نانوذرات مونت‌موریلونیت (MMT) (۱، ۳ و ۵% وزنی-وزنی CMC) با روش قالب‌گیری تهیه گردید. سپس، به نمونه حاوی ۵% نانو رس نانوذرات دی-اکسید تیتانیوم (TiO۲) (۱، ۳ و ۵% وزنی-وزنی CMC) اضافه شد تا نانوکامپوزیت هیبرید تولید شود. در نمونه‌های تولید شده ویژگی‌های مقدار رطوبت، دانسیته، جذب رطوبت و خواص مکانیکی اندازه‌گیری شدند. همچنین، توزیع نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات سبب افزایش اندک محتوای رطوبت و متراکم‌تر شدن فیلم‌ها گردید. در حضور MMT (۵%) از مقدار جذب رطوبت فیلم‌ها بیش از ۳۰% کاسته شد که با اضافه شدن TiO۲روند کاهش جذب رطوبت ادامه یافت. افزودن نانو رس سبب تقویت فیلم‌ها و افزایش مقاومت به کشش (UTS) و مدول یانگ (YM) شد که البته به تقلیل ازدیاد طول تا نقطه شکست انجامید. در ادامه، اضافه شدن TiO۲به این نانوکامپوزیت‌ها منجر به سست شدن آن‌ها و کاهش UTS و YM شد. توزیع مناسب نانوذرات در فیلم به‌ویژه در غلظت‌های پایین از طریق تصاویر SEM به اثبات رسید. در مجموع، هر چند فیلم‌های حاوی نانو رس دارای عملکرد بهتری در مقایسه با CMC بودند ولی اضافه شدن نانوذرات TiO۲ به این مجموعه سبب بهبود بسیاری از ویژگی‌های عملکردی نانوکامپوزیت‌ها شد و قابلیت استفاده از آن را به‌عنوان یک ماده بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر افزایش داد.

---

آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V یکی از پرکاربردترین آلیاژهای صنعتی است که بیشترین استفاده را در صنایع مهم و پر مخاطره دارد، یکی از ملزومات ماشینکاری چنین قطعاتی دستیابی به سلامت سطح مناسب است. ماشینکاری تخلیه الکتریکی با استفاده از ذرات معلق در دی‌الکتریک، فرآیندی است که مکانیسم آن با فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سنتی متفاوت است و اغلب به منظور دستیابی به صافی سطح مناسب در ماشینکاری تخلیه الکتریکی از آن استفاده می‌گردد. در این مطالعه دو نوع نانوپودر اکسید سیلسیم و اکسید آلومینیوم به سیال دی‌الکتریک، در فرآیند ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V اضافه می‌گردد؛ تا تاثیر افزودن آنها بر روی مشخصه‌های خروجی فرآیند تخلیه الکتریکی از جمله نرخ براده برداری، سایش نسبی ابزار و صافی و سلامت سطح مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد. سطح نمونه‌های ماشینکاری شده و سطح مقطع برش خورده آنها با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی و عمق لایه متاثر از حرارت مطالعه گردد. نتایج نشان می‌دهد که افزودن نانوپودرها بویژه نانوپودر اکسید سیلسیم باعث افزایش نرخ براده برداری شده، تاثیر نانوذرات بر روی فرسایش نسبی ابزار به تنظیمات و شرایط ماشینکاری بستگی دارد. تاثیر نانوپودر اکسید سیلسیم بر روی افزایش صافی سطح بیشتر از نانوپودر اکسید آلومینیوم می‌باشد، سلامت سطح ماشینکاری شده از لحاظ وجود میکروترکها و عمق لایه تغییر یافته در اثر حرارت، با افزودن نانوذرات بهبود یافته است.

---

نانوسیال ترکیبی است که با افزودن ذرات در مقیاس نانو (۱۰۰ نانومتر) به یک سیال پایه باهدف بهبود انتقال حرارت حاصل می‌شود. یکی از کاربردهای نانوسیالات، استفاده در سیستم‌های انتقال حرارتی مانند ترانسفورماتورها و رادیاتور اتومبیل می‌باشد. این نانوسیالات باید دارای توانایی بالای انتقال حرارت و در برخی موارد عایق الکتریکی باشند. در این پروژه تحقیقاتی در ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده ( اکسید تیتانیوم، اتیلن گلیکول و آب)، خواص تأثیرگذار برای نانوسیال به‌منظور بهبود انتقال حرارت مانند هدایت حرارتی، ویسکوزیته و دانسیته توسط روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی و مطالعات نظری موردبررسی و بحث قرار می‌گیرد. داده‌های خروجی از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی به‌عنوان ورودی روش شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی مورداستفاده قرار گرفت تا تأثیر ترکیب درصدهای مختلف اجزا تشکیل‌دهنده نانوسیال در ضریب انتقال حرارت موردبررسی قرار گیرد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که اضافه کردن نانو ذرات به سیال پایه باعث بهبود هدایت حرارتی نانوسیال و همچنین افزایش دانسیته و ویسکوزیته سیال پایه می‌شود. مطالعات نظری انجام‌گرفته در این زمینه حاکی از دقت بالای شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی می‌باشد. لازم به ذکر است که روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیرتعادلی می‌تواند به‌عنوان روشی مؤثر و دقیق در بررسی نانوسیالات مورداستفاده قرار گیرد. کد استفاده‌شده در شبیه‌سازی‌های رسانش هدایتی، نوع جدید و بهبودیافته‌ای از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی غیر تعادلی می‌باشد که میزان خطا در شبیه‌سازی‌ها را به مقدار قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. از دیگر مزیت‌های این کد می‌توان به کاهش چشمگیر زمان انجام شبیه‌سازی نسبت به روش‌های مشابه اشاره کرد چون شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نیازمند صرف زمان زیاد برای انجام شبیه‌سازی‌ها می‌باشند.

---

یکی از فرآیندهای ماشینکاری معمول و پرکاربرد برای ماشینکاری فلزات و آلیاژهای سخت که با روشهای ماشینکاری سنتی قابلیت ماشینکاری پایینی دارند، ماشینکاری تخلیه الکتریکی است. با توجه به ماهیت ترموالکتریکی این فرآیند، تغییرات خواص متالورژیکی و مکانیکی سطح ماشینکاری شده و ایجاد تنشهای پسماند در قطعات اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V با فرآیند تخلیه الکتریکی به کمک ارتعاشات فراصوتی ابزار انجام شده است و تاثیر ارتعاشات فراصوتی ابزار بر بازده ماشینکاری و سلامت سطح تولیده شده از جمله میکروترکهای ایجاد شده، تنشهای پسماند و سختی سطح ارزیابی شده است. سطح نمونه‌های ماشینکاری شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی مطالعه گردد؛ تنشهای پسماند ناشی از فرآیند در امتداد عمق سطوح ماشینکاری شده، با روش نانوایندنتیشن ارزیابی شده و سختی سطوح ماشینکاری شده با استفاده از دستگاه میکروسختی سنج اندازه گیری شده‌ است. نتایج نشان می‌دهد اعمال ارتعاشات فراصوتی بازده فرآیند ماشینکاری را افزایش داده (میانگین افزایش %۹۰ در نرخ براده برداری)، باعث کاهش مقدار و اندازه میکروترکهای سطح شده، توزیع تنشهای پسماند را تغییر داده و سطح آن را (تقریباً %۱۷) کاهش داده است؛ افزایش سختی سطح در ماشینکاری تخلیه الکتریکی با ارتعاشات فراصوتی تقریباً %۱۳ بیشتر از فرآیند سنتی تخلیه الکتریکی است.

---

ایجاد تنش‌های پسماند و اعوجاج از مهمترین معایب فرایند جوشکاری می‌باشد که تعیین مقادیر و توزیع آن‌ها اهمیت زیادی در طراحی سازه‌ها به خصوص در صنایع فضایی دارد. در این تحقیق، از روش المان محدود برای تحلیل رفتار حرارتی- مکانیکی ناشی از جوشکاری تیگ در یک پوسته کروی استفاده شده است. پوسته کروی مورد مطالعه از جنس آلیاژ تیتانیوم(Ti-۶Al-۴V) و با ضخامت ۲ میلیمتر بوده است. مدل‌سازی فرایند جوشکاری، بصورت کوپل غیر مستقیم حرارتی- مکانیکی صورت گرفت. جوشکاری تیگ بر اساس تغییرات مشخصه‌های شدت جریان و سرعت پیش‌روی جوش و در شش حالت مختلف بررسی شد و مقدار ولتاژ در همه حالت‌ها برابر با ۱۲ ولت در نظر گرفته شد. توزیع دما، تنش‌های پسماند و اعوجاج ناشی از جوشکاری تیگ پوسته کروی تیتانیومی برای شش حالت مختلف جوشکاری استخراج و با یکدیگر مقایسه گردید. تاثیر مشخصه‌های شدت جریان و سرعت جوشکاری بر اعوجاج و تنش‌های پسماند جوشی بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش شدت جریان و کاهش سرعت پیش‌روی بیشترین تاثیر را روی تنش پسماند محیطی طولی دارد که میزان افزایش این تنش حداکثر به %۴۴ برای کاهش سرعت پیش‌روی گردید. اعوجاج ناشی از جوشکاری نیز با افزایش شدت جریان و کاهش سرعت پیش‌روی حداکثر مقدار %۱۳۲ افزایش را نشان داد.

---

امروزه با ظهور سیستم های کامپیوتری پیشرفته تر، امکان شبیه سازی و مدل کردن مسایل بسیار پیچیده با دقت های بالاتر میسر گردیده و از این رو استفاده از شبیه سازی های نرم افزاری بعنوان روشی جایگزین بجای آزمایش های فیزیکی در تحلیل و بهینه سازی عملکرد فرایندها با رویکرد کاهش هزینه و زمان مصرفی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. بکارگیری این روش ها در مورد میکروفرایندها که مشکلات اندازه گیری های تجربی بعلت کاهش مقیاس از ماکرو به میکرو بیشتر می شود، اهمیت بسزایی یافته است. در این تحقیق از یک مدل سه بعدی برای شبیه سازی فرایند میکروفرزکاری در نرم افزار دیفرم استفاده شده است. اثر پارامترهای برشی بر مشخصه هایی از فرایند نظیر نیروی برش، دما و سایش ابزار مورد ارزیابی قرار گرفت. برای اعتبارسنجی مدل از نتایج نیرویی اندازه گیری شده به روش تجربی استفاده شد که مطابقت بسیار زیادی بین نتایج شبیه سازی و تجربی مشاهده گردید. نتایج نشان از قابلیت بالای مدل تهیه شده در پیش بینی رفتار فرایند داشته است.

---

انتخاب جنس و اندازه ابزار و همچنین تعیین پارامترهای ماشین‌کاری همواره یکی از چالش‌های پیش رو در عملیات ماشین‌کاری به ویژه در ماشین‌کاری سرعت بالا می‌باشد. در این تحقیق تاثیر یکی از پارامترهای مهم ماشین‌کاری یعنی نرخ پیشروی و اندازه ابزار بر طول عمر آن، در ماشین‌کاری آلیاژ تیتانیوم (Ti-۶Al-۴V) با سرعت بالا مورد مطالعه قرار گرفته است. سرعت ماشین‌کاری با مقدار ثابت ۲۰۰m/min، نرخ پیشروی مقادیرmm/tooth ۰,۰۳، ۰.۰۶ و عمق بار محوری و شعاعی به ترتیب۵ mm و ۱.۵ mm به عنوان پارامترهای ماشین‌کاری در نظر گرفته شده است. ابزارهای برش از جنس کاربید تنگستن با پوشش دو لایه TiALN+TIN در دو اندازه متفاوت در عملیات ماشین‌کاری به کار گرفته شد. در حین عملیات ماشین‌کاری آستانه فرسایش(VB) ابزارها کنترل و توسط میکروسکوپ، اندازه‌گیری و ثبت شد. نتایج نشان داد هنگامی که عملیات ماشین‌کاری با ابزار اندازه کوچک‌تر انجام گرفت، در هر دو نرخ پیشروی انتخابی علاوه بر سایش تدریجی، کندگی‌هایی نیز در نوک ابزار مشاهده گردید. همچنین حین استفاده از ابزار با اندازه کوچکتر افزایش نرخ پیشروی تاثیر بیشتری برکاهش طول عمر ابزار نسبت به ماشین‌کاری سرعت بالا با ابزار اندازه بزرگتر دارد. کاهش نرخ پیشروی به میزان ۵۰ درصد باعث افزایش ۲۰۰ درصدی طول عمر ابزار با اندازه کوچکتر گردید.

---

از روش‌های نوین برش ورق‌های فلزی، برش توسط لیزر است. در این روش، میزان ناحیه متأثر از حرارت و در نتیجه تغییر ساختار ماده پایه و نیز اعوجاج نسبت به سایر روشهای حرارتی بسیار کم بوده و کیفیت برش خوبی ارائه می دهد. کنترل ناحیه متأثر از حرارت هنگام برش لیزری ورق تیتانیوم به علت هدایت حرارتی پایین و تمایل بالا به واکنش شیمیایی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به کمک آرایه متعامد L۱۶ تاگوچی اثرات تعدادی از مهمترین پارامترها بر روی عرض این ناحیه هنگام برش ورق نازک تیتانیوم خالص تجاری به کمک لیزر پیوسته دی اکسید کربن مورد ارزیابی قرار گرفت. این پارامترها شامل ترکیب گاز خنثی کمکی، فاصله نازل برش از ورق، سرعت برش و توان لیزر است. متالوگرافی نمونه‌ها، تأثیرات هر یک از پارامترها و شرایط بهینه بررسی شد. با استفاده از نتایج، پیشنهاد شده است در برش ورق نازک تیتانیوم سرعت تا حد ممکن بالا انتخاب شود و انرژی جداسازی لازم از طریق تغییرات در توان لیزر تأمین شود. استفاده از گاز کمکی هلیوم به جای آرگون نیز تأثیر قابل توجهی بر کاهش عرض ناحیه متأثر از حرارت نشان داد. در پایان، تغییرات ریزساختار و سختی ارائه شده است.