آزمایشگاه مکانیک سیالات

شناوری

افت فشار

شدت جریان

پمپ ها

راهنما

مقالات

نیروی شناوری

آزمایش‌ شماره‌ 1 - شناوری‌

عنوان‌ آزمایش‌: نیروهای‌ وارد بر یک‌ جسم‌ غوطه‌ور در مایع‌ ساکن‌

هدف‌ آزمایش‌: بررسی‌ فرمولهای‌ مربوط‌ به‌ نیروی‌ وارد بر یک‌ سطح‌ مغروِق و تعیین‌ مرکز فشار.

مقدمه‌ آزمایش‌: در حالتی‌ که‌ قسمتی‌ از جسم‌ داخل‌ مایع‌ و قسمتی‌ دیگر خارج‌ از مایع‌ باشد جسم‌ را غوطه‌ور گویند و نیروی‌ برآیند وارده‌ از طرف‌ یک‌ سیال‌ ساکن‌ بر جسمی‌ که‌ داخل‌ آن‌ فرو رفته‌ و شناور است‌ را نیروی‌ شناوری‌ گویند نیروی‌ شناوری‌ داخل‌ مولفه‌ افقی‌ نیست‌ چون‌ تصویر جسمی‌ که‌ غوطه‌ور باشد بروی‌ سطح‌ قائم‌ همیشه‌ صفر است‌. اگر سطح‌ آزاد سیال‌ را که‌ با هوا تماس‌ دارد را در المان‌ حجمی‌ استوانه‌ایی‌ غوطه‌ور است‌ را در نظر بگیریم‌ سطح‌ بالایی‌ 0 h عمق‌ کمتری‌ نسبت‌ به‌ 2 h دارد در این‌ صورت‌ داریم‌:

تئوری‌ آزمایش‌:

نیروی‌ برآیندی‌ را که‌ یک‌ سیال‌ ساکن‌ بر جسم‌ شناور یا غوطه‌ور در خودش‌ وارد می‌کند نیروی‌ شناوری‌ می‌گویند. نیروی‌ شناوری‌ همواره‌ قائم‌ و به‌ طرف‌ بالاتر اثر می‌کند. نیروی‌ شناوری‌ موله‌ افقی‌ ندارد زیرا تصویر جسم‌ غوطه‌ور یا بخش‌ غوطه‌ور از جسم‌ در روی‌ صفحه‌ قائم‌ همواره‌ صفر است‌.

برای‌ درک‌ بهتر نیروی‌ شناوری‌ شکل‌ زیر را در نظر بگیرید. نیروی‌ شناوری‌ وارد بر جسم‌ شناور برابر است‌ با مولفه‌ قائم‌ نیروی‌ فشاری‌ وارد بر سطح‌ فوقانی‌ آن‌ (ADC) منهای‌ مولفه‌ قائم‌ نیروی‌ فشار وارد بر سطح‌ تحتانی‌ آن‌ (ABC) .

در شکل‌ زیر نیروی‌ رو به‌ بالای‌ وارد بر سطح‌ تحتانی‌ برابر با وزن‌ مایع‌ خیالی‌ یا واقعی‌ موجود در بالای‌ سطح‌ (ABC) می‌باشد. حجم‌ این‌ مایع‌ در شکل‌ با ABC EFA نشان‌ داده‌ شده‌ است‌. نیروی‌ رو به‌ پائین‌ وارد بر سطح‌ بالایی‌ (ADC) برابر با وزن‌ مایع‌ محصور ADC EFA است‌. تفاضل‌ این‌ دو نیرو، نیروی‌ رو به‌ بالایی‌ است‌ از وزن‌ مایع‌ جابجا شده‌ که‌ توسط‌ حجم‌ شناور ناشی‌ می‌شود مایع‌ جابجا شده‌ توسط‌ جسم‌ را در شکل‌ با ABCD نشان‌ داده‌ایم‌. بناباین‌ خواهیم‌ داشت‌:

در رابطه‌ بالا F(B) نیروی‌ شناوری‌، V حجم‌ مایع‌ جابجا شده‌ و وزن‌ ویژه‌ سیال‌ است‌.

همین‌ فرمول‌ در مورد اجسام‌ شناور نیز صادِق است‌ به‌ شرطی‌ که‌ V را به‌ عنوان‌ حجم‌ مایع‌ جابجا شده‌ در نظر بگیریم‌. این‌ موضوع‌ با بررسی‌ جسم‌ شناور در شکل‌ زیر آشکار می‌شود.

در شکل‌ زیر نیروی‌ قائم‌ وارد بر یک‌ عنصر کوچک‌ از جسم‌ شناور نشان‌ داده‌ شده‌ است‌. این‌ عنصر به‌ شکل‌ منشور بوده‌ و مساحت‌ مقطع‌ آن‌ می‌باشد. بنابراین‌ می‌توانیم‌ بنویسیم‌:

این‌ رابطه‌ حجم‌ عنصر منشوری‌ است‌ با انتگرال‌گیری‌ در محدوده‌ کل‌ جسم‌، می‌توانیم‌ بنویسیم‌:

در رابطه‌ بالا g در سراسر جسم‌ ثابت‌ فرض‌ شده‌ است‌:

همچنین‌ به‌ بیان‌ دیگر:

در یک‌ سیال‌ ساکن‌ نیروی‌ وارد بر هر المان‌ سطح‌ dA یعنی‌ dF عمود بر آن‌ سطح‌ است‌ اگر چنین‌ نیرویی‌ بر یک‌ سطح‌ صاف‌ وارد شود کلیه‌ نیروهای‌ وارد بر سطح‌ با هم‌ موازیند و همچنین‌ مقدار آنها را می‌توان‌ تنها با یک‌ نیرو به‌ نام‌ نیروی‌ برآیند که‌ در نقطه‌ایی‌ به‌ نام‌ مرکز فشار اثر می‌کند نشان‌ داد. در حالتی‌ که‌ سطح‌ بصورت‌ خمیده‌ باشد وضع‌ تفاوت‌ می‌کند بسته‌ به‌ طرِ مختلف‌ قرارگیری‌ یک‌ سطح‌ دلخواه‌ در یک‌ سیال‌، سه‌ حالت‌ زیر را در نظر می‌گیریم‌.

گزارش کار آزمایشگاه

مکانیک خاک

عنوان آزمایش :

دانه بندی مکانیکی خاک

هدف از انجام آزمایش :

منظور از دانه بندی خاک عبارت است از جدا سازی دانه های خاک در اندازه مختلف است که هر قسمت به صورت درصدی از ذرات نسبت به کل نمونه خاک بیان می شود .

معادلات و روابط مورد استفاده در آزمایش :

وزن خاک مانده روی هر الک

100* = درصد مانده روی هر الک

وزن کل نمونه

درصد مانده روی هر الک – 100 = درصد رد شده از هر الک

وسایل مورد نیاز :

1- الک : سری الک های استاندارد در آزمایشگاه مطابق آنچه که در شکل نشان داده شده است می باشد .

ترازو : حساسیت آن باید 2/0 درصد وزن نمونه تحت آزمایش باشد . ترازوی مورد استفاده در آزمایشگاه مطابق شکل می باشد .

گزارش کارآموزی بررسی آزمایشگاه متالورژی شرکت سایپا در 46 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

مقدمه ?
سخت کاری سطحی ( موضعی ) فولاد ?
دسته بندی روشهای سخت کاری سطحی ?
سمانتاسیون با کربن دهی سطحی فولادها ?
کربن دهی گازی ?
گازهای کربن دهی ?
کوره ها ??
عمق نفوذ مؤثر و عمق نفوذ کل ??
کربن دهی مایع ??
مزایا و محدودیتهای کربن دهی مایع ??
کربن دهی جامد ??
روشهای اندازه گیری عمق نفوذ در قشر سمانته ??
سمانتاسیون به روش پلاسمایی ??
نیتراسیون ??
مکانیزم تشکیل قشر نیتروره ??
تأثیر نیتراسیون بر خواص مختلف فولاد ها ??
تصویر میکروسکوپی ??
روشهای مختلف عملیات نیتراسیون ??
مشخصات لایه نیتروره نسبت به لایه کربوره ??
مزایا و معایب نیتراسیون در مقایسه با سایر روشها ??
معایب نیتراسیون ??
پلاسما ??
کاربرد نیتراسیون پلاسما ??
میل لنگ ها ??
انواع چرخ دنده ها ??
مقایسه اقتصادی روشهای گازی و پلاسمایی ??
مزیت های روش گازی ??
مزیت های روش نیتراسیون پلاسمایی ??
فولادهای زنگ نزن ??
علائم DIN برای نامگذاری فولاها ??
نقشه خوانی قطعات ??
اطلاعات بدست آمده از روی نقشه در مورد فیلتر بنزین ??
شناسنامه قطعات ??
بررسی مهره ها و پیچ زانویی هواکش CLC 36
سختی گرفتن از پیچها ??
جمع بندی ??
نام قطعه بررسی شده: سگ دست Knucle ( پراید ) ??
نام قطعه بررسی شده : چشم شیشه شور ??
نام قطعه بررسی شده : دنده دوم پراید (GEAR – SEC 2N) 43
دستگاه کشش ??
بازدید از خط تولید پراید ??
تست های انجام شده بر روی پراید در خط تولید ??









در طی دوره ای که کارآموزی خود را در آزمایشگاه متالوژی شرکت سایپا گذراندم از تجربیات عملی و دانسته های علمی افراد زیر بهره مند شدم . تشکر و قدردانی فراوان را از زحمات :

v دکتر سلمانی

v مهندس طالبی

v مهندس بهمن پور

v مهندس میرکمالی

v مهندس دمیرچی

که در این مدت تمام تلاش خود را در جهت ارتقاء سطح علمی و افزایش تجربیات عملی اینجانب انجام داده اند ، می نمایم .


در دورة کارآموزی در شرکت سایپا واحد آزمایشگاه متالوژی علاوه بر کارهای عملی و تجربی انجام شده در این بخش ، برای هر کار آموز یک پروژه تحقیقاتی که مرتبط با کاربرد متالوژی در صنعت خودروسازی می باشد تعریف شد ، تا کارآموز در کنار کارهای عملی با انجام کارهای تحقیقاتی نیز آشنا شود.

پروژه اینجانب سخت کاری سطحی روشهای آن ، بویژه نیتراسیون پلاسمایی و کاربرد آن در صنعت خودرو می باشد که با راهنمایی و مساعدت دکتر سلمانی انجام گرفت .


سخت کاری سطحی ( موضعی ) فولاد



دو روش کاملاً متفاوت برای سختکاری سطحی یعنی فرآیندی که در آن سطح قطعات سخت شده و در مقابل سایش مقاوم باشند ولی در عین حال مغز آنها همچنان نرم و چقرمه باقی بماند وجود دارد . یکی اینکه فولادی را انتخاب کنیم که کربن کافی داشته و با گرم و سرد کردن سخت شود . در این فولاد ما می توان قسمتهای مورد نیاز را با گرم و سرد کردن سریع سخت کنیم . دوم اینکه فولادی را انتخاب کنیم که ذاتاً قادر نیست تا حد بالایی سخت شود . ولی با تغییر دادن ترکیبات شیمیایی لایه سطحی می توان لایه مذبور را سخت کرد .

دسته بندی روشهای سخت کاری سطحی :

روشهای سخت کاری سطحی از نقطه نظر عملی به چهار گروه عمده شامل :

1 ـ کربن دهی ( کربو رایزینگ )

2 ـ کربن و ازت دهی ( کربو نیترایدینگ )

3 ـ ازت دهی ( نیترایدینگ )

4 ـ ازت دهی و کربن دهی ( نیتروکربورایزینگ )

تقسیم می شوند .


سمانتاسیون با کربن دهی سطحی فولادها :

برای تعداد زیادی از محصولات صنعتی ، نظیر چرخ دهنده ها . خار پیستون ، محورهای انتقال و امثال اینها ، لازم است که سطح قطعه سخت بوده و در عین حال قسمت مرکزی آن ، چکش خواری خود را حفظ کرده و مقاومت به ضربه بالایی داشته باشد ، تا بتواند در مقابل نیروهای دینامیک مقاومت نماید . برای این منظور سطح قطعه را با کربن سمانته می کنند .

هدف از سمانتاسیون اشباع سطح قطعه فولادی از کربن می باشد .

برای سمانتاسیون می توان از سه نوع سمان استفاده کرد . به عبارت دیگر در سمان یا محیط کربن ده ، می توان قطعات را به سه روش مختلف مورد سمانتاسیون با کربن قرار داد :

1 ـ سمانتاسیون با عناصر جامد کربن ده .

2 ـ سمانتاسیون گازی ( یا کربن دهی گازی )

3 ـ سمانتاسیون مایع .

هدف از سمانتاسیون به دست آوردن یک سطح سخت و مقاومت در برابر فرسایش می باشد که با پر کردن سطح قطعه تا حدود 0.8 الی 1.1 درصد و سپس آب دادن آن حاصل می شود . این عمل نیز حد خستگی را بالا می برد .

سمانتاسیون ، عموماً بر روی فولادهای کم کربن ، یا فولادهایی با 18/0 ـ 1/0 درصد انجام می گیرد . برای قطعات بزرگ می توان فولادهایی با کربن کمی بیشتر
( 0.2 – 0.3 درصد ) به کار برد. فولادهایی که عمق نفوذ آب گیری در آنها کم است ، برای سمانتاسیون مناسب است . زیرا با سمانتاسیون این فولاد ها ، قشرهای مجاور زیر قشر سطحی و نیز قسمت مرکزی قطعه ، از کربن محیط سمانتاسیون اشباع نشده و چکش خواری خود را ، بعد از آب دادن سطح قطعه ، حفظ می کنند . در موارد متعددی لازم است که فقط قسمتهای معینی از یک قطعه سمانته شود. در این صورت بخشهایی را که نباید سمانته شوند را می توان از یک رسوب الکترولیتیک مسی ( به ضخامت 04/0 تا 03/0 ) و یا لفافهای مخصوص پوشانید .

این لفانها معمولاً از مخلوطی از تالک با رس سفید ( کائولن ) که کاملاً نرم شده و با شیشه محلول ( چسب شیشه یا سیلیکات سدیم ) خمیر گردیده است ، تشکیل شده اند . چون در هنگام سمانتاسیون این خمیرها به راحتی ترک برمی دارند ، لذا نمی توانند کاملاً در مقابل نفوذ کربن مؤثر باشند . روش مطمئن پوشش دادن با الکترولیت مس است .

عمق نفوذ کربن یا ضخامت قشر سمانته ، طبق تعریف ، فاصله از سطح سمانته تا صفحه‌ای است که سختی آن به 550 ویکرز برسد . ( استاندارد SIS 11700 8 ) .

غلظت کربن در قشر سطحی فولادهای کربنی باید به حدود 0.8 الی 1.1 درصد برسد .

اگر درصد کربن در قشر سطحی ، از مقدار فوق تجاوز نماید . سمانتیت آزاد و درشت در سطح تشکیل شده و کیفیت سطح فولاد را پایین می آورد .

در فولادهای کربنی عملاً تشکیل کربور، در فاز آستنیت در اثر دیفوزیون ، غیر ممکن است در حالی که در مورد فولادهای حاوی عناصر آلیاژی نظیر V,MO,Mn,CN .

بر عکس ، در موقع سمانتاسیون تشکیل قشر دو فازه آستنیت + کربور ، به وفور دیده می شود در این حالت ، کربورهای رسوب یافته عموماً یک شکل کروی دارند .

سمانتاسیون فولادهایکه کرم ، مولیبدن با منگنز در خود دارند ، می تواند غلظت کربن در سطح تا حدود 2 ـ 8/1 درصد برساند .

فولادهای زنگ نزن :

فولادهای زنگ نزن به دلیل کروم زیاد ، مقاومت به خوردگی بالایی دارند . برای تولید این نوع فولادهای بایست در حدود 12% کروم اضافه نمود . کروم سطح فلز را با تشکیل یک فیلم پسیواکسیدی مقاوم به خوردگی می نماید . برای تولید فیلم اکسیدی نیاز به محیط اکسیدی داریم .

اضافه کردن نیکل به فولاد زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در محیط طبیعی یا اکسیدی ضعیب بهبود بخشیده و موجب افزایش قیمت آن می شود نیکل انعطاف پذیری و چکش خواری را نیز بهبود می بخشد و ساختار CC F آستنیت را در دمای محیط پایدار می کند .

مولیبدن ، هنگامی که به فولاد زنگ نزن اضافه می شود ، مقاومت به خوردگی را در حضور یونهای کلرید ، بهبودی بخشد ، در حالی که آلومینیم مقاومت را در دماهای بالا بهبود می دهد .

گروههای مهم فولاد زنگ نزن عبارتند از :

¨ آلیاژهای آهن کروم

¨ آلیاژهای نیکل ـ کروم ـ کربن

¨ آلیاژهای آهن کروم ـ کربن

محلول اچ فولادهای زنگ نزن که از روی کتاب :

An Introductiory to Metullurgical Labaratory techniques.

استخراج شده عبارتست از :

3 Parts Concentraded hydroclorich acid.
1 Parts Concentraded hy hydronitric acid.
6-8 Parts glycring .



شناسنامه قطعات



هر یک از قطعات خودرو دارای شناسنامه ای مجزا می باشند که این شناسنامه ها در شرکت بایگانی شده و به هنگام لزوم به آنها مراجعه می شود هر شناسنامه دارای دو جلد است .

مشخصات موجود در جلد شناسنامه به شرح زیر است :

نام قطعه به زبان فارسی و اصلی ، شماره فنی قطعه ، نام مجموعه اصلی به زبان فارسی و اصلی ، شماره فنی مجموعه اصلی ، نوع خودرو / مدل
فرم گردش کار در شرکت تامین کننده قطعه
نوع قطعه از لحاظ عملکرد ( مکانیکی ـ برقی ـ بدون عملکرد )
اطلاعات و مشخصات فنی قطعه شامل جنس ( ترکیب شیمیایی وخواص مکانیکی) ، پوشش ، شعاعهای خم نامعین ، شعاعهای برش نامعین وضعیت سطع و ….
شرح آزمایشات ابعادی و ظاهری : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
نـوع آزمایشـات پلیمری : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه .
نوع آزمایشات متالوژیکی : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
نوع آزمایشات عملکرد و دوام : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
کنترل نمونه ( گزارش نتایج آزمایشها )
نقشه های ضمیمه شده

در جلد دوم شناسنامه متن تمام استاندارد های مربوط به قطعه گنجانده شده است .

سختی گرفتن از پیچها



تعدادی پیچ که برای بررسی به آزمایشگاه ارجاع داده شده بود ، پس از برش بوسیلة اره و سوهان زنی در سطح مقطع بریده شده ، بوسیله دستگاه مانت ، مانت گرفته شده و سپس با توجه به شمارة فنی هر پیچ ، مشخصات استاندارد هر پیچ شامل سختی سطح ، سختی مغز ، جنس و نوع پوشش استخراج شد . با توجه به اینکه می دانستیم که این پیچها سخت کاری سطحی شده است ، لذا برای اینکه بتوانیم سختی سطح و سختی مغز را با توجه به فاصله از سطح تعیین کنیم ، سختی آنها بوسیلة دستگاه میکرو سختی سنج اندازه گرفته شد .

دستگاه سختی سنج سختی را به ما بر حسب HV می دهد که با توجه به اعداد بدست آمده از روی قطر نقطه اثر و مراجعه به جدول ، معادل سختی بر حسب ویکرز بدست می آید .

همچنین دستگاه سختی سنج فاصله نقطه اثر که در آن نقطه سختی را می گیریم تا سطح قطعه بر حسب mm را مشخص می نماید .

چند نمونه از موارد بررسی شده :

نام قطعه بررسی شده : screw tapping

شماره فنی : k99865-C425B

درخواست کننده : سایپا کره

نام سازنده : کره

نوع پوشش : Black paint

جنس پیچ : size to szzc

سختی سطح در رنج قابل قبول : 450-750 HV

ضخامت قابل قبول : 0.1 – 0.23