مطالعه آزمایشگاهی و عددی فرآیند خشک شدن سرامیک‌ها و ایجاد ترک درآنها

نوع مقاله: گزارش تحقیقاتی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

2 استادیار گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

3 دانشجوی دکتری گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

اکثر عیوب خشک کردن محصولات سرامیکی به علت انقباضی است که در اثر حذف رطوبت از قطعه طی خشک شدن رخ می‌دهد. سرعت هوا، دمای محیط، درصد رطوبت قطعه و محیط پارامترهای تاثیر گذار بر خشک کردن سرامیک‌ها هستند. بررسی تجربی اثرات عوامل فوق بر روی خشک شدن قطعه، وقت گیر و هزینه بر است که مدل‌سازی فرآیند می‌تواند راه مناسبی برای مطالعه آن باشد. از مدل خشک شدن می­توان به عنوان ابزاری مناسب جهت مهندسی معکوس در راستای طراحی و ساخت قالب‌های سرامیکی استفاده نمود. همچنین مدل­سازی، توانایی شناسایی تمرکز تنش را دارا بوده و می­توان پارامترها را در راستای کنترل و یا حذف تنش ها تغییر داد. در این تحقیق به طور تجربی فرآیند خشک شدن یک قطعه سرامیکی با حجم 100×50×20 میلی‌متر مکعب در سه دمای C°35، 55 و 75 انجام شد و همزمان تغییرات درجه حرارت سطح قطعه طی فرآیند خشک شدن به کمک دوربین ترموگرافی بررسی گردید. تاثیرات دمای خشک­کن بر توزیع تنش، انقباضات، ایجاد ترک و مدت زمان رسیدن به ترک مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از آزمایشات، ضرایب نفوذ رطوبت و انتقال جرم محاسبه و مدل سازی فرآیند انجام شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Vogel HJ, Hoffman H, Roth K (2005) Study of crack dynamics in clay soil. Geodema 125: 203–211.

[2] Peron H, Delenne JY, El Youssoufi MS (2009) Discret element modeling of drying shrinkage and cracking of soils. Comput. Geotech 36: 61–69.

[3] Hallet PD, Newoson TA (2005) Describing soil crack formation using elastic-plastic fracture mechanics. Eur J Soil Sci 56: 31–38.

[4] Costa S, Kodikara JA (2008) Modeling of desiccation crack development in clay soils. IAMCMAG 12: 141–152.

[5] Hu LB, Pe’ron H (2006) Numerical and phenomenological study of desiccation of soil. Geotech Geol Eng 148: 166–177.

[6] Shi B, Liu C, Zhaho L, Wang B (2008) Influencing factors of geometrical structure of surface shrinkage cracks in clayed soils. Environ Geol 101: 204–217.

[7] Kasschieter EF (2002)On the risk of cracking in clay drying. Chem Eng 88: 133–138.

[8] Keum YT, Jeong JH, Auh KH (2000) Finite-element simulation of ceramic drying process. ceramic process research 10: 112–126

[9] Denis A (2002) Introduction to drying of ceramic. Brosnan Clemson. South Carolina.

[10] Guven I (2006) The finite element method and application in engineering using, Erdogan Madenci. The University of Arizona.

[11]. Janjai S (2008) Finite element simulation of drying of mango. Biosys Eng 99: 523–531.

[12] باقریان م (1389) کنترل کیفیت محصولات تولیدی به کمک ماشین بینایی و تحلیل محصو.، پایان‌نامه فوق‌لیسانس، گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند.

[13] باقریان م، خلیلی خ (1390) بررسی تاثیرات ضخامت قطعه بر انقباضات خشک شدن. اولین کنفرانس بین المللی خاور میانه.

[14] Bagherian M, Khalilia K, Khisheh S (2013) Numerical simulation of drying ceramic using finite element and machine vision. procedia technology 8: 386–391.