كلية الهندسة

نوقشت رسالة ماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة الموصل بعنوان “التمثيل الرياضياتي للخصائص الحرارية أثناء اللحام الاحتكاكي الدوار للمواد المتراكبة ذات الأساس المعدني المتشابهة وغير المتشابهة” للطالب فارس ابراهيم صالح احمد في تمام الساعة التاسعة من يوم الثلاثاء الموافق 4/1/2022.
تم عمل نموذج عددي لوصف لحام الاحتكاك الدوار من خلال برنامج (ANSYS-Coupled Field Transient). النموذج العددي كان لكل من الربط المتشابه لسبيكة الالمنيوم (6060-T65) والربط غير المتشابه سبيكة الالمنيوم / 6060-T65 سبيكة الصلب منخفض الكاربون، للمواد غير المتراكبة (التقليدية) وكذلك للمواد المتراكبة ذات الاساس المعدني مع جسيمات سليكات الكاربون (α-SiCp) كمادة تقوية. تم عمل نموذج رياضياتي يوصف الحرارة المتولدة داخل القطع نتيجة الاحتكاك والتشوه الحاصل في القطع, اثناء عملية اللحام. حيث ان انتقال الحرارة خلال القطع اثناء اللحام تم توصيفها من خلال قانون فورييه للتوصيل الحراري. قطر النموذج كان (10 mm) وطول كل نموذج كانت (32 mm). مدى المتغيرات للربط المتشابه كانت: ضغط الاحتكاك (P1: 24-32 Mpa), ضغط التشكيل (P2: 34-70 Mpa) , وقت الضغط (t1: 3-7 sec), وقت التشكيل (t2: 1 sec), السرعة الدورانية (N: 1000-1600 rpm). نطاق المتغيرات للربط غير المتشابه كانت كالتالي: (P1: 50-75 Mpa), (P2: 60-100 Mpa), (t1: 3-7 sec), (t2: 1 sec), (N: 1200-1650 rpm), .النسب الوزنية (wt %) لجسيمات سليكات الكاربون (α-SiCp) كانت: (5wt% α-SiCp), (10wt% α-SiCp), (15wt% α-SiCp). نتائج التحليل العددي اظهرت انه مع زيادة قيمة المتغيرات تؤدي الى ارتفاع درجة الحرارة المتولدة بين النموذجين وكذلك تؤدي الى زيادة النقصان في طول النموذج، اما نسبة تاثير كل متغير على درجة الحرارة القصوى لعملية اللحام كانت كالتالي: (P1: 46.83%),(N: 38.32%), (t1:14.85%) للربط المتشابه وللربط غير المتشابه كانت: (P1: 44.98%),(N: 40.99%), (t1: 14.03%). للربط المتشابه وغير المتشابه كان لضغط الاحتكاك والسرعة الدورانية التاثير الاكبر على درجة الحرارة القصوى في منطقة اللحام, مع تاثير اقل لوقت الاحتكاك, اما ضغط التشكيل ووقت التشكيل فلم يكن لديهما اي تاثير. نسبة تاثير المتغيرات على النقصان في الطول كانت كالتالي: (P1: 31.38%),(P2: 26.2%), (N: 17.68%),(t1: 18.42%), (t2: 6.32%) للربط المتشابه وللربط غير المتشابه كانت كالتالي: (P1: 34.34%),(P2: 20.36%), (N: 20.06%),(t1: 21.3%),(t2: 3.4%). لكل من الربط المتشابه وغير المتشابه كان ضغط الاحتكاك العامل الاكثر تاثيرا على النقصان في طول النموذج, تاتي بعدها بقية المتغيرات بنسب متقاربة مع تاثير قليل لوقت التشكيل. المتغيرات الامثل من اجل الحصول على اعلى حرارة لحام ممكنة للربط المتشابه وغير المنتشابه لوحظت كالتالي (ضغط احتكاك وسرعة دورانية عاليين مع قيمة منخفضة لكل من ضغط التشكيل, وقت الاحتكاك ووقت التشكيل). المتغيرات الامثل من اجل الحصول على اقصى نقصان ممكن في الطول للربط المتشابه وغير المتشابه لوحظت كالتالي (ضغط احتكاك و تشكيل عاليين, سرعة دورانية متوسطة مع وقت ضغط وتشكيل منخفضين). ان تاثير زيادة النسبة الوزنية لجسيمات (α-SiCp) للمواد المتراكبة على درجة الحرارة في المنتصف بين القطعتين للربط المتشابه كان قليل وقد وصلت الزيادة في درجة الحرارة في المنتصف الى (4.5%) للنسبة الوزنية (15%wt α-SiCp) ,اما للربط غير متشابه كان التاثير غير ملاحظ حيث وصلت الزيادة في درجة الحرارة في المنتصف الى (0.85%) للنسبة الوزنية (15%wt α-SiCp). ان النقصان في الطول يقل بشكل كبير مع زيادة النسبة الوزنية لجسيمات (α-SiCp) حيث يصل الى (71%) للنسبة الوزنية (15%wt α-SiCp). اما للربط غير المتشابه فان النقصان في الطول يقل بشكل كبير جدا مع زيادة نسبة جسيمات (α-SiCp) حيث يصل الى (91.1%) للنسبة الوزنية (15%wt α-SiCp). تم عمل مقارنة بين نتائج التحليل العددي مع عدة دراسات عملية سابقة وقد اعطت نتائج ومتقاربة للحرارة الناتجة في المنتصف مع نسبة خطئ بين (2 %) الى (8.7%).
تالفت لجنة المناقشة من أ.د عطا الله جاسم حسين رئيسا وعضوية كل من أ.م.د علاء دحام يونس و م.د يونس محل نجم و أ.د امير سلطان داؤود عضوا ومشرفا اول و م.د عبدالحق عبد القادر حامد عضوا ومشرفا ثانيا.
وبعدها قرأ قرار لجنة المناقشة وتضمن قبول الرسالة مع منح الطالب درجة الماجستير.