• شماره ركورد
    31446
  • پديد آورنده

    سيد امير حسين احمدي

  • عنوان
    شبيه‌سازي عددي و بررسي تجربي ويژگي‌هاي كيفيت سطح تحت ماشينكاري خشك و برودتي AISI 420
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مكانيك - ساخت و توليد
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1403/7/15
  • استاد راهنما
    دكتر بهنام داودي - دكتر سيد علي نيكنام
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي مكانيك
  • چكيده
    كيفيت سطح در تعيين عملكرد يك قطعه اهميت زيادي دارد به طوري كه بخش قابل توجهي از خرابي قطعات از سطح آنها شروع مي شود. زبري سطح يك پارامتر مهم هنگام توصيف سطح است و در صنايع توليدي، يك سطح بايد در محدوده خاصي از زبري باشد. بنابراين، ارزيابي زبري سطح براي كنترل كيفيت ماشينكاري قطعه كار حياتي است. يكي از اهداف مورد نظر اين پژوهش بررسي تاثير برخي پارامتر هاي ورودي از جمله محيط ماشينكاري خشك و برودتي و همچنين سه سطح از سرعت برشي، نرخ پيشروي و شعاع نوك ابزار بر ويژگي هاي كيفيت سطح تحت ماشينكاري فولاد ضد زنگ AISI 420 مي‌باشد. در اين راستا، ابتدا شبيه‌سازي دو بعدي توسعه يافت و سپس بر اساس نكات برجسته آن، مدل سه‌بعدي گسترده‌اي تنظيم گرديد كه مشكل در اندازه ذخيره‌سازي داده و هزينه هاي پردازش آن ظاهر گشت. با هدف رفع اين موارد در ادامه مدل شبيه‌سازي به روش المان محدود FEM به صورت سه‌بعدي و بر اساس هندسه‌ي عمليات تراشكاري با استفاده از نرم‌افزار ABAQUS/CAE 2021 توسعه يافت و بهينه شد. پس از ارائه و تحليل داده‌هاي عددي و تجربي، نتايج شبيه‌سازي عددي با استفاده از داده‌هاي حاصل از آزمايشات تجربي مورد صحت‌سنجي و ارزيابي قرار گرفت. علي‌رغم مشاهده شدن پديده چتر در تعدادي از تست‌هاي تجربي، مشخص‌شد با استفاده از مدل‌هاي توسعه‌يافته‌ي اين پژوهش زبري سطوح ماشينكاري شده ساير آزمون‌ها با دقت كمتر از 1 ميكرومتر شبيه سازي شدند. در ادامه با كمك تحليل هاي آماري ANOVA تاثير برخي از پارامتر‌هاي برشي بر خروجي ماشينكاري كه شامل برخي از ويژگي‌هاي پركاربرد كيفيت سطح مي‌باشد بررسي گرديد. در نتايجحاصل از اين شبيه‌سازي‌ها روندهاي تاثير پارامتر‌هاي مورد بررسي بر روي زبري سطوح مطابق با روند‌هايي كه در ماشينكاري تجربي ديده مي‌شود ارزيابي شد. بر همين اساس نتايج عددي و تجربي نشان‌دهده تاثير شديد افزايش نرخ تغذيه بر افزايش زبري سطح و همچنين تاثيرات افزايش سرعت برشي و شعاع نوك ابزار بر كاهش زبري سطح بودند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/08/06
  • عنوان به انگليسي
    Numerical simulation and experimental investigation on surface quality attributes under dry and cryogenic machining of AISI 420
  • تاريخ بهره برداري
    10/6/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سيداميرحسين احمدي

  • چكيده به لاتين
    Surface quality plays a significant role in determining the performance of a component, as a considerable portion of component failures originates from the surface. Surface roughness is an important parameter in describing a surface, and in manufacturing industries, a surface must fall within a specific range of roughness. Therefore, assessing surface roughness is crucial for quality control in workpiece machining. One of the objectives of this research is to examine the effect of certain input parameters, including dry and cryogenic machining environments, as well as three levels of cutting speed, feed rate, and tool nose radius, on surface quality characteristics during the machining of AISI 420 stainless steel. In this regard, a two-dimensional simulation was initially developed, and based on its key insights, a more extensive three-dimensional model was created, which revealed issues related to data storage size and processing costs. To resolve these issues, a three-dimensional finite element method (FEM) simulation was further developed and optimized based on the geometry of the turning operation using ABAQUS/CAE 2021 software. After presenting and analyzing the numerical and experimental data, the results of the numerical simulation were validated and eva‎luated using data from experimental tests. Despite the occurrence of chatter in some experimental tests, it was found that using the developed models in this study, the surface roughness of the machined surfaces in the remaining tests was simulated with an accuracy of less than 1 micrometer. Furthermore, through ANOVA statistical analysis, the effect of some cutting parameters on machining output, including certain commonly used surface quality characteristics, was examined. The results from these simulations eva‎luated the trends of the examined parameters' effects on surface roughness in accordance with the trends observed in experimental machining. Accordingly, the numerical and experimental results demonstrated the significant impact of increased feed rate on raising surface roughness, as well as the effects of increased cutting speed and tool nose radius on reducing surface roughness.
  • كليدواژه هاي فارسي
    شبيه سازي عددي , تراشكاري AISI 420 , كيفيت سطح , ماشينكاري خشك , ماشينكاري برودتي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Numerical simulation , Turning of AISI 420 , Surface quality , Dry machining , Cryogenic machining
  • Author
    Seyed Amirhossein Ahmadi
  • SuperVisor
    Dr. Behnam Davoodi - Dr. Seyed Ali Niknam