Table of content

Al-Khwarizmi Engineering Journal

مجلة الخوارزمي الهندسية

ISSN: 18181171 23120789
Publisher: Baghdad University
Faculty: Engineering - Al-Khawarizmi
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Khwarizmi Engineering Journal (KEJ) is publishing by the AL-Khwarizmi college of Engineering – University of Baghdad. KEJ is open access; peer reviewed and published quarterly online and in print version. Manuscripts may be submitting in English language. KEJ is devoted to the publication of high quality scientific papers on theoretical as well as practical developments in all areas of Engineering and Technology that has not previously been published and not been submitted for publication elsewhere in any format and that there are no ethical concerns with the contents or data collection. At least two referees, who known scholars in their fields, evaluate each paper.
Ethics
Publishing responsibilities of authors
The publication of an article in a peer-reviewed journal is an essential building block in the development of a coherent and respected network of knowledge. It is a direct reflection of the quality of work of the author and the institutions that support them. Peer-reviewed articles support and embody the scientific method. It is therefore important to agree upon standards of expected ethical behavior. Not allowed offensive, abusive, racist or obscene or sexual connotations.
Journal URL:
http://www.iasj.net/iasj؟func=issues&jId=19&uiLanguage=en , http://www.alkej.com

Loading...
Contact info

Website: http://alkej.uobaghdad.edu.iq
e-mail: Sci_journal@kecbu.uobaghdad.edu.iq
Mobile: 07827211405
P.O.Box: 47008-Jaderiyah
Baghdad-Iraq

Table of content: 2015 volume:11 issue:1

Article
Thermal Field Analysis of Oblique Machining Process with Infrared Image for AA6063-T6
تحليل المجال الحراري لعمليه التشغيل المائله

Loading...
Loading...
Abstract

Metal cutting processes still represent the largest class of manufacturing operations. Turning is the most commonly employed material removal process. This research focuses on analysis of the thermal field of the oblique machining process. Finite element method (FEM) software DEFORM 3D V10.2 was used together with experimental work carried out using infrared image equipment, which include both hardware and software simulations. The thermal experiments are conducted with AA6063-T6, using different tool obliquity, cutting speeds and feed rates. The results show that the temperature relatively decreased when tool obliquity increases at different cutting speeds and feed rates, also it is found that the mean tool rake face temperature distribution decreases with increase of tool obliquity. The result also show that the maximum error between the predicted and measured temperatures by IR camera was between 6-27 °C.أﻥ ﺍﻏﻠﺏ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺎﺕ ﺍﻟﺘﺼﻨﻴﻌﻴﺔ ﻭﺍﻟﺘﺸﻐﻴﻠﻴﺔ ﺘﻨﺠﺯ ﺒﺎﺴﺘﺨﺩﺍﻡ ﻤﻜﺎﺌﻥ ﺍﻟﺘﺸﻐﻴل ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ,ﺤﻴﺙ ﺘﻤﺭﺍﻟﻤﺸﻐﻭﻻﺕ ﺒﺴﻠﺴﻠﺔ ﻤﻥ ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺎﺕ ﺍﻟﺘﺸﻐﻴﻠﻴﻪ ﺍﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﺍﺒﺘﺩﺃ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﺎﺩﺓ ﺍﻻﻭﻟﻴﻪ ﻭﺼﻭﻻ ﺍﻟﻰ ﺍﻟﻤﻨﺘﺞ ﺍﻟﻨﻬﺎﺌﻲ، ﻭﺘﻌﺘﺒﺭ الخراطه الاكثر استخداما في عمليات قطع المعادن, هذا البحث يركز على تحليل التوزيع الحراري خلال عمليات القطع المائل بأستخدام طريقه العناصر المحدده (FEM) وتطبيقها في برنامج DEFORM 3D V10.2 . تم استخدام ماده الالمنيوم AA6063-T6 بظروف تشغيل متعدده (سرع قطع, تغذيه, ميلان الاداه) .اظهرت نتائج القياسات الحراريه بالاشعه تحت الحمراء ذات الدقه العاليه بعد مقارنتها مع نتائج طريقه العناصر المحدده(FEM) انخفاض متوسط درجات الحراره عند وجه جرف الاداه عند زياده ميل الاداه عند سرعه قطع وتغذيه مختلفه,وكذلك اظهرت النتائج اعلى نسبه خطاء بين درجه الحراره المتوقعه والمقاسه بالكاميرا الحراريه يتراوح بين6-27 °C .

Keywords

Infrared --- Deform-3D --- tool obliquity --- turning.


Article
Stabilizing Gap of Pole Electric Arc Furnace Using Smart Hydraulic System
استقرار فجوة قطب فرن القوس الكهربائي باستخدام منظومة الهيدروليكية الذكية

Loading...
Loading...
Abstract

Electric arc furnace applications in industry are related to position system of its pole, up and down of pole. The pole should be set the certain gap. These setting are needed to calibrate. It is done manually. In this research will proposed smart hydraulic to make this pole works as intelligent using proportional directional control valve. The output of this research will develop and improve the working of the electric arc furnace. This research requires study and design of the system to achieve the purpose and representation using Automation Studio software (AS), in addition to mathematically analyzed and where they were building a laboratory device similar to the design and conduct experiments to study the system in practice and compared with simulation. Experimental tests show that the performance of electro hydraulic closed loop system (EHCLS) for position control is good and the output results are good and acceptable. The practical results and simulation using (AS) software are clearly convergence. It was concluded that the possibility of the implementation of this project in industrial processes such as electric arc furnaces to control the distance between the pole and smelting molten material in addition to other applications. التطبيقات فرن القوس الكهربائي في الصناعة ترتبط بوضع القطب وحركته صعودا وهبوطا. يجب تعيين موقع محدد للقطب. اعداد ذلك يتطلب معايرة تتم يدويا. في هذا البحث اقترح منظومة هيدروليكية ذكية لجعل هذا القطب يعمل ذكيا باستخدام صمام السيطرة الهيدروليكية الاتجاهي التناسبي. إخراج هذا البحث طبق في فرن القوس الكهربائي. يتطلب هذا البحث دراسة وتصميم نظام لتحقيق الغرض والتمثيل باستخدام برنامج (Automation Studio 5.2) بالإضافة إلى تحليلها رياضيا وحيث تم بناء جهاز وختبري مماثل لتصميم وإجراء التجارب لدراسة النظام عمليا و مقارنة مع Simulation . من الاختبارات التجريبية تبين ان أداء (EHCLS) للسيطرة على الموقع واخذت النتائج العملية وقورنت مع نتائج Simulation وكانت متقاربة ومقبولة. علاوة على إمكانية تنفيذ هذا المشروع في العمليات الصناعية مثل أفران القوس الكهربائي للسيطرة على المسافة بين القطب وصهر المواد المنصهرة اضافة الى التطبيقات الأخرى.


Article
Effect of Bearing Compliance on Thermo-hydrodynamic Lubrication of High Speed Misaligned Journal Bearing Lubricated with Bubbly Oil
تاثير التشوه المرن على التزيت الهديروديناميكي الحراري للمساند المقعدية اللامتمركزة المحاور والمزيتة بزيت حاوي على الفقاعات الهوائية

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work the effect of bearing compliance on the performance of high speed misaligned journal bearing lined with a compliant PTFE liner lubricated with bubbly oil at high speeds has been studied. The effect of induced oil film temperature due to shearing effect has been implemented. Hydrodynamic effect of the complaint bearing and the influence of aerated oil have been examined by the classical thermohydrodynamic lubrication theory modified to include the effect of oil film turbulence and oil film temperature with suitable models for bubbly oil viscosity and density. The effect of liner elastic deformation has been implemented by using Winkler model. The effects of variable density and specific heat on the most importantbearing parameters such as maximum pressure, maximum temperature, bearing load carrying capacity and power losses have been investigated.The results obtained show that the oil film pressure and load carrying capacity increased for the bearing lubricated with bubbly oil of higher aeration level and smaller size of air bubbles. Including the effect of elastic deformation of the bearing liner reduces the oil film pressure, load carrying capacity and frictional power loss for the misaligned bearing working at the same circumstancesيعالج العمل الحالي تاثير التشوه المرن على الخصائص الادائية للمساند المقعدية المبطنة بمادة مرنة (التفلون) واللامتوازية المحاور التي تعمل عند سرعات عالية عندما تزيت بزيت يحتوي على نسبة من الفقاعات الهوائية . تضمن البحث ايضا دراسة تاثير درجة الحرارة المستحثة في طبقة الزيت والناتجة عن قص طبقات الزيت نتيجة لدوران محور المسند. تمت معالجة المسالة موضوعة البحث باستخدام نظرية التزيت الثرموهيدروديناميكية المدلة لتاخذ بنظر الاعتبار الاضطراب في طبقة الزيت ودرجة حرارة طبقة الزيت وباستخدام موديلات رياضية مناسبة لدراسة تاثير وجود الفقاعات الهوائية على كثافة ولزوجة الزيت.تم تضمين تاثير التشوه المرن للطبقة المبطنة باستخدام موديل وينكلر. تم دراسة تاثير كثافة الزيت وسعته الحرارية المتغيرة مع درجة الحرارةعلى عوامل الاداء الاكثر اهمية للمسند وهي الضغط ودرجة الحرارة الاعظم للزيت وقابلية تحمل المسند للاحمال وضياع القدرة. اظهرت النتائج المستحصلة في هذا البحث زيادة في الضغط وقابلية التحميل للمسند المقعدي المزيت بزيت فقاعي ذي نسبة تهوية عالية وحجم فقاعات صغير.كما اظهرت النتائج انخفاض قيمة ضغط الزيت وقابليته على التحميل وفقدان القدرة الناتجة عن الاحتكاك عند الاخذ بنظر الاعتبار تاثير التشوه المرن للطبقة المبطنة للمسند لامتمركز المحاور والذي يعمل تحت الظروف نفسها اعلاه.


Article
Energy Saving of Heat Gain by Using Buried Pipe Inside a Roof
ترشيد في كسب الطاقة الحرارية بأستخدام الأنابيب المدفونة في السقف

Loading...
Loading...
Abstract

This work deals with a numerical investigation to evaluate the utilization of a water pipe buried inside a roof to reduce the heat gain and minimize the transmission of heat energy inside the conditioning space in summer season. The numerical results of this paper showed that the reduction in heat gain and energy saving could be occurred with specific values of parameters, like the number of pipes per square meter, the ratio of pipe diameter to the roof thickness, and the pipe inlet water temperature. Comparing with a normal roof (without pipes), the results indicated a significant reduction in energy heat gain which is about 37.8% when the number of pipes per meter of roof length is 3.0 , the ratio of pipe diameter to the wall thickness (D/W) is 0.20, and the water inlet temperature is 30°C, while the minimum ratio of reduction 24% is achieved when the number of pipes per meter, the ratio of pipe diameter to the wall thickness, and the water inlet temperature are 27, 30 and 33 °C, respectively. The results also showed that there is a very small effect of pipe centre position inside the wall on the final heat transmission. في هذا العمل أجريت دراسة عددية لمعرفة تأثير أنابيب الماء المدفونة في السقوف على تقليل الكسب الحراري ومنع انتقال الحرارة الى داخل الفضاءات المكيفة. وأضهرت نتائج البحث أن هنالك أمكانية لتقليل الكسب الحراري عند قيم محددة من العوامل المؤثرة مثل عدد الأنابيب للمتر الواحد من عرض السقف ونسبة قطر الأنبوب الى سمك السقف (D/W) و درجة حرارة الماء الداخل الى الأنبوب. حيث بينت النتائج ان هنالك تخفيض بنسبة 40 % مقارنة مع السقف الخالي من الأنابيب عندما يكون عدد الأنابيب للمتر الواحد هو 3 ونسبة قطر الأنبوب الى سمكه بحدود 0.5 ودرجة حرارة الماء الداخل الى الأنبوب هي °C30 ، بينما بلغت أقل نسبة من التخفيض وهي 14 % عند عدد الأنابيب يساوي 1 لكل متر من عرض السقف ونسبة قطر الأنبوب الى سمك السقف هي 0.5 ايضاً ولكن درجة حرارة الماء الداخل الى الأنبيب هي °C33 وكلاهما عند عدد رنولدز للماء المنساب خلال الأنبوب هو 3000 . كما وأضهرت النتائج بأن هنالك تأثير بسيط جداًعلى كمية الحرارة المنتقلة خلال السقف عند تغيير موقع مركزالأنبوب داخل السقف.


Article
Formation of Compressive Residual Stress by Face Milling Steel AISI 1045
توليد الاجهادات الضغطية المتبقية بواسطة التفريز السطحي للصلب (AISI 1045)

Loading...
Loading...
Abstract

Machining residual stresses correlate very closely with the cutting parameters and the tool geometries. This research work aims to investigate the effect of cutting speed, feed rate and depth of cut on the surface residual stress of steel AISI 1045 after face milling operation. After each milling test, the residual stress on the surface of the workpiece was measured by using X-ray diffraction technique. Design of Experiment (DOE) software was employed using the response surface methodology (RSM) technique with a central composite rotatable design to build a mathematical model to determine the relationship between the input variables and the response. The results showed that both the feed rate and the cutting speed are the significant factors controlling the surface residual stress, while the depth of cut had no influence. A quadratic empirical model was developed with a 95% confidence level, and a good agreement was found between the experimental and predicted results. A numerical optimization was then conducted through DOE program to find the optimum surface residual stress at the optimum cutting parameters, depending on the maximum desirability obtained. The optimum compressive surface residual stress (-224.361 MPa) was found at cutting speed of 69.2 m/min, feed rate of 0.4 m/min and depth of cut of 0.4 mm.ترتبط أجهادات التشغيل بشكل وثيق جدا" مع عوامل القطع والاشكال الهندسية لأدوات القطع . يهدف عمل هذا البحث الى التحقق من تأثير سرعة القطع ومعدل التغذية وعمق القطع على الاجهاد المتبقي السطحي للصلب (AISI 1045) بعد عملية التفريز الوجهي . تم قياس الاجهاد المتبقي على سطح المشغولة بعد كل عملية تفريز بأستخدام تقنية حيود الاشعة السينية (XRD). تم تطبيق برنامج تصميم التجارب (DOE) بأستخدام تقنية منهجية الاستجابة السطحية (RSM) بتصميم دوارمركب مركزي (CCD) لبناء نموذج رياضي لأيجاد العلاقة بين المتغيرات الداخلة والاستجابة . أظهرت النتائج بأن كلا" من معدل التغذية وسرعة القطع عوامل مهمة تتحكم بالاجهاد المتبقي السطحي بينما لم يكن لعمق القطع تأثير . تم عمل نموذج تجريبي من الدرجة الثانية بموثوقية 95% ووجد توافق جيد بين النتائج العملية والمتنبئة . بعد ذلك ، تم عمل أمثلية عددية خلال برنامج تصميم التجارب لأيجاد أمثل اجهاد متبقي سطحي عند أمثل عوامل قطع أعتمادا" على أقصى مطلوبية مستحصلة . وفقا" لذلك ، وجد أن الاجهاد المتبقي السطح الضغطي الامثل (-224.361) ميجاباسكال عند سرعة قطع (69.2) م/ دقيقة ومعدل تغذية (0.4) م/ دقيقة وعمق قطع (0.4) ملم .


Article
Determination of Optimum Welding Parameters for FSW AA2024-T351
تحديد معاملات اللحام المثالية لسبائك الالمنيوم (AA2024-T351) الملحومة بواسطة لحام الخلط الاحتكاكي

Loading...
Loading...
Abstract

Friction stir welding is a relatively new joining process, which involves the joining of metals without fusion or filler materials. In this study, the effect of welding parameters on the mechanical properties of aluminum alloys AA2024-T351 joints produced by FSW was investigated. Different ranges of welding parameters, as input factors, such as welding speed (6 - 34 mm/min) and rotational speed (725 - 1235 rpm) were used to obtain their influences on the main responses, in terms of elongation, tensile strength, and maximum bending force. Experimental measurements of main responses were taken and analyzed using DESIGN EXPERT 8 experimental design software which was used to develop the response surface methodology (RSM) models. Mathematical model of responses, as functions of used welding conditions, were obtained and analyzed by ANOVA variance to verify the adequacy of these models. The resultant quadratic models showed that as the rotation speed or welding speed increases, the tensile strength and elongation of the joint firstly increase to a maximum value and then decrease more likely due to the occurrence of void defect. Increasing both welding speed and rotational speed leads to increase the maximum bending force firstly to a maximum value and then decreases. However, the welding speed was found more significant than rotational speed. A good agreement was found between the results of these models and optimization with the experimental ones with confidence level of 95%. اللحام بالخلط الاحتكاكي هو عملية لحام جديدة نسبياً، و الذي يستلزم لحام المعادن بدون استخدام الانصهار او المواد المالئة. في هذه الدراسة، تم التحقق من تاثير معاملات اللحام على الخواص الميكانيكية لسبائك الالمنيوم (AA2024-T351) الملحومة بطريقة لحام الخلط الاحتكاكي. تم استخدام مديات مختلفة لمعاملات اللحام، بوصفها عوامل إدخال، مثل سرعة اللحام (6-34 mm/min) و السرعة الدورانية (725-1235 rpm) للحصول على تاثيرها على الاستجابات الرئيسة، بدلالة الاستطالة و مقاومة الشد، و قوة الانحناء العظمى. كما قد تم إستخدام و تحليل قياسات تجريبية للاستطالة، مقاومة الشد، وقوة الانحناء العظمى بإستعمال برنامج التصميم التجريبي (DESIGN EXPERT 8) للحصول على نماذج منهجية للاستجابة السطحية (RSM). كما تم إستحصال و تحليل النموذج الرياضي للإستجابات (الاستطالة، مقاومةالشد، وقوةالانحناءالعظمى) كدوال لضروف اللحام المستعملة باستعمال تباين ANOVA للتحقق من ملائمة هذه النماذج. النماذج المربعة الناتجة بينت بانه بزيادة سرعة اللحام و السرعة الدورانية، فانه تزداد مقاومة الشد و الاستطالة الى قيمة عظمى في البداية ثم تتناقص بسبب حدوث العيوب الفراغية. كما ان زيادة كلا من سرعة اللحام والسرعة الدورانية تؤدي الى زيادة قوة الانحناء العظمى اولاً الى قيمة عظمى ثم تتناقص. ومهما يكن من امر، فقد وجد بان سرعة اللحام تكون اكثر تاثيرا من السرعة الدورانية. و وجد توافق جيد بين نتائج هذه النماذج و الامثلية مع النتائج العملية بمستوى ثقة (95%).


Article
Interaction of Corrosion-Cumulative Fatigue and Shot Peening of 1100-H12 Aluminum Alloy
تداخل تأثير الكلال التراكمي التآكلي مع القذف بالكريات لسبيكة المنيوم 1100-H12

Loading...
Loading...
Abstract

Corrosion-fatigue occurs by the combined actions of cyclic loading and corrosive environment. The effect of shot peening on cumulative corrosion-fatigue life of 1100-H12 Al alloy was investigated. Before fatigue testing, specimens were submerged in 3.5%NaCl solution for 71 days. Constant fatigue tests were performed with and without corrosive environment. Cumulative corrosion-fatigue tests were also carried out in order to determine the fatigue life before and after shot peening. The constant fatigue life was significantly reduced due to corrosive environment and the endurance fatigue limit was reduced by 13% compared with dry fatigue. In case of shot peening the cumulative , corrosion -fatigue life was increased by a factor of about (2) compared with cumulative corrosion-fatigue life without shot peening.It was found that the CFLIF%(Cumulative Fatigue Life Improvement Factor) was about (2-6) due to shot peening surface treatment . يحدث الكلال التاكلي بوساطة تأثير مركب بين الحمل الدوري والوسط التآكلي .تمت دراسة تأثير التصليد بالقذف بالكريات على عمر تراكم الكلال التآكلي لسبيكة الالمنيوم((1100-H12. تم غمر العينات بمحلول يحتوي على نسبة %3.5NaCl لمدة (71) يوم قبل اجراء فحوصات الكلال.تم اجراء فحوصات الكلال ثابتة السعة مع و بدون الوسط التاكلي . كذلك تم اجراء فحوصات تراكم الكلال التاكلي لغرض ايجاد اعمار العينات قبل وبعد عملية القذف بالكريات . اعمار الكلال عند فحوصات السعة الثابتة قلَت بشكل واضح نتيجة للوسط التاكلي وان حد الكلال قلَ بنسبة %13 مقارنة مع الكلال الجاف . وجد ان في حالة القذف بالكريات فان عمر تراكم الكلال التاكلي قلَ بعامل (2) مقارنة مع عمر تراكم الكلال بدون عملية القذف . تم التوصل الى ان عامل تحسن عمر الكلال التراكمي بوصفه نسبة مئوية (CFLIF%) تراوح ما بين (6-2) نتيجة لمعاملة السطح بالقذف بالكريات .


Article
Catalytic Cracking of Iraqi Vacuum Gasoil Using Large and Medium Pore Size of Zeolite Catalysts
التكسير الحفاز لزيت الوقود العراقي باستعمال الزيولايت ذي الحجم المسامي الكبير والمتوسط

Loading...
Loading...
Abstract

The catalytic cracking conversion of Iraqi vacuum gas oil was studied on large and medium pore size (HY, HX, ZSM-22 and ZSM-11) of zeolite catalysts. These catalysts were prepared locally and used in the present work. The catalytic conversion performed on a continuous fixed-bed laboratory reaction unit. Experiments were performed in the temperature range of 673 to 823K, pressure range of 3 to 15bar, and LHSV range of 0.5-3h-1. The results show that the catalytic conversion of vacuum gas oil increases with increase in reaction temperature and decreases with increase in LHSV. The catalytic activity for the proposed catalysts arranged in the following order: HY>HX>ZSM-11>ZSM-22 The product distribution depends greatly on the temperature and on the catalyst type. A higher hydrocarbon yields was obtained for HY zeolite catalyst. The selectivity towards high octane number compounds for the proposed catalysts are arranged in the following order: HY>HX>ZSM-11>ZSM-22 The cracking conversion is improved by increasing reaction pressure up to 15 bar. The simulated experiments of the catalytic cracking process show that the higher conversion and more desired products can be achieved to conventional feeds. تمت دراسة تحويل التكسير الحفاز لزيت الغاز العراقي الناتج من الوحدات الفراغية باستعمال عدة أنواع من الزيولايت ذات الحجم المسامي الكبيرة والمتوسط (HY، HX، ZSM-22 و ZSM-11). تم تحضير هذه العوامل مختبريا واستعملت في العمل الحالي. جرت تفاعلات التحول الحفاز في وحدة تفاعل مختبرية ومستمرة ومن نوع الحشوة الثابتة. أجريت التجارب بدرجات الحرارة تراوحت من 673 إلى 823 كلفن، وضغط تراوح من 3 إلى 15 بار، وبسرع فراغية تراوحت 0.5 الى 3 ساعة-1. بينت النتائج أن التحول الحفاز لزيت الغاز يزداد مع زيادة درجة حرارة التفاعل ويتناقص مع زيادة السرعة الفراغية. ان ترتيب الفعالية التحفيزية للعوامل المساعدة المستخدمة يمكن ترتيبها بالشكل الآتي: HY> HX> ZSM-11> ZSM-22 ان توزيع نواتج التفاعل يعتمد الى حد كبيرة على درجة الحرارة وعلى نوع العامل المساعد. تم الحصول على أعلى معدلات لنسبة النواتج للعامل المساعد HY. ان انتقائية التفاعل باتجاه تكوين مركبات ذات رقم اوكتاني عالٍ بالنسبة للعوامل المساعدة المستخدمة يمكن ترتيبها بالشكل الآتي: HY> HX> ZSM-11> ZSM-22 يمكن تحسين تحول التكسير الحفاز بزيادة الضغط. ان تجارب المحاكاة لعملية التكسير الحفاز أظهرت بأنه بالإمكان الحصول على تحول عالٍ وتحسين معدلات إنتاج المنتجات المطلوبة من المواد الأولية التقليدية.

Keywords

catalytic cracking --- vacuum gas oil --- Zeolite --- HY --- HX --- ZSM-11 --- ZSM-22.


Article
Experimental and Theoretical Investigation of Impact Dynamic Plasticity for CK45
دراسة عملية ونظرية لعملية الاصطدام الحركي اللدن لمعدن CK45

Loading...
Loading...
Abstract

The low velocity axial impact of thin-walled circular ck45 tubes is taken. The wrinkles develop progressively and the phenomenon is known as dynamic progressive buckling. In the present paper, experimental and theoretical studies on dynamic plastic buckling of circular cylindrical shells under axial impact are carried out by designing and building a device to study the behavior of ck45 under low speed impact (3.8-6.25)m/s. The work consists of experimental and theoretical (Abramowicz model) for the energy absorbers and dynamic load under different velocities. The results show that when the velocity of impact increases, the value of the dynamic crushing stress for ck45 will increase, also for elastoplastic collapse deformation, a tube initially goes through elastic deformation, then plastic deformation occurs, after that the tube goes through plastic collapse. As the force decreases, the displacement still increases. Abramowicz model for dynamic impact shows well coincide with discrepancy 45%. It can be indicated that the increasing in the velocity or kinetic energy leads to increase in the load in the practical part while it seems to be horizontally linear in the theoretical part.تم في هذا البحث دراسة تصادم بسرعة منخفضة لانابيب رقيقة الجدران الدائرية من معدن ck45 . وقد تم دراسة تطور التجاعيد تدريجيا وتعرف هذه الظاهرة بديناميكية تقدم الانبعاج. في هذا البحث، ثم اجراء الدراسات العملية والنظرية على حالة الانبعاج اللدن المتقدم نتيجة تعرض الانبوب الدائري الى حمل تصادم محوري من خلال تصميم وبناء جهاز لدراسة سلوك ck45 تحت تأثير سرعة صدمة منخفضة m/s (3.8 الى 6.25). يتألف العمل من الجزء العملي والجزء النظري (نموذج براموكس) لامتصاص الطاقة والاحمال الحركية تحت سرع مختلفة. عند ازدياد سرعة التصادم، فان قيمة اجهاد السحق الديناميكية لـck45 سوف تزداد. أيضا لانهيار ذي التشوه المرون-اللدن حيث ان الأنبوب يمر في البداية من خلال تشوه مرن، ثم يحدث تشوه اللدن، وبعد ذلك فان الانبوب يحدث به الانهيار اللدن . حيث ان القوة تقل، فان التشويه يستمر بالزيادة. نموذج براموكس لتأثير الديناميكي اظهر تتطابقا في النتائج بشكل جيد مع تفاوت حوالي 45٪. وايضا يمكن الإشارة إلى أن زيادة في السرعة أو الطاقة الحركية يؤدي إلى زيادة في الحمل في الجزء العملي في حين تبدو العلاقة خطية أفقية في الجزء النظري.


Article
The Effect of Soil Content, Drilling Parameters and Drilling Tool Diameter on the Vibration Assessment in the Drilling Rig
تأثير مُحتوى التُربة, مَقاييس الحَفر وقطر عُدة الحَفر على الإهتِزازات الحاصِلة في مَنظومة الحَفر

Loading...
Loading...
Abstract

This paper represents a study of the effect of the soil type, the drilling parameters and the drilling tool properties on the dynamic vibrational behavior of the drilling rig and its assessment in the drilling system. So first, an experimental drilling rig was designed and constructed to embrace the numerical work. The experimental work included implementation of the drill-string in different types of soil with different properties according to the difference in the grains size, at different rotational speeds (RPM), and different weights on bit (WOB) (Thrust force), in a way that allows establishing the charts that correlate the vibration acceleration, the rate of penetration (ROP), and the power consumption curves with the depth of drilling. In addition to that the ANSYS Workbench (the 14.0 release) software was used to simulate and verify the experimental results. And it was also used to model other numerical cases with different drill bit diameters. هذا البحث يُمثل دِراسة لتأثير نوع التُربة, مَقاييس الحَفر, وقُطر عُدة الحَفر على السُلوك الديناميكي الإهتزازي وتحليله في مِنصة الحَفر. ولهذا الغرض تم تصميم وبناء مِنصة حَفر مُختبرية لإجراء التجارب المُتعلقة بالجانب العَملي من البحث, حيث ان الجانب العَملي اشتمل على تشغيل عمود الحَفر في انواع مُختلفة من التُرب ذات خواص مُختلفة نِسبة الى اختِلاف حجم الحُبيبات, بسُرع دورانية مُختلفة, وبأحمال مُختلفة, وبالشكل الذي يُتيح رسم المُنحَنيات التي تربط تسارع الإهتزاز, مُعدل الإختراق (ROP) وإستهلاك الطاقة مع عُمق الحَفر. فضلاً عن ذلك فقد تم استِخدام برنامج ال ANSYS Workbench (the 14.0 release) لمُحاكاة التجارب المُختبرية والتحقق من صِحتها, وكذلك فقد تم استِخدامه لتمثيل حالات نظرية اخرى باقطار مُختلفة لبريمة الحَفر.

Keywords

Soil --- Vibration --- and Drilling Rig.

Table of content: volume:11 issue:1