per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
1
9
10.22060/mej.2013.27
27
Research Article
بررسی رفتار کششی کامپوزیت های زمینه فنولیک تقویت شده با الیاف بازالت و کربن تحت اثر دوره شوک حرارتی
Tensile behavior of basalt and carbon fiber reinforced phenolic matrix composites under thermal shock cycles
رضا اسلامی فارسانی
eslami@kntu.ac.ir
1
سید محمدرضا خلیلی
khalili@kntu.ac.ir
2
مسلم نجفی
moslem.najafi85@yahoo.com
3
نویسنده مسئول و استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی؛
استاد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی؛
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، سازمان صنایع دریایی؛
هدف از این مقاله بررسی اثر دوره شوک حرارتی بر رفتار کششی دو نوع کامپوزیت پایه پلیمری تقویت شده با الیاف در محیط اکسیدکننده (هوا)است. کامپوزیتهای مورد آزمایش شامل رزین فنولیک به عنوان ماتریس و تقویتکنندههای الیاف بازالت و الیاف کربن با نسبت حجمی 35% درصد است. در زمان اعمال دوره شوک حرارتی در محیط هوا، امکان بروز پدیده اکسیداسیون ماتریس در دمای بالا و ترک خوردگی آن به علت تنشهای حرارتی ناشی از تفاوت ضرائب انبساط حرارتی ماتریس و الیاف وجود دارد. با افزایش تعداد دوره شوک حرارتی، خواص کششی کامپوزیتهای دارای الیاف بازالت بطور جدی تحت اثر قرار نمیگیرد. در پایان دورههای شوک حرارتی، کاهش استحکام کششی و مدول الاستیک در کامپوزیت دارای الیاف بازالت به ترتیب کمتر از 5 و 8 درصد و در کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن به ترتیب بیش از 11 و 5/18 درصد مقادیر اولیه خواهد بود.
The aim of the present work is to investigate the effect of thermal shock cycling on the tensile behavior of two types polymer-matrix composites (phenolic resin, reinforced with woven basalt and carbon fibers at a total volume fraction of approximately 35%) in oxidative atmospheres (air). During the thermal shock cycling test performed in air, there is a coupling effect between matrix oxidation, occurring at the high temperatures of the cycle, and matrix cracking due to thermo-mechanical ply stresses induced by the differences in the thermal expansion coefficients between the reinforcement and the matrix phase. The tensile properties of composites reinforced with woven basalt fibers were not significantly affected by thermal shock cycles. The reduction of tensile strength and elastic modulus after thermal cycling was less than 5% and 8% of initial values for composites reinforced with basalt fibers and more than 11% and 18.5% for composites reinforced with carbon fibers, respectively.
https://mej.aut.ac.ir/article_27_35e47e366b33e78859044b311911962c.pdf
دوره شوک حرارتی
رزین فنولیک
الیاف کربن
الیاف بازالت
Thermal shock cycling
Phenolic resin
Carbon fibers
Basalt fibers
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
11
19
10.22060/mej.2013.28
28
Research Article
مدل سازی اجزای محدود اتصال T شکل در پانل های ساندویچی در معرض بارگذاری کششی
Finite element modeling of T-shaped connector panel - sandwich subjected to tensile loading
سید رضا خلیلی
1
آیدین غزنوی اسگوئی
2
نویسنده مسئول و استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،
یکی از نقاط ضعف پانلهای ساندویچی اتصالات آنها است که برروی کاربرد گسترده آنها اثر میگذارد. اتصال T شکل یکی از متداولترین اتصالات پانلهای ساندویچی است. این مقاله به بررسی عددی این اتصال در بارگذاری استاتیکی میپردازد. درستی نتایج به دست آمده از حل عددی با نتایج تست تجربی موجود در مراجع گذشته بررسی شدند. در حالت کلی، نیروی شکست پیشبینی شده از حل عددی با نتایج تست تجربی موجود در مراجع گذشته همخوانی خوبی دارد. برای مدلسازی چسب موجود در اتصال، از المانهای تماسی و طرح ماده منطقه چسبنده استفاده شده است. همچنین با استفاده از کد نوشته شده در نرمافزار انسیس قابلیت آسیب برای هسته پانلهای ساندویچی تعریف شده است. در نتیجه هر دو حالت شکست اتصال T شکل (شکست برشی هسته و گسیختگی چسب) بررسی شده است. در مدلسازی پانلهای ساندویچی، از چهار فوم دیوینیسل اچ صد، اچ صد و شصت، اچ دویست و پنجاه، اچ سی پی هفتاد استفاده شده است تا کارایی اتصال در مواد مختلف بررسی شود. در ادامه برای بررسی اثر هندسه اتصال، با تغییر زاویه فوم مثلثی، نه طرح مختلف هندسی ساخته شد. بررسیها نشان دادند که تغییر جنس هسته پانل ساندویچی، علاوه بر تغییر حالت شکست اتصال، باعث افزایش چشمگیر نیروی شکست اتصال می شود. کلمات کلیدی : اتصال T شکل، پانل ساندویچی، حالت شکست، روش المان محدود، اتصالات چسبی
One of the disadvantages of sandwich panels is their joints, which usually decrease the efficiency of sandwich structures. The T-joint is one the most common joint for sandwich panels. This paper deals with the numerical study of the T-joint under static loading. The results of FEM analysis are validated by the experimental results available in the literatures. In general, the failure load predicted by the FEM is in good agreementas compared with the experimental results. In the modeling of the adhesive between joint components, contact elements and cohesive zone material model are used. In addition, damage and core shear failure of the base panel are modeled by using a written macro code in the ANSYS software. Therefore, both failure modes of sandwich panel joint are investigated. In addition, the effect of the joint geometry and material of the core of sandwich panels on failure modes and failure load are studied. Finally, the results show that changing the material of the core of the sandwich panel increases the joint failure load.
https://mej.aut.ac.ir/article_28_7ccba4e3a9b0f19065551397651f36cc.pdf
اتصال T شکل
پانل ساندویچی
حالت شکست
روش المان محدود
اتصالات چسبی
T-joint
sandwich panel
failure modes
Finite element analysis
Adhesive joint
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
21
28
10.22060/mej.2013.29
29
Research Article
بررسی عددی و تجربی توزیع تنش پسماند ناشی از جوشکاری چند پاسه صفحات فولاد ضدزنگ
Numerical and Experimental Study of residual stress distribution due to multipass welding of stainless steel plates Pas·h
شهاب الدین امینی
shahab_amini1363@yahoo.com
1
مهسا سیدیان چوبی
2
محمد حق پناهی
mhaghpanahi@yahoo.com
3
نویسنده مسئول و کارشناسی ارشد مکانیک; دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مکانیک:
دکتری مکانیک; دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مکانیک:
دانشیار; دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مکانیک:
در جوشکاری چند پاسه، گستردگی تنشهای پسماند و حداکثر مقدار آن با اضافه شدن هر پاس جوشکاری تغییر مینماید. فرایند شبیهسازی میتواند برای تخمین مقادیر و توزیع این تنشها مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، به بررسی میدانهای حرارتی گذرا و تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری چند پاسه لب به لب صفحات فولاد ضدزنگ 304 به روش جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود تنگستن پرداخته شده است. تحلیل این مطلب با استفاده از مدل المان محدود حرارتی- مکانیکی غیرخطی غیرکوپله در حالت دو بعدی با استفاده از نرم افزار انسیس[i]10 انجام شده است. در پایان، برای بررسی درستی نتایج تحلیل عددی، توزیع دما برای یک نمونه و تنشهای پسماند برای دو نمونه با استفاده از روش سوراخکاری اندازهگیری شدند. نتایج این تحقیق نشان میدهند که با افزایش تعداد پاسهای جوشکاری در اثر افزایش ضخامت صفحات، حداکثر مقدار عددی تنشهای پسماند کاهش یافته ولی توزیع این تنشها افزایش مییابد. [i] ANSYS
Inmulti-pass welding, residual stress distribution and it's maximum value change with addition of each pass. Finite element simulation can be used to estimate residual stresses. In this paper, transient thermal fields and residual stresses due to multi-pass GTA welding of 304 stainless steel plates is investigated by experimental and numerical simulation. Two-dimensional un-coupled thermo-mechanical analysis has been performed using ANSYS 10. Residual stress measurement has been performed using hole-drilling method. The results of this study reveal that maximum residual stresses decrease with the increase of number of passes due to the increase of thickness, but it increase the width of tensile and compress zones.
https://mej.aut.ac.ir/article_29_cec0eb7a73ff31c969089d5a87a869c3.pdf
: میدان حرارتی
تنش پسماند
جوشکاری چند پاسه
فولاد ضدزنگ
روش سوراخکاری
Thermal fields
Residual stress
Multi-pass welding
STAINLESS STEEL
Hole-drilling method
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
29
40
10.22060/mej.2013.30
30
Research Article
اثر سیم های حافظه دار بر ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی
Effects Of SMA Wires Free Vibration Of Shape Memory Sandwich Panel
علی مظفری
mozafari@sharif.edu
1
محمد کرمی
mohammadkarami61@gmail.com
2
امیرحسین آذرنیا
3
دکتری هوافضا، هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی هوافضا
نویسنده مسئول و دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی هوافضا،
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی دانشکده مهندسی هوافضا،
آلیاژهای حافظهدار به علت نمایش رفتارهای ویژه از جمله میرایی بالا، قابلیت حافظهداری و سوپرالاستیسیته برای کاربرد در سامانههای مختلف مهندسی مورد توجه قرار گرفتهاند. همچنین باتوجه به توسعه کاربرد سازههای کامپوزیتی و به خصوص ساختارهای ساندویچی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، برای اولین بار در کار حاضر تلاش شده تا اثر برخی از ویژگیهای آلیاژهای حافظهدار بر رفتار ارتعاشات آزاد پانل ساندویچی حافظهدار مستطیلی با هسته انعطافپذیر عرضی و رویه کامپوزیتی بررسی شود. به این منظور، الیاف حافظهدار در رویههای کامپوزیتی ورق ساندویچی، هم جهت با الیاف گرافیت تعبیه شدهاست. در این بررسی، از تئوری بهبود یافته مرتبه بالای صفحات ساندویچی[i] استفاده شده، بهنحوی که در رویههای کامپوزیتی از تئوری برشی مرتبه اول[ii] و در هسته میانی از تئوری الاستیسیته با در نظر گرفتن اثرات اینرسی هسته میانی و رویهها استفاده شده است. معادلات حاکم برای شرایط مرزی اطراف لولا با استفاده از اصل همیلتون استخراج و تنش بازیافتی ناشی از تحریک سیمهای SMA به عنوان اثر نیروهای خارجی در نظر گرفته شده و مسئله، به کمک روش گالرکین ساده و حل شده است. نتایج حاصله بیانگر بهبود فرکانسها و برخی ویژگیهای سامانه به نسبت افزایش دمای سیمهای SMA است.
Shape memory alloys(SMA) due to the exhibition of certain performance such as high damping, shape memory effects and Super-elasticity are consider for application in engineering systems. In this study, considering the usage of composite-sandwich structures in various industries including aerospace, the effects of SMA parameters such as SMA volume fraction and SMA wires temperature on hybrid sandwich panel free vibrations with transverse flexible core have been surveyed. The SMA wires (NiTiNol) are embedded at the mid-plane of the sandwich face sheets. For analyze, the improved high order theory is applied, First Shear Deformation Theory (FSDT) at the composite face sheets and Elasticity Theory by the assumption of inertia forces at the core. For governing equations of simply support panel Hamiltonian method has been used. At this study it is assumed that the SMA recovery stress produced via temperature actuation is exerted tensely on mid-plane of the face sheets. For solving problem and simplification the Galerkine method is used. The results showed that SMA actuation improves the vibration behaviors of whole sandwich panel.
https://mej.aut.ac.ir/article_30_27d0f70ce5b00158d1acf08ad5141d38.pdf
: پانل ساندویچی
آلیاژ حافظه دار(SMA)
اصل همیلتون
تئوری بهبود یافته مرتبه بالا
تئوری برشی مرتبه اول
Sandwich panel- shape memory alloy- Hamilton principle- Improved high order theory- FSDT
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
41
51
10.22060/mej.2013.31
31
Research Article
یافتن بدترین پاسخ فرکانسی سیستم دیسک پره دار تحت تاثیر نامیزانی به کمک الگوریتم ژنتیک
The Worst Response of Mistuned Bladed Disk System Using Genetic Algorithm
احسان رئیسی استبرق
1
سعید ضیایی راد
szrad@cc.iut.ac.ir
2
عضو هیات علمی؛ دانشگاه جیرفت:
نویسنده مسئول و عضو هیات علمی؛ دانشکده مهندسی مکانیک؛ دانشگاه صنعتی اصفهان
در این مقاله پاسخ ارتعاشی سیستم دیسک پرهدار تحت تاثیر نامیزانی مورد بررسی قرار گرفتهاست. به منظور بررسی اثر وجود نامیزانی در ضرایب سختی و استهلاک هر پره بر دامنه پاسخ پرهها، ابتدا طرحی ساده برای محاسبه پاسخ سیستم دیسک پرهدار تحت نامیزانی معرفی و روابط آن ارائه شد. برای به دستآوردن بیشترین پاسخ سیستم و یافتن بدترین الگوی نامیزانی، از روش بهینهسازی الگوریتم ژنتیک استفاده شد. سپس پاسخ سیستم در دو حالت میزان و نامیزان با یکدیگر مقایسه شد. در ادامه بدترین پره یعنی پرهای که دارای بیشترین دامنه ارتعاش است، معرفی خواهدشد. در پایان، پاسخ سیستم برای نامیزانی در سختی پرهها، نامیزانی در ضریب استهلاک پرهها و نامیزانی همزمان در سختی و استهلاک بررسی و مشخص شدهاست. نامیزانی همزمان، میتواند منجر به افزایش قابل توجهی در بیشترین دامنه ارتعاش در سیستم شود.
The objective of this paper is to develop a technique using genetic algorithms (GA) for predicting the worst response of mistuned bladed disk. A simple but representative model for the bladed disk system is presented. The response of the system under harmonic excitation was obtained. The worst response of the mistuned system was then formulated as an optimization problem. Next, mistuning in blades stiffness, blades damping and blades stiffness and damping was studied and the results were compared. The results indicate that the system mistuned with both stiffness and damping has higher response amplitude in comparison with other mistuned system.
https://mej.aut.ac.ir/article_31_a86cd60957d4624f186b13ed9883a655.pdf
سیستم دیسک پره دار
سیستم نامیزان
بدترین پاسخ فرکانسی
الگوریتم ژنتیک
Bladed disk system
Mistuned System
Worst frequency response
genetic algorithm
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
53
69
10.22060/mej.2013.32
32
Research Article
حل مسئله بهینهسازی مانور ضربهای سه بعدی مقید و نامقید زمانی
Optimal Impulsive Orbital 3D Maneuver with or without Time Constraint
محمد نوابی
m_navabi@sbu.ac.ir
1
محمد صنعتی
2
نویسنده مسئول و استادیار، دانشگاه شهید بهشتی دانشکده مهندسی فنآوریهای نوین، مهندسی هوافضا مهندسی فضایی،
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی فضایی، دانشگاه شهید بهشتی دانشکده مهندسی فنآوریهای نوین
مانورهای مداری یا انتقال ماهوارهها بین مدارها، جایگاه ویژهای در هر ماموریت فضایی دارد. منظور از انتقال ضربهای بهینه، صرف حداقل میزان انرژی (ضربه) مورد نیاز برای انجام انتقال است. مسئله انتقال بهینه مداری ضربهای سه بعدی از مسائل کاربردی است ولی بهعلت پیچیدگی خاص مسئله، حل آن در مقالات کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. بهینهسازی و حل این مسئله بسیار مشکل بوده و نیازمند ابتکار برای حل هر حالت است. در این مقاله علاوه بر استخراج معادلات بهینهسازی برای بیان هندسهی مدارهای اولیه، هدف و انتقالی نسبت به یکدیگر با استفاده از بحث مثلثات کروی، برای اولین بار حالتهای مختلف قرارگیری مدار اولیه و هدف بیان میشود. با توجه به مسائل کاربردی، این مسئله در دو حالت مقید و نامقید زمانی بررسی و حل شود. از ویژگیهای این مسئله بهینهسازی، دارا بودن حداقلهای محلی متعددی است که برای دستیابی به پاسخ کلی مسئله، تغییرات تابع ضربه بر حسب متغیرهای مستقل ارائه میشود. برای یک مثال عددی، نتایج مانور ضربهای بهینه در فضای سه بعدی ارائه شدهاست که نتایج در یک حالت خاص با حل مسئله لمبرت مقایسه شده که نشاندهندهی دقت مناسب استخراج معادلات و محاسبات و کامل بودن آنها در بدست آوردن همه عوامل مورد نیاز است.
Orbital transfers are an inevitable part of space missions. An optimal impulsive maneuver is one that consumes the minimum amount of energy to accomplish the transfer. The problem of optimal impulsive orbital 3D maneuver has been the subject of very few published researches due to its particular complications. Finding the optimized solution to this problem needs innovations in every aspect. However, this paper tries to turn this special kind of transfer into an applicable concept. In this paper, optimization equations to express the geometry of initial, target and transfer orbits with respect to each other are derived using the spherical trigonometry. Moreover, several cases for positioning the initial and target orbits relative to each other are presented. Based on actual applications, the problem is solved for both unconstrained and time-constrained cases. Comprising several local minimums is a characteristic of this optimization problem, consequently, variations of the delta-V are presented as a function of independent variables to achieve the general solution. The numerical results for the optimal impulsive orbital 3D maneuver are presented for a case study, and it is verified by comparing the results in a particular case with those from the Lambert problem. The illustrated results show the appropriate accuracy of the derived equations and performed computations.
https://mej.aut.ac.ir/article_32_6a436749c62d021c6af4f4f99f23dd92.pdf
مانورهای مداری ضربهای
مثلثات کروی
مدار انتقالی
مسئله لمبرت
: Impulsive Orbital Maneuver
Spherical Triangle
Transfer Orbit
Lambert’s Problem
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
71
81
10.22060/mej.2013.33
33
Research Article
کنترل دیجیتال سامانههای غیرخطی با روش تلفیقی فازی و نگاشت ورودی کنترلی
Digital Control of Nonlinear Control Systems using a PIM Based Fuzzy Method
امیرحسین دوائی مرکزی
1
محمد سعادت
msaadat82@gmail.com
2
بهروز رحمانی
b_rahman@iust.ac.ir
3
نویسنده مسئول و دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک, دانشگاه علم و صنعت و در حال حاضر )زمان چاپ مقاله( استادیارگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج
در این مقاله راهکار جدیدی برای کنترل دیجیتال سامانههای غیرخطی پیشنهاد شده است. ایده محوری، مبتنی بر توسعه روش نگاشت ورودی کنترلی (پیآیام)، به حوزه سامانههای غیرخطی است؛ روشی که در گذشته برای بازطراحی دیجیتال کنترلکنندههای پیوستهی به کار گرفته شده است. برای رسیدن به چنین هدفی، ایده ترکیب روش جبرانسازی توزیعشده موازی (پیدیسی) و روش پیآیام ارایه شده است، به این ترتیب که با روش پیدیسی، ابتدا تعدادی کنترلکننده خطی برای سامانه پیوسته طراحی شده و ورودی کنترلی از ترکیب فازی این کنترلکنندهها به دست میآید. سپس در روند گسستهسازی، با استفاده از روش پیآیام، معادل گسستهی هرکدام از این کنترلکنندههای پیوسته را بهدست آورده و با استفاده مجدد از روش پیدیسی در حوزه گسسته، کنترلکنندهی دیجیتال نهایی برای سامانه غیرخطی محاسبه میشود. از آنجایی که روش نگاشت ورودی کنترلی، پایداری حلقه بسته سامانههای دیجیتال خطی را به ازای فرکانسهای نمونهبرداری کم تضمین مینماید، در همافزایی با روش پیدیسی، این موضوع مهم به حوزه کنترلکنندههای دیجیتال غیرخطی نیز توسعه داده شده است. شرط کافی برای پایداری سامانه حلقهبسته با استفاده از قضیه لیاپانوف برای سامانههای فازی کلیدزن نیز ارایه شده است. شبیهسازیهای انجام شده بر روی یک مساله معیار، کارایی استثنایی روش پیشنهادی را نشان داده شده است.
A new approach for digital control of a class of nonlinear systems is proposed. For this purpose, a combination of the well-known Parallel Distributed Compensation (PDC) method, and a particular linear digital redesign approach, namely, the plant-input mapping (PIM) method, is employed. In this methodology, a group of linear continuous-time controllers for fuzzy blending using the PDC method is designed and using the PIM method, every linear controller is discretised using the PIM method, with a unique property of guaranteeing the closed-loop stability of every subsystem for all non-pathological sampling periods. Closed loop stability of the resulting digital control system is studied, using the second Lyapunov stability theorem, extended for fuzzy-switching systems. The superiority of the resulting nonlinear digital control system is demonstrated through an example.
https://mej.aut.ac.ir/article_33_755c65417341cffb3cdf694ce8900855.pdf
: جبرانسازی موازی توزیعشده
بازطراحی گسسته
PIM
نگاشت ورودی کنترلی
پایداری
PDC
Digital redesign
Plant-Input Mapping
PIM
Switching systems
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
83
91
10.22060/mej.2013.34
34
Research Article
الگوریتم کنترل خودرو برای سامانه کروز کنترل تطبیقی در ترافیک شهری
A Vehicle Control Algorithm For Stop-and-Go Cruise Control System
ندا کرمی محمدی
nkaramim@yahoo.com
1
شهرام آزادی
azadi@kntu.ac.ir
2
سیدعلی جزایری
3
نویسنده مسئول و کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجه نصیر طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک
استادیار، دانشگاه خواجه نصیر طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک
برای کنترل سرعت خودرو در بزرگراهها و فاصله خودرو در ترافیک شهری، قوانین کنترل دینامیک طولی خودرو برای یک خودروی سواری پیشنهاد داده شده است. در این مقاله معادلات دینامیک غیرخطی و کاملی از دینامیک طولی یک خودرو شامل موتور و سامانه انتقال حرکت آورده شده است. همچنین کنترلر دارای دو حلقه داخلی و خارجی است. کنترلر حلقه داخلی شامل دو کنترلر مجزا برای کنترل گشتاور موتور و گشتاور ترمز است که نقش آن ردیابی شتاب مطلوب بدست آمده توسط کنترلر حلقه خارجی با استفاده از کنترل گشتاور موتور، ترمز و کلیدزنی بین آن دو است. کنترلر حلقه خارجی شامل دو الگوریتم کنترل سرعت و کنترل فاصله است و نقش آن تولید پروفیل شتاب مطلوب است که با ردیابی آن توسط خودرو، کنترل فاصله و سرعت خودرو انجام میشود. در این مقاله پروفیل شتاب مطلوب به خوبی از حل مسأله کنترل بهینه خطی بدست آمده است. استفاده از این کنترلر دو لایه به همراه یک الگوی کامل خودرو باعث افزایش دقت کار نسبت به کارهای قبلی شده است، همچنین در طراحی این کنترلر به عوامل راحتی و امنیت سرنشینان توجه شده است. نشان داده شده است که عملکرد کنترلر سرعت و فاصله خودرو در موقعیتهای مختلف به صورت رضایت بخشی پاسخ داده است.
This paper describes a vehicle speed & vehicle-to-vehicle distance control algorithm for vehicle stop-and-go cruise control. So first, a complete dynamic model of car has been simulated that consists of an SI engine, automatic transmission. The vehicle longitudinal control scheme consists of a speed control algorithm and a distance control algorithm and throttle-brake control law. A desired acceleration for the vehicle has been designed using linear quadratic optimal control theory. It has been shown that the proposed control law provides good performance.
https://mej.aut.ac.ir/article_34_8a9ee8e77ee81694ff74ab3f9baac59d.pdf
: کروز کنترل خودرو
الگوی مقدار متوسط موتور اشتعال جرقهای
دریچه گاز
ترمز
کنترل بهینه خطی
Adaptive Cruise Control
Mean Value SI Engine model
Throttle
Brake
Stop-and-Go
Optimal control
Vehicle
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
93
101
10.22060/mej.2013.36
36
Research Article
تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک یک جهته و دو جهته بر روی قطعه کار Ud500
One-Directional and Elliptical Ultrasonic Vibration Assisted Turning of Ud500 Work-pieces
سعید امینی
aminisaiid@yahoo.com
1
محمد جواد ناطق
nategh@modares.ac.ir
2
استادیار؛ دانشگاه کاشان؛ دانشکده مهندسی؛ گروه مکانیک.
نویسنده مسئول و دانشیار؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده مهندسی مکانیک؛
در این تحقیق تراشکاری ارتعاشی (VC)، تراشکاری ارتعاشی بیضوی (EVC) و تراشکاری معمولی (OC) بر روی قطعه کار Ud500 مورد آزمایش قرار گرفته است. این آزمایشها با ابزار الماس تک کریستال و دستگاه تراش CNC بسیار دقیق انجام شد و علاوه بر بررسی نتایج نیروی ماشینکاری، زبری سطح و عمر ابزار در فرایندهای فوق با تغییر عوامل ماشینکاری شامل سرعت برشی، پیشروی، دامنه ارتعاش و زاویه فاز بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان میدهند که نیروی ماشینکاری در فرایند EVC بسیار کمتر از دیگر فرایندها است. در فرایند EVC زبری سطح هم در جهت برشی و هم در جهت پیشروی کمتر از دیگر فرایندها است. همچنین عمر ابزار در فرایند EVC بیشتر از دیگر فرایندها است.
Vibration cutting (VC), elliptical vibration cutting (EVC) and conventional cutting (OC) of Ud500 work-pieces have been experimentally investigated in the present research. The experiments were carried out by using single crystal diamond tool and ultra-precision CNC lathe. The influence of various cutting parameters including cutting speed, feed-rate, vibration amplitude and phase angle on the cutting force, surface roughness and tool life have been studied and the results obtained in the aforementioned processes have been compared. The results indicate that the cutting force in EVC is much less than the two other processes. The surface roughness in both the cutting and feed directions was also less than those in other processes. In addition, far longer tool life was observed in EVC compared with the two other processes.
https://mej.aut.ac.ir/article_36_6f5f29f43ab6cf195fe549f5a689ea17.pdf
تراشکاری ارتعاشی (VC)
تراشکاری ارتعاشی بیضوی (EVC)
سوپرآلیاژ Ud500
Vibration cutting (VC)
elliptical vibration cutting (EVC)
super-alloy Ud500
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
103
112
10.22060/mej.2013.39
39
Research Article
تاثیر تغییرات ضخامت پیش تولید بر ضخامت قطعات نهایی در فلوفرمینگ با چند غلتک
Effects of Pre-Form Thickness Variations on Product Thickness Accuracy in Multi-Rollers Flow-Forming
رضا جعفری ندوشن
r.jafari@me.iut.ac.ir
1
محمود فرزین
farzin@cc.iut.ac.ir
2
نویسنده مسئول و استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان; دانشکده مهندسی مکانیک:
استاد، دانشگاه صنعتی اصفهان; دانشکده مهندسی مکانیک
از مزایای فرایند فلوفرمینگ دقت بالای محصولات تولید شده با این نوع فرایند است. بیشتر تحقیقات گذشته به بررسی دقت در قطر داخلی محصول در این فرایند پرداختهاند و در زمینه دقت در ضخامت محصول تحقیقات چندانی انجام نشده است. در این مقاله روشی ارائه شده است که با آن میتوان تاثیر عواملی مانند ضخامت پیشتولید را در دقت ضخامت محصول بررسی نمود. در این راستا نیروی غلتکها به صورت توابعی از تغییر ضخامت پیشتولید و خیز مندرل و غلتک شدهاند. با استفاده از این توابع، خیز مندرل و ضخامت نهایی قطعه در محیط آن محاسبه شده و نشان داده شده است که تغییرات ضخامت در پیشتولید باعث تغییرات ضخامت با همان توزیع در قطعه نهایی میشود ولی دامنه تغییرات ضخامت کاهش مییابد. در این مورد نتایج تجربی نیز بررسی شدند که نتایج مشابهی را ارائه میدهند. همچنین نیروهای اعمالی به مندرل با تغییر ضخامت پیشتولید بررسی شده و نشان داده شده است که به مندرل نیروهای متناوبی مشابه توزیع ضخامت در پیشتولید وارد میشود. همچنین نشان داده شده است که فلوفرمینگ با سه غلتک نسبت به فلوفرمینگ با دو غلتک، محصولی با ضخامت یکنواختتر تولید مینماید.
An advantage of the flow-forming process is high accuracy of products. Most researches in the past decades studied product diametric accuracy but to the authors’ knowledge, they investigated rarely thickness accuracy. In this paper, a procedure is proposed to predict effects of the process parameters such as pre-form thickness variation and mandrel and rollers stiffness on product thickness accuracy. For this purpose, rollers forces are calculated as a function of pre-form thickness variation and mandrel and rollers deflections. Using this function, product thickness variation and mandrel deflection are calculated and it is concluded that pre-form thickness variation causes product thickness variation with similar distribution but the amount of variation largely decreases. The experiments also verify this prediction. In addition, the applied force to the mandrel is investigated and it is also concluded that a periodic force with similar distribution to the pre-form thickness is applied to the mandrel. Finally, it is shown that flow-forming with three rollers produce more accurate products than a two rollers case.
https://mej.aut.ac.ir/article_39_0e30f00db115cafedf334c6f426cfa5d.pdf
فلوفرمینگ
دقت محصول
تغییرات ضخامت پیشتولید
خیز مندرل و غلتک
flow-forming
product accuracy
pre-form thickness variation
mandrel and roller deflection
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
113
119
10.22060/mej.2013.43
43
Research Article
بررسی توزیع فاز جامد در فوم فلزی ساخته شده به روش ریخته گری
An investigation of solid phase distribution in metal foam produced by casting
محمد دیانی
m.dayani86@gmail.com
1
جمال زمانی
zamani_ashani@yahoo.com
2
محمد حسین سیادتی
3
میثم قیاسوند
4
نویسنده مسئول و دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،
دانشیار مهندسی مکانیک ساخت و تولید، دانشکده مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
استادیار مهندسی و علم مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
یکی از روشهای ساخت فوم فلزی، ریختهگری اطراف کرههای توخالی سرامیکی یا فلزی است که از مهمترین مشکلات این روش نفوذ یکنواخت مذاب بین این کرهها است. در این تحقیق فوم فلزی به روش ریختهگری اطراف کرههای توخالی سرامیکی ساخته شد. کرههای توخالی سرامیکی با استفاده از چسب سیلیکاتسدیم و پودر شاموت ساخته شده و به دو صورت منظم و نامنظم در حفره قالب قرار گرفتند. در ادامه با تغییر ارتفاع راهگاه قالب، نفوذ مذاب در حالات مختلف بررسی و مشاهده شد که آرایش کرهها بر نفوذ یکنواخت مذاب موثر بوده و با افزایش ارتفاع راهگاه در دو آرایش منظم، مذاب به طور یکنواخت نفوذ کرده و در نتیجه فاز جامد به صورت یکنواخت توزیع شده ولی در آرایش نامنظم نفوذ مذاب غیر یکنواخت میباشد. در ادامه فصل مشترک کرههای توخالی سرامیکی با زمینه آلومینیومی و همچنین رشتههای فولادی شبکه با زمینه آلومینیومی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی و مشاهده شد که رشتههای فولادی با زمینه آلومینیومی به صورت موضعی اتصال متالوژیکی داشته ولی کرههای توخالی سرامیکی پیوندی با زمینه ندارند.
One of the methods to produce metal composite foam is casting around ceramic or metallic hollow spheres. The main problem in this method is the melt penetration between hollow spheres. In this research metal foam was produced by casting around ceramic hollow spheres. Ceramic hollow spheres were produced by sodium silicate binder and fire clay. Ceramic hollow spheres were molded in random and ordered arrangements. Ceramic hollow spheres were arranged in two various arrangement by thin wire steel meshes. In various arrangements, the molten penetration between hollow spheres was studied and observed that arrangement affects on melt penetration between hollow spheres. The interface between ceramic hollow spheres with aluminum matrix and steel mesh wires with matrix were verified by SEM. Steel wires have partial joining in interface with aluminum, while there is a separation between ceramic hollow spheres and matrix in interfaces.
https://mej.aut.ac.ir/article_43_31e8601d1a9d3a728f2a9f6ba3f1dce0.pdf
: فوم فلزی
کرههای توخالی سرامیکی
آرایش کرههای توخالی
نفوذ مذاب
توزیع فاز جامد
Metal foam
Ceramic hollow sphere
Hollow spheres arrangement
Melt penetration
Solid phase distribution
per
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
2013-02-19
44
2
121
130
10.22060/mej.2013.45
45
Research Article
روشی برای حل مساله بارگیری پالت توزیعکننده با استفاده از برنامهریزی پویا
A Technique for Solving Distributor’s Pallet Loading Problem (DPLP), Using Dynamic Programming
محمدعلی هاتفی
1
دکتری مهندسی صنایع؛ دانشگاه علم و صنعت، عضو هیئت علمی پژوهشگاه صنعت نفت
در مساله بارگیری پالت توزیعکننده، زیرمجموعهای از مستطیلهای مختلف (جعبهها) با ارزشهای وزنی متفاوت که روی یک فضای مستطیلشکل (پالت) چیده شوند مدنظراست، بهطوری که مجموع ارزش وزنی جعبههای چیده شده، بیشینه شود. همچنین برای کاربردیتر شدن طرح چیدمان بهدستآمده، در قالب تابع هدف دوم مساله، مدنظر است که تا جای ممکن جعبههای همنوع در کنار یکدیگر چیده شوند. مقاله حاضر روشی را برای حل این مساله ارائه میدهد که ایدهای جدید در بهکارگیری برنامهریزی پویا است. این روش شامل کالبدی حلقوی است بهطوری که در هر دور از فرایند الگوریتم، بخشی از پالت، چیده میشود. تحلیل مقایسهای انجامشده نشان میدهد که روش پیشنهادی، در شرایطی که زمان حل، مهمتر از ارزش وزنی چیدمان باشد، در موقعیت بهتری نسبت بهروشهای موجود قرار دارد. همچنین مثالهای حل شده نشان میدهند که از نظر چیدمان جعبههای همنوع در کنار یکدیگر، روش پیشنهادی نسبت بهروشهای موجود، بهتر است.
The Distributor’s Pallet Loading Problem consists of packing a fixed rectangular space (so-called pallet) with a subset of smaller rectangular shapes (so-called pieces) of different dimensions, which have different utility values, in such a way as to maximize the sum of the utility values of the packed pieces. Moreover, as the further objective function; it requires to as possible pack identical pieces as side by side, by means of applicability of the packing patterns. The present paper introduces a technique to solve the problem, in the way that includes a new idea to apply the dynamic programming and, as a matter of the second objective function. In each round of the proposed packing procedure loop, a part of pallet space is packed. The experimental results show that the proposed technique is better than the present methods in the state-of-the art, one the one hand, if solving time were better than packing value, on the other hand, as for packing identical pieces as side by side.
https://mej.aut.ac.ir/article_45_6c667c35cf6bb96a7dda28adb1b43381.pdf
مسائل برش و چیدمان
مساله بارگیری پالت توزیعکننده
برنامهریزی پویا
Cutting & Packing (C&P) problems
Distributor’s Pallet Loading Problem (DPLP)
Dynamic programming