Table of content

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES

مجلة النهرين للعلوم الهندسية

ISSN: 25219154 / eISSN 25219162
Publisher: Al-Nahrain University
Faculty: Engineering
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences is a refereed scientific engineering journal published by the College of Engineering, Nahrain University two times per year. The journal publishes the scientific output of researchers from Iraq and abroad in the fields of architectural, chemical, civil, computer, electrical, information technology, laser and optoelectronics, mechanical and medical engineering as well as in related fields. Papers written in Arabic and English are accepted and they are subjected to proper evaluation and accordingly classified as follows:
• Original research papers and papers on novel design, analysis or construction methods of great value to the engineers which include basic and practical results.
• Short communications or short discussions on papers which have already appeared in the journal provided that whose text should not exceed 800 words.

The material of the paper should not violate any intellectual property right of any person or entity and should not contain any subject matter that contravenes any laws and should meet ethical standards applicable to the research discipline.

Loading...
Contact info

Editor-in-Chief
College of Engineering Journal
Al-Nahrain University
P.O. Box 64040, Al-Jadyriah
Baghdad-Iraq.
e-mail:jourengnah@gmail.com
m_editor@nahje.com
e_in_cheif@nahje.com
Phone: +964 (0) 7817 202 662

Table of content: 2019 volume:22 issue:2

Article
Study the Effect of Using Microwave Energy in Chemical Processes for Dyeing and Printing Pretreatments of Cotton Fabrics
دراسة تأثير استخدام طاقة الميكروويف في العمليات الكيميائية لتجهيز الأقمشة القطنية للصباغة والطباعة

Loading...
Loading...
Abstract

The research focuses on studying the effect of microwave energy as an alternative heating method on dyeing and printing pretreatments of cotton fabrics. In this research, a microwave oven was used to heat the solutions which used in de-sizing, scouring, bleaching and mercerizing processes at different energy levels. The results showed the importance of this heating method in improving desizing efficiency where the best result was obtained at 180 W and 24 min and this method was beneficial in saving energy and time. The best result in scouring was obtained at 720 watts and 24 minutes, whereas at 720 watts and 20 minutes was the best result in bleaching. We can save energy, time and chemicals compared with the conventional method. The mercerizing by microwave increased the absorption of dye solutions for the samples compared with the traditional method, where the color strength increased by increasing the treatment time and the level of energy in the microwave and the best result was obtained at 900 watts and 90 seconds.يركز البحث على دراسة تأثير طاقة الميكروويف كوسيلة تسخين بديلة على عمليات تجهيز الأقمشة القطنية للصباغة والطباعة. في هذا البحث, تمّ استخدام فرن ميكروويف لتسخين المحاليل المستخدمة في عمليات نزع النشاء والغلي بالقلوي والتبييض والمرسزة عند مستويات مختلفة للطاقة وبيّنت النتائج أهمية هذه الطريقة في التسخين في تحسين كفاءة نزع النشاء حيث كانت أفضل نتيجة عند المستوى 180 واط وزمن 24 دقيقة وبالتالي ساعدت هذه الطريقة في توفير الطاقة والزمن, وكذلك في عملية الغلي بالقلوي فقد كانت أفضل نتيجة عند المستوى 720 واط وزمن 24 دقيقة, أما التبييض فكانت أفضل نتيجة عند 720 واط وزمن 20 دقيقة, وبالتالي ساعدت العمليتان السابقتان في الميكروويف في توفير الطاقة والزمن وكذلك المواد الكيميائية المستخدمة بالمقارنة مع الطريقة التقليدية, أمّا في عملية المرسزة فقد ساعدت هذه الطريقة على زيادة امتصاص محاليل الصبغة للعينات الممرسزة في الميكروويف مقارنة بالطريقة التقليدية حيث ازدادت قوة اللون بزيادة زمن المرسزة ومستوى الطاقة في الميكروويف وكانت أفضل نتيجة عند مستوى 900 واط وزمن 90 ثانية.


Article
The Usage of Time Reverse Technology to Improve the BER Performance and Transmission Rate of IR-UWB System
استخدام تقنية الزمن المعكوس في تحسين أداء معدّل خطأ البت ومعدّل الإرسال للنظام فائق عرض الحزمة مُعتمِد على النبضات الراديوية

Loading...
Loading...
Abstract

Ultra-Wideband (UWB) technology has so many striking characteristics which includes low sensitivity to fading, superior performance, low interference, easy to penetrate in walls as well as in floor. The main motive of this work is to analyze the capability of UWB technology as various aspects and improve its performance, since the main drawback of this system is that the power spectral density of the transmitted signal is rather limited. The MIMO technology may provide a solution by increasing the received SNR for the same transmission power, but the problem in this case is the spatial correlation resulted. To solve the problem two technologies are integrated along with the UWB using Time Reverse (TR) by TR-MIMO and TR-SIMO. Among these integrations, the robust performance of the UWB is analyzed by comparing the transmission rates for a given outage probability. In the last step, the (SIMO/MIMO)-UWB and TR-(SIMO/MIMO)-UWB were compared in terms of BER values to create the way of applying the UWB in so many applications. يمتاز النظام فائق عرض الحزمة (UWB) بالكثير من الخصائص اللافتة والتي تتضمن حساسيته المُنخفضة للخفوت، أداءه الفائق، التداخل المُنخفض وسهولة نفاذ إشاراته عبر الجدران والأرضيات. الدافع الرئيسي لإنجاز هذا البحث يتمثّل بتحليل أداء نظام (UWB) وذلك لتحديد قدراته في جوانب عدّة. العيب الأساسي في هذا النظام هو أن الكثافة الطيفيّة لاستطاعة الإرسال محدودة نسبياً، تقنية المداخل والمخارج المُتعدّدة (MIMO) قد توفّر حلاً لهذه المُشكلة عبر قدرتها على زيادة نسبة الإشارة إلى الضجيج (SNR) المُستقبلة من أجل نفس استطاعة الإرسال، ولكن المُشكلة في هذه الحالة تتمثّل بالارتباط الفراغي الناتج، وكحل لهذه المُشكلة تم دمج تقنيتين مع (UWB) بالاعتماد على تقنية الزمن المعكوس (TR) وهما (TR-MIMO) و(TR-SIMO)، وقد تم تحليل أداء معدّل بيانات هذه الأنظمة الناتجة عند احتماليات انقطاع معطاة. في الخطوة الأخيرة من البحث، تمت مقارنة أداء (BER) لأنظمة (SIMO/MIMO)-UWB و (TR-SIMO/TR-MIMO)-UWB بهدف تحديد المنهجية المُثلى لاستخدام UWB في العديد من التطبيقات.


Article
Inducing Frictional Force to Enhance the Transient Response in Beams
تحفيز القوة الاحتكاكية لتعزيز الاستجابة العابرة في هياكل الحزم المشتركة

Loading...
Loading...
Abstract

This paper studies the effect of contact areas on the transient response of mechanical structures. Precisely, it investigates replacing the ordinary beam of a structure by two beams of half the thickness, which are joined by bolts. The response of these beams is controlled by adjusting the tightening of the connecting bolts and hence changing the magnitude of the induced frictional force between the two beams which affect the beams damping capacity. A cantilever of two beams joined together by bolts has been investigated numerically and experimentally. The numerical analysis was performed using ANSYS-Workbench version 17.2. A good agreement between the numerical and experimental results has been obtained. In general, results showed that the two beams vibrate independently when the bolts were loosed and the structure stiffness is about 20 N/m and the damping ratio is about 0.008. With increasing the bolts tightening, the stiffness and the damping ratio of the structure were also increased till they reach their maximum values when the tightening force equals to 8330 N, where the structure now has stiffness equals to 88 N/m and the damping ratio is about 0.062. Beyond this force value, increasing the bolts tightening has no effect on stiffness of the structure while the damping ratio is decreased until it returned to 0.008 when the bolts tightening becomes immense and the beams behave as one beam of double thickness. تدرس هذه الورقة تأثير مناطق الاتصال على السلوك الديناميكي للهياكل الميكانيكية التي تمسكها البراغي، وتسليط الضوء على التأثير الكبير لقوة الاحتكاك غير الخطية المستحثة بين العناصر الهيكلية للتحكم في استجابة اهتزاز الهيكل. تقدم هذه الورقة التحليل العددي والتحري التجريبي للهيكل المعرض للاهتزاز عابر. هيكل ناتئ، تم اقتراحه، يتكون من شعاع طبقة يربطان معا بواسطة البراغي. تم إجراء التحليل الرقمي باستخدام ANSYS-Workbench ، الإصدار 17.2 ، في حين تم إجراء البحث التجريبي باستخدام منصة تصنيع مُجهزة بأجهزة قياس مناسبة. تم الحصول على اتفاق جيد بين النتائج العددية والتجريبية. أظهرت النتائج أن حزمي الهيكل المقترح سيهتزان بشكل مستقل عند فقدان البراغي، وتصلب كل قيمة حزمة طبقة 17 N / m مع زيادة البراغي المشدودة تصلب الصلابة إلى القيمة القصوى 88 N / m عند 8330 N عندما تشير نسبة التخميد إلى الحد الأدنى للقيمة 0.008 عند فقدان البراغي، مع زيادة البراغي التي تشد، فإن نسبة التخميد تزداد أيضًا حتى تصل إلى قيمة قصوى معينة 0.062 نانومتر / متر. مع استمرار زيادة تشديد البراغي، ستبقى قيمة الصلابة ثابتة بينما تنخفض نسبة التخميد حتى تعود 0.008 عندما يصبح تشديد البراغي كبيرًا جدًا حيث يتصرف حزمة الطبقات كحزمة واحدة بسماكة مزدوجة. وبالتالي، يمكن استخدام وصلات البرغي لتحسين قدرة التخميد للهيكل من ضبط شد البراغي.


Article
Evaluation of Moisture Susceptibility for Modified Open Graded Friction Course Mixes Used Styrene Butadiene Styrene
تقيم حساسية الرطوبة لخلطات مفتوحة التدرج المقاومة للاحتكاك محسنه بمادة ال SBS

Loading...
Loading...
Abstract

Open-graded-fraction-course (OGFC), is a hot asphalt mixture usually utilized as a private purpose wearing course, because of open graded asphalt mixture and aggregates skeleton (stone-on-stone) contact, it contain a relatively high air voids’ percentage, after compaction which are permeable to water. In this research one type of gradation was used (12.5 mm) NMAS, to preparing the OGFC asphalt mixtures, penetration grade 40/50, crushed aggregate, asphalt content prepared with 4 % and up to 6 % by weight of mixture with 0.5 % increments. Optimum asphalt content (OAC) was selected based on these criteria, air voids content, asphalt draindown, permeability, and abrasion resistance (aged and un-aged) condition. The mix performance had been investigated by indirect tensile strength and moisture susceptibility (sensitivity) measured according to the (AASHTO T283-14). Results illustrate that the increasing of asphalt binder content leads to a decrease of the air voids content, abrasion loss and permeability values, while draindown increase, conversely, the indirect tensile strength (ITS) had been significantly increased for both conditions and this is a gaod suggestion to resistance alongside moisture susceptibility. It can be decided that the increasing of asphalt binder percent in OGFC asphalt mixture, leads to an increase in the thickness of binder coating around the aggregates. On the other hand, the influence of modifier that prepared with 4% styrene-butadiene-styrene (SBS) on OGFC asphalt mixture tends to improve the mix properties and exhibit higher (TSR) as compared with original asphalt by (31, 27.7 and 24.4) % at asphalt percent (4.8, 5.3 and 5.8) %, respectively. The SBS improved the adhesion between aggregate and asphalt which leads to reduce stripping of HMA, horizontal deformation, and increased the tensile stiffness modulus value.طبقة الاحتكاك ذات التدرج المفتوح (OGFC) هي خلطة إسفلتية ساخنة يستخدم بشكل خاص كطبقة سطحية، وذلك بسبب التدرج المفتوح للخلطة والذي يعتمد على ربط هيكلية الركام المفتوح (ركام على ركام)، ويحتوي على نسبة فراغات عالية نسبياً، بحيث بعد الحدل تبقى الخلطة محافظة على نفاذيتها العاليه للماء. في هذا البحث تم استخدام تدرج ذو مقاس (12.5 ملم) NMAS لإعداد خلطات اسفلتية مفتوحة التدرج، ذات اسفلت ذو درجة اختراق 40/50 و ركام مكسر ، وبمحتوى اسفلت محضر بنسبة 4٪ الى 6٪ من وزن الخلطة مع زيادة بنسبة 0.5 ٪. تم اختيار أفضل محتوى إسفلتي (OAC) بناءً على المعاييرالاتية : محتوى الفراغات الهوائية و سيلان الاسفلت والمواد الناعمة والنفاذية ومقاومة التآكل لخلطة (متقادمة بالعمر وغير متقادمة). وقد تم دراسة أداء المزيج عن طريق قوة الشد غير المباشرة وحساسية الرطوبة المقاسة وفقاً لـ (AASHTO T283-14). أوضحت النتائج أن زيادة محتوى الأسفلت يؤدي إلى تقليل كل من محتوى الفراغات الهوائية وخسارة النموذج للتآكل وقابلية النفاذية، في حين أن سيلان الاسفلت والمواد الناعمة يزداد. على عكس ذلك، تم زيادة قوة الشد غير المباشره (ITS) بشكل كبير لكلا الحالتين وكان هذا مؤشر جيد ضد مقاومة الخلطة لحساسية الرطوبة. تم استنتاج أن زيادة نسبة القير في الخلطة الإسفلتية مفتوجة التدرج يؤدي إلى زيادة سماكة طبقة الاسفلت حول الركام، من ناحية أخرى، ان تأثير معدل المضاف الذي تم تحضيره بـنسبة 4٪ من (SBS) على الخلطة الأسفلتية ذات التدرج المفتوح أدى إلى تحسين خصائص المزيج الاسفلتي ويظهر أعلى نسبة مقاومة شد (TSR) بالمقارنة مع الأسفلت الأصلي بنسبة (31 , 27.7 , 24.4) ٪ لمحتوى إسفلت (4.8 , 5.3 , 5.8) ٪ ، على التوالي. كما اثبتت النتائج ان الخلطة ذات التدرج المفتوح المحسنة بمادة SBS أدت الى تحسين الاتصاق بين الركام والأسفلت مما يؤدي إلى التقليل من انسلاخ او تطاير مكونات الخلطة HMA)) وكذلك التقليل من التشوه الافقي وزيادة قيمة معامل صلابة الشد..


Article
The Porosity Effect of Stainless Steel Balls on Forced Convection Pipe Flow
تأثير مسامية كرات الفولاذ المقاوم للصدأ على تدفق الأنبوب الحراري القسري

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental study has been carried out to investigate the effects of stainless-steel balls on forced convection flow in pipe under uniform heat flux. Water is used as the working fluid and stainless-steel balls as a porous media. The Reynolds number range from (5000 to 9000) based on the diameter of the pipe. The experiments were conducted on three various numbers of stainless-steel balls (N) with various diameters (dp), which give various porosity (0.33, 0.38 and 0.41). These are (N= 2400, dp=1mm), (N=1600, dp=3mm) and (N= 750, dp=5mm). Results show that, heat transfer coefficient increases with the decrease in the porosity due to the reduction in the space between balls. This led to an increase in turbulence and produced eddies. Furthermore, enhancement in heat transfer coefficient reached its maximum value of (45%) for ball diameter with (dp=1mm) and water flow rate (9 L/min). New Correlation equations for the average heat transfer coefficient were obtained for three different diameters of balls (1, 3 and 5 mm).اجريت دراسة عملية للتحقيق في تاثير كرات الفولاذ المقاوم للصدأ على التدفق الحراري القسري في الأنابيب تحت تدفق فيض حراري منتظم. يستخدم الماء كسائل العمل وكرات الفولاذ المقاوم للصدأ كوسط مسامي. يتراوح عدد رينولدز من (5000 إلى 9000) بناءً على قطر الأنبوب. أجريت التجارب على ثلاثة انواع من الكرات المختلفة في العدد والقطر ( , القطر=1ملم , عدد الكرات= 2400 كرة ( ، (القطر =3 ملم ، عدد الكرات=1600 كرة )، (القطر= 5ملم ، عدد الكرات = 750 كرة) والتي تعطي مسامية مختلفة (0.33 ، 0.38 ، . (0.41 تظهر النتائج أن معامل انتقال الحرارة يزداد مع انخفاض المسامية بسبب انخفاض المسافة بين الكرات وهذا أدى إلى زيادة الاضطراب والدوامات المتولدة. بالاضافة الى ذلك ، فقد تم تحسين معامل انتقال الحرارة إلى أقصى قيمة له بمقدار (45٪) لقطر الكرة ( 1ملم( ومعدل تدفق الماء (9 لتر/ دقيقة.( تم الحصول على معادلات تصحيحية جديدة لمتوسط معامل انتقال الحرارة لثلاثة أقطار مختلفة من الكرات (1 ، 3 ،5 ) ملم .


Article
Influence of Stirring Speed on Mechanical Properties for Cast Nano-Particulate AA7075-Al2O3 Composites
تأثيرسرعة التحريك على الخواص الميكانيكية لمسبوكات متراكب الألمنيوم ذو الجسيمات النانوية AA7075-Al2O3

Loading...
Loading...
Abstract

Aluminum metal matrix composites are widely employed for improving the mechanical properties. Various fabrication routes like liquid state, solid state and liquid-solid state are currently available for producing these materials. The objective of the present work is the fabrication of nano particulate composites AA7075-Al2O3 with different amount of nano particles (20-30 nm) reinforced material Al2O3 (2, 4 and 6 wt%) using stir casting technique at three stirring speeds (300, 850 and 1500 rpm). Tensile tests of these composites were carried-out to obtain the mechanical properties (ultimate strength and ductility). Vickers hardness tests were also performed to obtain the hardness number (VHN) of these materials. All tests were performed at room temperature. The microstructures of the best mechanical properties’ composites were examined for the three stirring speeds. It was revealed that the ultimate strength (Ϭu) and Vickers hardness (VHN) for the composite containing 6 wt% Al2O3 fabricated at 850 rpm show the best properties compared to the other composites fabricated at 300 and 1500 rpm and the matrix. The Ϭu and VHN were increased by about (36.6 %) and (24.5 %) respectively. Ductility of the strongest composite (6 wt% Al2O3 at 850 rpm speed), however, was the least when compared to other composites and the matrix. With increasing the amount of Al2O3, Ϭu and VHN, an increasing trend was noticed while the ductility shows a reduction trend. The maximum reduction in ductility occurred for the composite containing 6 wt% Al2O3 obtained at 850 rpm. The ductility of the developed composite was reduced by (23 %). The optical microstructures of unreinforced, as-cast Aluminum alloy AA7075 and 6 wt% Al2O3 composites for all stirring speeds show dendrite microstructure resulting from the casting process, but the composite at the stirring speed of 850 rpm shows a more refined microstructure. تمتلك المتراكبات التي اساسها معدن الألمنيوم استخدامات واسعة نتيجةً لتحسين المواصفات الميكانيكية لها وتتوفر حالياً طرق تصنيع مختلفة لتصنيع هذه المواد مثل الحالة السائلة والحالة الصلبة والحالة السائلة-الصلبة . ان هدف البحث الحالي هو تصنيع متراكبات نانوية (AA7075-Al2O3 Nano composites) بكميات مختلفة للمادة النانوية (Al2O3) المقواة ذات الحجم الحبيبي (20-30 nm) وبنسبة وزنية (2 ,4 ,6 wt% Al2O3) بأستخدام تقنية السباكة بالتحريك عند ثلاث سرع وهي (300، 850، 1500) دورة بالدقيقة . ولقد اجريت فحوصات لهذه المتراكبات (المقاومة العظمى والمطيلية) وكذلك تم اختبار الصلادة للحصول على عدد فيكوز (VHN). أن جميع الاختبارات أجريت في درجة حرارة الغرفة. تم فحص البنية المجهرية لأفضل خواص ميكانيكية للمتراكبات لثلاث سرع تحريك. أظهرت النتائج أن المقاومة العظمى(Ϭu) وصلادة فيكرز (VHN) للمتراكب المصنع الذي يحتوي (6 wt% Al2O3) و بسرعة (850) دورة بالدقيقة كانت هي الأفضل نسبة" للمتراكبات الاخرى المصنعة بسرع (300، 1500) دورة بالدقيقة وكذلك أفضل من سبيكة الألمنيوم الأساسية (بدون تقوية) وكانت الزيادة في المقاومة العظمى (Ϭu) والصلادة (VHN) بنسبة (36.6%) و(24.5%( على التوالي، وكانت اوطأ مطيلية هي للمتراكب الذي يحتوي على (wt% Al2O3 6) وبسرعة (850) دورة بالدقيقة بالمقارنة مع المتراكبات الاخرى و سبيكة الألمنيوم الأساسية. وبزيادة النسب الوزنية (wt%) للمركب Al2O3 فأن المقاومة العظمى وقيمة الصلادة (VHN) سوف تظهر اتجاها" متزايدا" في حين ان المطيلية سوف تظهر اتجاها" تناقصيا" الى الحد الأدنى الذي يحدث للمتراكب (6 wt% Al2O3) و بسرعة تحريك للمنصهر مقدارها 850 دورة بالدقيقة. تم تقليل مطيلية المتراكب المطور (6 wt% Al2O3) بنسبة (23% ). وقد اظهرت البنية الدقيقة بإستخدام المجهر الضوئي لسبيكة الألمنيوم الأساسية (AA7075) والغير مقواة بجسيمات الألومينا وللمتراكبات التي تحتوي (6 wt% Al2O3) ولجميع سرع التحريك بنية شجيرية (dendrites) نتيجة عملية السباكة ولكن المتراكب (6 wt% Al2O3) عند سرعة تحريك مقدارها (850) دورة بالدقيقة أظهر تنعيماً أكثر لحبيبات البنية المجهرية.


Article
Effect of Different Friction Stir Spot Welding Techniques on the Mechanical Properties and Microstructure of Aluminum AA2024-T3
تأثير استخدام تقنيات لحام الاحتكاك الخلطي النقطي المختلفة على الخواص الميكانيكية والبنى المجهرية لسبيكة الألمنيوم AA2024-T3

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a comparison of using different techniques for stir spot welding of Aluminum 2024-T3, which are refill friction stir spot welding (RFSSW), edited (RFSSW-pin) and conventional friction stir spot welding (FSSW), depending on the obtained tensile shear strength property. Specimens were prepared from AA2024-T3 sheet for chemical analysis and mechanical tests. Workpieces were stir spot welded utilizing the above mentioned techniques at four rotational speeds (2000, 2500, 3000 and 4000 rpm) using tool pin diameters (5 and 7 mm) for conducting the tensile shear tests. The microhardness along the cross section of the welded specimens was conducted at the best conditions as well as the microstructure examination. The comparison results revealed that at the rotational speeds (2000 and 4000 rpm) in both cases of tool pin (5 and 7 mm), the ultimate tensile shear force was slightly higher than that for other speeds. However, the ultimate tensile shear force was found higher at 3000 rpm speed with a tool pin 7 mm. The microhardness results manifested a W-shape at the best conditions. Finally, the microstructure examination depicted the morphology of the main zones of the weld joint.يقدم هذا البحث مقارنة بين استخدام تقنيات مختلفة للحام الاحتكاك الخلطي النقطي لسبيكة الألمنيوم 2024-T3 ،التي تشمل لحام الاحتكاك الخلطي النقطي المعاد الملء (RFSSW) ، لحام الاحتكاك الخلطي النقطي مع المعاد الملء المعدل (RFSSW-pin) و لحام الاحتكاك الخلطي النقطي التقليدي (FSSW) اعتماداً على قوى القص الناتجة من اختبار الشد. تم تحضير العينات من صفيحة من الالمنيوم AA2024-T3 للتحليل الكيميائي والاختبارات الميكانيكية. تم لحام هذه العينات باستخدام التقنيات المذكورة أعلاه بأربعة سرع دورانية (2000 و 2500 و 3000 و 4000 دورة في الدقيقة) باستخدام أقطار لأداة اللحام (5 و 7 ملم) لإجراء اختبارات القص الشدي. أجري فحص الصلادة الدقيقة على طول المقطع العرضي للعينات الملحومة في أفضل الظروف وكذلك الفحصوصات المجهرية. أظهرت نتائج المقارنة أنه في سرعات الدوران (2000 و 4000 دورة في الدقيقة) في كلتا حالتي أداة اللحام (5 و 7 ملم) ، كانت قوة القص الشدي القصوى أعلى قليلاً من تلك السرع الأخرى. كذلك ، كانت قوة القص الشدي النهائي أعلى عند سرعة 3000 دورة في الدقيقة لأداة اللحام 7ملم. أظهرت نتائج الصلادة الدقيقة شكل W في أفضل ظروف لحام. وأخيرا ،اظهر الفحص المجهري المناطق الرئيسية لوصلة اللحام.


Article
Effect of Alumina (Al2O3) Particles on The Mechanical Properties of Magnesium (Mg)
تأثير جزيئات الألومينا (Al2O3) على الخواص الميكانيكية للمغنيسيوم (Mg)

Loading...
Loading...
Abstract

In the present study, magnesium-based composites reinforced with different volume fractions (3, 5, 10, and 15) vol.% of micro sized Al2O3 particulates were fabricated by powder metallurgy technique which involves mixed, compacted and sintered. Powders were mixed by ball milling (without balls) for 6 hours at rotation speed 60 rpm. Then powder was compacted at 550 MPa and sintered at 530˚C for 2 hours. Microstructures of sintered composites have been investigated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD) energy dispersive. SEM image of sinter samples exhibit good bonding between the magnesium matrix and the alumina. The microhardness and wear resistance of micro composites has been improved significantly compared to that of pure magnesium. Highest value of microhardness is 97 HV at the volume fraction of 10 vol.% Al2O3.في هذه الدراسة ، تم تصنيع مركبات أساسها المغنيسيوم معززة بكسور حجمية مختلفة (3، 5، 10، 15 %) كنسبة حجمية. من جسيمات الألومينا المايكروية الحجم والتي تم تصنيعها بواسطة ميتالورجيا المساحيق والتي تتضمن الخلط ، الضغط والتلبيد. تم خلط المساحيق عن طريق خلاط الأسطوانة (بدون كرات) لمدة 6 ساعات بسرعة دوران 60 دورة في الدقيقة. تم ضغط العينات عند 550 MPa وتم تلبيدها عند 530 م˚ لمدة 2 ساعة. تم فحص المجهرية عن طريق مسح المجهري الإلكتروني (SEM) ، تحليل العناصر المركبة للمركب باستخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة (EDS) و أجري تحليل حيود الأشعة .(XRD) تشير النتائج التجريبية لنتائج صورة SEM لمركبات العينات الملبدة إلى وجود ارتباط جيد بين ارضية المغنيسيوم والألومينا. تم تحسين صلادة و مقاومة البلى للمركبات بشكل ملحوظ عند مقارنةً بالمغنيسيوم النقي. أفضل القيم لتحسين 97 HV في الكسر الحجمي 10٪من.Al2O3 أظهر اختبار الضغط أن مقدار للمقاومة الانضغاطية القصوى (UCS) أفضل قيم للتحسين بنسبة حجمية 5% من Al2O3 هي حوالي 179MPa .


Article
An Investigation of the Shearing Forces Using Blanked Carbon Steel Sheets
دراسة عملية لقوى القص لصفائح الصلب الكربوني

Loading...
Loading...
Abstract

An important challenge confronted when using blanking to machine sheet metal is the treatment of the shearing force in demand for great strength and heavy stock. One of the methods used to decrease the needed force is to increase the punch shear angle. In this work, experiments were conducted to study the effect of shear angle for blank that has a diameter of (50 mm) on shear force of a low carbon steel sheet (AISI 1008). Low carbon steel is a very common material used in fabrication of sheet metal components, with thickness of (0.5 mm). Tools used in the blanking tests were one traditional flat end punch and four different bevel sheared rooftop punches which the rooftop punches were compared to. They were (0°, 5°, 10°, 15°, 20°) punches diameters, (49.95 mm) by clearance (0.025mm) for each side, with a blanking speed of (500mm/min). A special blanking die set is designed, manufactured and was cut blank by a hydraulic press with a (20 ton) capacity. The results showed that the blanking forces of (AISI 1008) low carbon steel metal could be decreased radically with best bevel punch geometry. Using (10°) shear angle at the punch end, the cutting forces decreased up to (90%) compared with the ones of the traditional flat end tool. يتمثل التحدي الاكبر الذي يواجهنا عند استخدام التقطيع للصفائح المعدنية في معالجة قوة القص المطلوبة لمواد ذات متانة وسماكة عالية. واحدة من التقنيات المستخدمة للحد من القوة المطلوبة هو زيادة زاوية القص للمخرم. في هذا العمل أجريت التجارب لدراسة تأثير زاوية قص لغفل قطره (50 mm) على قوة القص لصفيحة من فولاذ منخفض الكربون (AISI 1008), الفولاذ منخفض الكربون هو مادة شائعة الاستخدام في تصنيع مكونات الصفائح المعدنية, بسماكة (0.5 mm) وكانت الأدوات المستخدمة في اختبارات التقطيع أربع مخارم ذات اسطح مختلفة الميلان ومخرم تقليدي واحد ذات نهاية مسطحة والذي يتم المقارنة معه ، وهي (°20 ، ° 15، °10 ، °5 ، °0) بقطر mm) 49.95) اي بخلوص (0.05) لكل جانب, بسرعة قطع (500 mm/min). تم تصميم وتصنيع مجموعة قالب خــاصة وتم قـطع الاغفــال بواسطة مـكبس هيدروليكي ذي قدرة (20 ton). أظهرت النتائج أن قوة القطع لمعدن الفولاذ منخفض الكاربون يمكن تخفيضها بشكل كبير مع الميل المثالي لشكل المخرم . باستخدام زاوية القص (°10) عند طرف المخرم ، تقلصت قوى القطع إلى (%90) مقارنة مع الاداة التقليدية ذات النهاية المستوية.


Article
An Analysis of Strain Rate Distribution Using Streamline Model and A Quick Stop Device in Metal Cutting

Authors: Osama A. Kadhim --- Fathi A. Alshamma
Pages: 136-142
Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, a quick stop device technique and the streamline model were employed to study the chip formation in metal cutting. The behavior of chip deformation at the primary shear zone was described by this model. Orthogonal test of turning process over a workpiece of the 6061-T6 aluminum alloy at different cutting speeds was carried out. The results of the equivalent strain rate and cumulative plastic strain were used to describe the complexity of chip formation. Finite element analysis by ABAQUS/explicit package was also employed to verify the streamline model. Some behavior of formation and strain rate distribution differs from the experimental results, but the overall trend and maximum results are approximately close. In addition, the quick stop device technique is described in detail. Which could be used in other kinds of studies, such as the metallurgical observation.


Article
Development of High Performance (Mechanical and Wear Properties) of AA 6061-Hybrid Nano Composites Via Liquid Metallurgy Route
تطوير الاداء العالي للخواص الميكانيكية والترايبولجية للمركب النانوي الهجين لسبيكة المنيوم 6061 بواسطة السباكة المتحركة

Loading...
Loading...
Abstract

This research is devoted to study the influence of different weight percent concerning to the additions of Ti and Cu on mechanical and tribological properties of AA6061. The composite materials consist of different weight percentage of Ti (0.2, 0.4, and 0.6) wt% and constant weight percentage of Cu (0.2) wt% which were fabricated by liquid metallurgy route technique. Microstructural characterization and phases have been examined by using SEM (scanning electron microscopic).SEM examination showed uniform distribution of nano Ti and Cu in AA6061. The consequences of mechanical tests demonstrated clear enhancement in mechanical properties, such as ultimate tensile strength, yield strength, young modulus, ductility% and hardness at additive percentage of 0.4% Ti+0.2%Cu nano particles incorporated into molten AA6061. Percentage of enhancement ultimate tensile strength is about 73.3%, yield strength about 82.7%, young modulus is about 21.2%, the Vickers hardness about 42.6% and the decreasing in ductility was about 25.2% compared with the metal matrix (AA6061). The wear rate test was performed by using pin on disc rig for both hybrid nano composite and base metal (AA6061) under various loads (10,15and 20) N with sliding speed (1.282) m/sec at a (10) min’s time. The results showed a decrease in wear rate at 0.4%Ti+0.2%Cu compared with the base metal (AA6061). Improvement percentage of wear rate is about 105% at 20 N load.اتجه البحث الحالى الى دراسة تأثير نسب وزنية مختلفة للمواد نانوية Ti,Cu بأضافتها الى سبيكة الاساس على الخواص الميكانيكية والترابولجية وتداخل التأكل الكيمياوي الكلالي والموصفات الكهربائية لسبيكة المادة الاساس حيث كان المركب النانوي يحتوي على قيم مختلفة لTiوهي 0.6%,0.4%,0.2% مع ثابت النسبة الوزنية لCu ب .0.2% وتم تصنيع النماذج بطريقة السباكة بالتحريك تم فحص التركيب المجهري بأستخدام المجهر الضوئي والمسحي الالكترونيSEM حيث ان فحص SEM اعطى توزيع منتظم للTi وCu في سبيكة الالمنيوم 6061. الاختبارات الميكانيكة التي اجريت اعطت بشكل واضح تحسن في المواصفات الميكانيكية كمقاومة الشد العظمى واجهاد الخضوع ومعامل يونك والمطيليه والصلادة للتراكيب النانوية، فكانت افضل مواصفات اعطاها هي التركيب النانوي 0.4%Ti+0.2%Cu حيث اعطى نسبة تحسن لمقاومة الشد العظمى حوالي 73.3% واجهاد الخضوع حوالي 82.7% ومعامل يونك 21% وصلادة فيكر حوالي 42.6%وانخفاض في المطيلية حوالي 25.2% مقارنة مع المادة الاساس. تم انجاز فحص معدل البلى بأستخدام جهاز القرص والدبوس للتركيب النانوي الثنائي لتقوية النانو والمعدن الاساس (AA6061 ) تحت عدة احمال (10,15,20 N ) بسرعة m/sec1.282 وبزمن min10 .أوضحت النتائج نقصان في معدل البلى لحالة التركيب النانوي 0.4%Ti+0.2%Cu مقارنة مع المعدن الاساس وأعطت تحسن بمعدل البلى مقداره %105عند الحمل N20 .

Table of content: volume:22 issue:2