ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر سیکل دمایی قبل از بارگذاری سیکلی بر روی عمر خستگی صفحات دارای تداخل و تخمین عددی عمر خستگی
فرآیند تداخل یک تکنیک مؤثر برای بهبود عمر خستگی اتصالات میباشد و بصورت گسترده در صنایع مختلف به ویژه هوا-فضا و صنایع خودروسازی برای افزایش عمر خستگی اتصالات مورد استفاده قرار میگیرد. بررسی مطالعات انجام گرفته در زمینه فرایند تداخل نشان میدهد که تاکنون اثر تغییرات دما به عنوان عاملی تأثیرگذار بر روی عمر خستگی، مورد مطالعه قرار نگرفته است. بر این اساس، در مقاله حاضر تأثیر اعمال بارگذاری کوتاه مدت سیکل دمایی قبل از بارگذاری سیکلی، بر روی عمر خستگی صفحات سوراخدار که تحت عملیات تداخل قرار گرفتهاند بصورت تجربی و عددی بررسی شده است. اثر تغییرات دما با در نظر گرفتن دو سیکل دمایی 60 و 120 درجه سانتیگراد، مورد بررسی قرار گرفته است. تستهای خستگی بر روی آلیاژ آلومینیم 7075-T6 انجام شده و نمودار تنش-عمر برای نمونهها بدست آمده است. برای بدست آوردن تنشها و کرنشهای ناشی از فرایند تداخل و اعمال سیکل دمایی و همچنین تنشها و کرنشهای ناشی از اعمال بارهای تناوبی مختلف، از یک مدل سه بعدی المان محدود در نرمافزار انسیس استفاده شده است. در نهایت، نتایج تحلیل تنش به منظور تخمین عمر خستگی نمونهها بکار گرفته شده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_2873_ee77da0450fc4791ebd51656d7b2bedb.pdf
2019-08-23
1
10
10.22060/mej.2018.13108.5540
تداخل
عمر خستگی
سیکل دمایی
مدل المان محدود
تخمین عمر
هادی
تقیزاده
h.taghizadeh@tabrizu.ac.ir
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز،تبریز، ایران
AUTHOR
نوید
چاخرلو تاج بخش
tnavid@tabrizu.ac.ir
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز،تبریز، ایران
LEAD_AUTHOR
[1]T. Chakherlou, M. Mirzajanzadeh, J. Vogwell, Experimental and numerical investigations into the effect of an interference fit on the fatigue life of double shear lap joints, Engineering Failure Analysis, Vol. 16, No. 7, pp. 2066-2080, 2009.
1
[2]A. Lanciotti, C. Polese, The effect of interference-fit fasteners on the fatigue life of central hole specimens, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, Vol. 28, pp. 587-597, 2004.
2
[3]T. Chakherlou, J. Vogwell, The effect of cold expansion on improving the fatigue life of fastener holes, Engineering failure analysis, Vol. 10, No. 1, pp. 13-24, 2003.
3
[4]T.N. Chakherlou, J. Vogwell, A novel method of cold expansion which creates near uniform compressive tangential residual stress around a fastener holes, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, Vol. 27, pp. 343–351, 2004.
4
[5]T. Chakherlou, B. Abazadeh, J. Vogwell, The effect of bolt clamping force on the fracture strength and the stress intensity factor of a plate containing a fastener hole with edge cracks, Engineering Failure Analysis, Vol. 16, No. 1, pp. 242-253, 2009.
5
[6] T.N. Chakherlou, H. Taghizadeh, M. Mirzajanzadeh, A.B. Aghdam, On the prediction of fatigue life in double shear lap joints including interference fitted pin,, Engineering Fracture Mechanic, Vol. 96, No. 7, pp. 340-354, 2012.
6
[7]T.N. Chakherlou, H. Taghizadeh, A,B. Aghdam, Experimental and numerical comparison of cold expansion and interference fit methods in improving fatigue life of holed plate in double shear lap joints, Aerospace Science and Technology,Vol. 29, pp. 351–362, 2013.
7
[8]D.A. Clark, W.S. Johnson, Temperature effects on fatigue performance of cold expanded holes in 7050-T7451 aluminum alloy, International Journal of Fatigue, Vol. 25, pp. 159–65, 2003.
8
[9]J.M. Minguez, J. Vogwell, Fatigue life of an aerospace aluminum alloy subjected to cold expansion and a cyclic temperature regime. Engineering Failure Analysis, Vol. 13, No. 6, pp. 997-1004, 2006.
9
[10]I.J. Polmear, G. Pons, H. Octor, C. Sanchez, A. Morton, W. Borbridge, After Concorde: evaluation of an Al–Cu–Mg–Ag alloy for use in the proposed European SST, Material Science Forum,Vol. 12, pp. 217–222, 1996.
10
[11]ANSYS Release 12.0 Documentation, ANSYS Inc., 2008.
11
[12]X. Yuan, Z.F. Yue, S.F. Wen, L. Li, T. Feng. Numerical and experimental investigation of the cold expansion process with split sleeve in titanium alloy TC4, International Journal of Fatigue; Vol. 77, pp. 78–85, 2015.
12
[13] W.Guo; Elastic-plastic analysis of a finite sheet with a cold-worked hole, Engineering. Fracture Mechanic, Vol. 46, pp. 465-472, 1993.
13
[14] A.T. Özdemir, L. Edwards, Through-thickNess residual stress distribution after the cold expansion of fastener holes and its effect on fracturing, ASME Journal Engineering Material Technology, Vol. 126, pp. 129–35, 2004.
14
[15]Royster DM. Tensile properties and creep strength of three aluminum alloys exposed up to 25000 hours at 200–400 F. Langley Station, Hampton VA: Langley Research Center; 1969 [January, NASA TN D-5010].
15
[16]Stowell EZ. A phenomenological relation between stress, strain rate and temperature for metals at elevated temperature. Langley Field, VA: Langley Aeronautical Laboratory, National Advisory Committee for Aeronautics; 1957.
16
[17]Metals handbook. 10th ed., vol. 2. Properties and selection: nonferrous alloys and special-purpose materials. ASM International; 1990.
17
[18]R. Dhamari, The effect of water-displacing corrosion preventives on the fatigue behaviour of mechanically fastened aluminium joints. Ph.D. Thesis, University of New South Wales, 2004.
18
[19]J.P. Gallagher, F.J. Giessler, A.P. Berens, R. M. Jr. Engle, guidelines for the analysis and design of damage tolerant aircraft structures, USAF Damage Tolerant Design Handbook, 1984.
19
[19]A. Fatemi, D.F. Socie, A critical plane approach to multiaxial fatigue damage including out of phase loading, Fatigue Fracture Engineering of Materials Structures, Vol.11, pp.149–65, 1988.
20
[20] J.A. Harter, AFGROW version4.0009.12, AFRL-VASM 2004.
21
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر هندسهی داربست مهندسی بافت استخوان بر مدولاسیون مکانیکی رفتار لایه سلولی
پیشرفت در روشهای تولید افزایشی تاثیر چشمگیری در امکان کنترل و اصلاح طرح داخلی داربست استخوانی و ویژگیهای آن گذاشته است. این امر موجب ارائهی روشهای نوین برای طراحی داربستهای مهندسی بافت استخوان شده است. طراحی کامپیوتری داربستهای مبتنی بر سطوح مینیمال مثلثاتی به دلیل نسبت سطح به حجم بالا که عاملی حیاتی در پژوهشهای زیستی است، مطرح میباشد. از آنجایی که تحریکهای مکانیکی اعمال شده در حین عبور سیال از داخل تخلخلهای داربست، بر تکثیر، مهاجرت، تمایز و سرنوشت سلولهای بنیادی مزانشیمی اثر دارد و این تحریکهای مکانیکی خود متاثر از هندسهی داخلی داربست هستند. در این پژوهش نگاهی دقیقتر به این موضوع افکنده میشود و با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی دو داربست مهندسی بافت استخوان مبتنی بر سطوح مینیمال مثلثاتی با نامهای G و I از منظر مدولاسیون مکانیکی و برهمکنش با لایهی سلولی به ضخامت 8/5 میکرومتر که نمایندهی تجمع سلولی روی داربست است، مورد بررسی قرار میگیرد. داربست G به دلیل هندسهی داخلی مناسب و ایجاد توزیع تنش برشی مناسب روی لایهی سلولی شرایط بهتری را برای کشت سلول و برهمکنش سیال-سازه ایجاد میکند. از سویی دیگر در داربست I نقاط مردهای ایجاد میشود که یکنواختی سیگنالدهی در سطح آن را محدود میکند.
https://mej.aut.ac.ir/article_2881_00c7667b6219c8e0ddca175f9a755abf.pdf
2019-08-23
11
20
10.22060/mej.2018.13215.5571
داربست مهندسی بافت استخوان
دینامیک سیالات محاسباتی
لایهی سلولی
مدولاسیون مکانیکی
سلول بنیادی مزانشیمی
امیرعلا
بخشیان نیک
abakh002@fiu.edu
1
دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
AUTHOR
بهمن
وحیدی
bahman.vahidi@ut.ac.ir
2
دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] A. B. Nik, B. Vahidi, The effect of bone scaffold gradient architecture design on stem cell mechanical modulation: a computational study, in 2015 22nd Iranian Conference on Biomedical Engineering (ICBME), 2015, pp. 309-313.
1
[2] C. Landsberg, F. Stenger, A. Deutsch, M. Gelinsky, A. Rösen-Wolff, A. Voigt, Chemotaxis of mesenchymal stem cells within 3D biomimetic scaffolds—a modeling approach, Journal of biomechanics, vol. 44, pp. 359-364, 2011.
2
[3] C. Sandino, J. Planell, D. Lacroix, A finite element study of mechanical stimuli in scaffolds for bone tissue engineering, Journal of biomechanics, vol. 41, pp. 1005-1014, 2008.
3
[4] S. Wu, X. Liu, K. W. Yeung, C. Liu, X. Yang, Biomimetic porous scaffolds for bone tissue engineering, Materials Science and Engineering: R: Reports, vol. 80, pp. 1-36, 2014.
4
[5] C. R. Kothapallim, R. D. Kamm, 3D matrix microenvironment for targeted differentiation of embryonic stem cells into neural and glial lineages, Biomaterials, vol. 34, pp. 5995-6007, 2013.
5
[6] R. Voronov, S. VanGordon, V. I. Sikavitsas, D. V. Papavassiliou, Computational modeling of flow-induced shear stresses within 3D salt-leached porous scaffolds imaged via micro-CT, Journal of biomechanics, vol. 43, pp. 1279-1286, 2010.
6
[7] E. Baas, J. H. Kuiper, Y. Yang, M. A. Wood, A. J. El Haj, In vitro bone growth responds to local mechanical strain in three-dimensional polymer scaffolds, Journal of biomechanics, vol. 43, pp. 733-739, 2010.
7
[8] M. J. Song, D. Dean, M. L. K. Tate, Mechanical modulation of nascent stem cell lineage commitment in tissue engineering scaffolds, Biomaterials, vol. 34, pp. 5766-5775, 2013.
8
[9] D. Li, T. Tang, J. Lu, and K. Dai, "Effects of flow shear stress and mass transport on the construction of a large-scale tissue-engineered bone in a perfusion bioreactor," Tissue Engineering Part A, vol. 15, pp. 2773-2783, 2009.
9
[10] F. Vermolen, A. Gefen, Semi-stochastic cell-level computational modelling of cellular forces: application to contractures in burns and cyclic loading, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 14, pp. 1181-1195, 2015.
10
[11] J. Will, R. Detsch, A. Boccaccini, Chapter 7.1-Structural and Biological Characterization of Scaffolds, Characterization of Biomaterials, Academic Press, Oxford, pp. 299-310, 2013.
11
[12] F. P. Melchels, A. M. Barradas, C. A. Van Blitterswijk, J. De Boer, J. Feijen, D. W. Grijpma, Effects of the architecture of tissue engineering scaffolds on cell seeding and culturing, Acta Biomaterialia, vol. 6, pp. 4208-4217, 2010.
12
[13] R. Gabbrielli, I. Turner, C. R. Bowen, Development of modelling methods for materials to be used as bone substitutes, in Key Engineering Materials, 2007, pp. 903-906.
13
[14] H. Sun, F. Zhu, Q. Hu, P. H. Krebsbach, Controlling stem cell-mediated bone regeneration through tailored mechanical properties of collagen scaffolds, Biomaterials, vol. 35, pp. 1176-1184, 2014.
14
[15] C. Bandeiras, A. Completo, A. Ramos, Influence of the scaffold geometry on the spatial and temporal evolution of the mechanical properties of tissue-engineered cartilage: insights from a mathematical model, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 14, pp. 1057-1070, 2015.
15
[16] S. Giannitelli, D. Accoto, M. Trombetta, A. Rainer, Current trends in the design of scaffolds for computer-aided tissue engineering, Acta biomaterialia, vol. 10, pp. 580-594, 2014.
16
[17] N. C. Pearson, S. L. Waters, J. M. Oliver, R. J. Shipley, Multiphase modelling of the effect of fluid shear stress on cell yield and distribution in a hollow fibre membrane bioreactor, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 14, pp. 387-402, 2015.
17
[18] D.-J. Yoo, Computer-aided porous scaffold design for tissue engineering using triply periodic minimal surfaces, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 12, pp. 61-71, 2011.
18
[19] D.-J. Yoo, Advanced porous scaffold design using multi-void triply periodic minimal surface models with high surface area to volume ratios, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 15, pp. 1657-1666, 2014.
19
[20] L. Elomaa, S. Teixeira, R. Hakala, H. Korhonen, D. W. Grijpma, J. V. Seppälä, Preparation of poly (ε-caprolactone)-based tissue engineering scaffolds by stereolithography, Acta Biomaterialia, vol. 7, pp. 3850-3856, 2011.
20
[21] M. A. Woodruff, D. W. Hutmacher, The return of a forgotten polymer—polycaprolactone in the 21st century, Progress in Polymer Science, vol. 35, pp. 1217-1256, 2010.
21
[22] K. Van de Velde, P. Kiekens, Biopolymers: overview of several properties and consequences on their applications, Polymer testing, vol. 21, pp. 433-442, 2002.
22
[23] H. Yu, C. Y. Tay, W. S. Leong, S. C. W. Tan, K. Liao, L. P. Tan, Mechanical behavior of human mesenchymal stem cells during adipogenic and osteogenic differentiation, Biochemical and biophysical research communications, vol. 393, pp. 150-155, 2010.
23
[24] F. Zhao, T. J. Vaughan, L. M. Mcnamara, Multiscale fluid–structure interaction modelling to determine the mechanical stimulation of bone cells in a tissue engineered scaffold, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 14, pp. 231-243, 2015.
24
[25] A. L. Olivares, È. Marsal, J. A. Planell, D. Lacroix, Finite element study of scaffold architecture design and culture conditions for tissue engineering, Biomaterials, vol. 30, pp. 6142-6149, 2009.
25
[26] A. B. Yeatts and J. P. Fisher, "Bone tissue engineering bioreactors: dynamic culture and the influence of shear stress," Bone, vol. 48, pp. 171-181, 2011.
26
[27] S. D. Subramony, A. Su, K. Yeager, and H. H. Lu, "Combined effects of chemical priming and mechanical stimulation on mesenchymal stem cell differentiation on nanofiber scaffolds," Journal of biomechanics, vol. 47, pp. 2189-2196, 2014.
27
[28]T. Nagel, D. J. Kelly, Mechano-regulation of mesenchymal stem cell differentiation and collagen organisation during skeletal tissue repair, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 9, pp. 359-372, 2010.
28
[29] F. Guilak, D. L. Butler, S. A. Goldstein, F. P. Baaijens, Biomechanics and mechanobiology in functional tissue engineering, Journal of biomechanics, vol. 47, pp. 1933-1940, 2014.
29
[30] L. M. Kock, J. Malda, W. J. Dhert, K. Ito, D. Gawlitta, Flow-perfusion interferes with chondrogenic and hypertrophic matrix production by mesenchymal stem cells, Journal of biomechanics, vol. 47, pp. 2122-2129, 2014.
30
[31] M. S. Hossain, D. Bergstrom, X. Chen, Computational modelling of the scaffold-free chondrocyte regeneration: a two-way coupling between the cell growth and local fluid flow and nutrient concentration, Biomechanics and modeling in mechanobiology, vol. 14, pp. 1217-1225, 2015.
31
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل میکرومکانیک مدل خرابی فولادهای دوفازی تحت بارگذاری کششی با استفاده از المانهای حجمی نماینده دوبعدی و سهبعدی
فولادهای دوفازی از دو فاز نرم فریت و فاز سخت مارتنزیت که در فاز فریت پراکندهشده است، تشکیلشدهاند. درگذشته محققین به تحلیل سازوکار شکست فولادهای دوفازی پرداختهاند و نمونههای تحت کشش تکمحوره را با استفاده از المان حجمی نماینده دوبعدی مدل کردهاند. با توجه به اینکه در المان حجمی نماینده دوبعدی فرضیات ساده کنندهای انجام میشود، برای تحلیل دقیقتر سازوکار های شکست، تحلیلهای سهبعدی المان حجمی نماینده میتوانند موردتوجه باشند. در این تحقیق به مقایسهی رفتار میکرومکانیکی و سازوکار های خرابی و شکست نمونههایی، با نسبت ضخامت به عرض متفاوت با استفاده از المان حجمی نماینده دوبعدی و سهبعدی با استفاده از روش المانهای محدود پرداختهشده است. در این پژوهش آزمایشها در سه مرحله شروع گلویی شدن، پس از گلویی شدن و شکست نهایی تحت کشش تکمحوره انجامشده است و از عکسهای متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی نیز برای بررسی الگوی تغییر شکل و سازوکار شکست استفادهشده است. همچنین با توجه به شکل تقریبی کروی حفرهها که در نتایج تجربی مشاهدهشده و مقایسهی آن با نتایج عددی بهدستآمده از المان حجمی نماینده سه بعدی، محلی شدن تنش هیدرواستاتیکی بهعنوان نشاندهنده محل شکل گیری حفرهها در حالت سهبعدی در نظر گرفتهشده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_2819_7186d3d9c3e7e474cde2126e1b6b88aa.pdf
2019-08-23
21
30
10.22060/mej.2018.12830.5579
فولاد دوفازی
رفتار تنش کرنش
المان حجمی نماینده سه بعدی
میکروساختار
المان محدود
بهنام
انبارلویی
anbarluei@aut.ac.ir
1
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی امیرکبیر-تهران-ایران
AUTHOR
مجید
حسینی
hosseinim66@yahoo.com
2
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
AUTHOR
حسین
حسینی تودشکی
hosseini@aut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی امیرکبیر-تهران-ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Rashid, M. S. "Dual phase steels." Annual Review of Materials Science 11.1 (1981): 245-266.
1
[2] Hosseini-Toudeshky, Hossein, et al. "Microstructural deformation pattern and mechanical behavior analyses of DP600 dual phase steel." Materials Science and Engineering: A 600 (2014): 108-121.
2
[3] Hosseini-Toudeshky, H., B. Anbarlooie, and J. Kadkhodapour. "Micromechanics stress–strain behavior prediction of dual phase steel considering plasticity and grain boundaries debonding." Materials & Design 68 (2015): 167-176.
3
[4] Ohata, Mitsuru, et al. "3D-Simulation of ductile failure in two-phase structural steel with heterogeneous microstructure." Engineering Fracture Mechanics 77.2 (2010): 277-284.
4
[5] Ramazani, A., et al. "Characterization and modelling of failure initiation in DP steel." Computational materials science 75 (2013): 35-44.
5
[6] Paul, Surajit Kumar. "Real microstructure based micromechanical model to simulate microstructural level deformation behavior and failure initiation in DP 590 steel." Materials & Design 44 (2013): 397-406.
6
[7] Ghadbeigi, H., et al. "Local plastic strain evolution in a high strength dual-phase steel." Materials Science and Engineering: A 527.18 (2010): 5026-5032.
7
[8] Tasan, C. C., J. P. M. Hoefnagels, and M. G. D. Geers. "Microstructural banding effects clarified through micrographic digital image correlation." Scripta Materialia 62.11 (2010): 835-838.
8
[9] Kadkhodapour, J., et al. "Simulation of shear failure in dual phase steels using localization criteria and experimental observation." Computational Materials Science 94 (2014): 106-113.
9
[10] Kadkhodapour, J., et al. "Experimental and numerical study on geometrically necessary dislocations and non-homogeneous mechanical properties of the ferrite phase in dual phase steels." Acta Materialia 59.11 (2011): 4387-4394.
10
[11] Paul, Surajit Kumar, and Abhay Kumar. "Micromechanics based modeling to predict flow behavior and plastic strain localization of dual phase steels." Computational Materials Science 63 (2012): 66-74.
11
[12] Sun, Xin, et al. "Predicting failure modes and ductility of dual phase steels using plastic strain localization." International Journal of Plasticity 25.10 (2009): 1888-1909.
12
[13] Hosseini-Toudeshky, H., and M. Jamalian. "Simulation of micromechanical damage to obtain mechanical properties of bimodal Al using XFEM." Mechanics of Materials 89 (2015): 229-240.
13
[14] Sirinakorn, T., S. Wongwises, and V. Uthaisangsuk. "A study of local deformation and damage of dual phase steel." Materials & Design 64 (2014): 729-742.
14
[15] Thomser, Corinna, and W. Bleck. Modelling of the mechanical properties of Dual Phase steels based on microstructure. Shaker Verlag GmbH, 2009.
15
[16] Ayatollahi, M. R., et al. "3D Micromechanical Modeling of Failure and Damage Evolution in Dual Phase Steel Based on a Real 2D Microstructure." Acta Mechanica Solida Sinica 29.1 (2016): 95-110.
16
[17] Uthaisangsuk, V., U. Prahl, and W. Bleck. "Modelling of damage and failure in multiphase high strength DP and TRIP steels." Engineering Fracture Mechanics 78.3 (2011): 469-486.
17
ORIGINAL_ARTICLE
اثر تغییر سرعت دوران ابزار بر میکروسختی، استحکام استاتیکی، رفتار خستگی و بررسی نوع واماندگی در جوش نقطه ای اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ Al 6061-T6 در نمونه های لبه ای برشی
جوش اصطکاکی اغتشاشی نقطهای در آلیاژ Al 6061-T6 بمنظور بررسی تغییر سرعت دوران ابزار جوشکاری در سرعتهای 500، 750 و 1000 دور بر دقیقه بصورت تجربی تحلیل شدهاست. لذا میکرو سختی، استحکام استاتیکی و رفتار خستگی اتصال در هندسه لبهای برشی تعیین و تحلیل شدهاست. نتایج میکروسختی، تشابه مقدار سختی در نواحی بعد از شانه و تغییرات محسوس در نواحی نزدیک به سوراخ پین و نواحی تحت تاثیر حرارت نشان داده شده است. همچنین با توجه به نتایج آزمایشهای خستگی و استاتیکی در مقاله حاضر، با افزایش سرعت دوران رفتار اتصال بهتر شده و در نتیجه سرعت دوران 1000 دور بر دقیقه، رفتاری مناسبتر از دیگر حالات نشان دادهاست. با مقایسه نتایج خستگی حالات مختلف جوشکاری، در سطح بارهای بالا، در یک سطح بار مشخص، اختلاف عمر حالات مختلف چشمگیر است ولی در سطح بارهای پایین، حالات مختلف رفتار مشابهتری نشان میدهند. دو نوع واماندگی متفاوت در سطوح بار مختلف مشاهده گردید. در سطوح بار بالا واماندگی از نوع جدایش دکمه جوش و در سطوح بار پایین جدایش نهایی در ورق مشاهده گردید. همچنین در سطوح بار میانی با اینکه واماندگی نهایی از نوع برش است ولی رشد ترک در ورق خارج از ناحیه اختلاط نیز اتفاق افتاده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_2817_9e73aa94157869079259ad84aec2f0e3.pdf
2019-08-23
31
40
10.22060/mej.2018.13411.5623
جوش نقطه ای اصطکاکی اغتشاشی
خستگی
رفتار مکانیکی
تغییر سرعت دوران جوشکاری
امیر رضا
شاهانی
shahani@kntu.ac.ir
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
علی
فرهی
farrahi@ymail.com
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
AUTHOR
[1] http://www.twi-global.com/capabilities/joining-technologies/friction-processes/friction-stir-welding/.
1
[2] R.S. Mishra, Z. Ma, Friction stir welding and processing, Materials Science and Engineering: R: Reports, 50(1) (2005) 1-78.
2
[3] M.m. release, Mazda develops world’s first aluminum joining technology using friction heat, http://www.mazda.com/ publicity/release/0227e.html>, (2003).
3
[4] Y.-C. Lin, J.-J. Liu, B.-Y. Lin, C.-M. Lin, H.-L. Tsai, Effects of process parameters on strength of Mg alloy AZ61 friction stir spot welds, Materials & Design, 35 (2012) 350-357.
4
[5] Y. Tozaki, Y. Uematsu, K. Tokaji, Effect of processing parameters on static strength of dissimilar friction stir spot welds between different aluminium alloys, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 30(2) (2007) 143-148.
5
[6] Z. Zhang, X. Yang, J. Zhang, G. Zhou, X. Xu, B. Zou, Effect of welding parameters on microstructure and mechanical properties of friction stir spot welded 5052 aluminum alloy, Materials & Design, 32(8) (2011) 4461-4470.
6
[7] H. Rao, W. Yuan, H. Badarinarayan, Effect of process parameters on mechanical properties of friction stir spot welded magnesium to aluminum alloys, Materials & Design (1980-2015), 66 (2015) 235-245.
7
[8] S. Bozzi, A. Helbert-Etter, T. Baudin, V. Klosek, J. Kerbiguet, B. Criqui, Influence of FSSW parameters on fracture mechanisms of 5182 aluminium welds, Journal of Materials Processing Technology, 210(11) (2010) 1429-1435.
8
[9] M. Merzoug, M. Mazari, L. Berrahal, A. Imad, Parametric studies of the process of friction spot stir welding of aluminium 6060-T5 alloys, Materials & Design, 31(6) (2010) 3023-3028.
9
[10] S. Chowdhury, D. Chen, S. Bhole, X. Cao, P. Wanjara, Lap shear strength and fatigue life of friction stir spot welded AZ31 magnesium and 5754 aluminum alloys, Materials Science and Engineering: A, 556 (2012) 500-509.
10
[11] S. Chowdhury, D. Chen, S. Bhole, X. Cao, P. Wanjara, Lap shear strength and fatigue behavior of friction stir spot welded dissimilar magnesium-to-aluminum joints with adhesive, Materials Science and Engineering: A, 562 (2013) 53-60.
11
[12] Z. Shen, X. Yang, S. Yang, Z. Zhang, Y. Yin, Microstructure and mechanical properties of friction spot welded 6061-T4 aluminum alloy, Materials & Design (1980-2015), 54 (2014) 766-778.
12
[13] J. Chi-Sung, H. Sung-Tae, K. Yong-Jai, C. Hoon-Hwe, H.N. Han, Material properties of friction stir spot welded joints of dissimilar aluminum alloys, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22 (2012) s605-s613.
13
[14] Y.-C. Lin, J.-N. Chen, Influence of process parameters on friction stir spot welded aluminum joints by various threaded tools, Journal of Materials Processing Technology, 225 (2015) 347-356.
14
[15] Y. Uematsu, K. Tokaji, Y. Tozaki, T. Kurita, S. Murata, Effect of re-filling probe hole on tensile failure and fatigue behaviour of friction stir spot welded joints in Al–Mg–Si alloy, International Journal of Fatigue, 30(10) (2008) 1956-1966.
15
[16] S. Venukumar, S. Muthukumaran, S.G. Yalagi, S.V. Kailas, Failure modes and fatigue behavior of conventional and refilled friction stir spot welds in AA 6061-T6 sheets, International Journal of Fatigue, 61 (2014) 93-100.
16
[17] S. Venukumar, B. Baby, S. Muthukumaran, S.V. Kailas, Microstructural and Mechanical Properties of Walking Friction Stir Spot Welded AA 6061-T6 Sheets, Procedia Materials Science, 6 (2014) 656-665.
17
[18] Y. Uematsu, K. Tokaji, Y. Tozaki, Y. Nakashimac, Fatigue behaviour of dissimilar friction stir spot weld between A6061 and SPCC welded by a scrolled groove shoulder tool, Procedia Engineering, 2(1) (2010) 193-201.
18
[19] Y. Uematsu, T. Kakiuchi, Y. Tozaki, Fatigue behavior of dissimilar friction stir spot welds between A6061 and AZ31 fabricated by a scroll grooved tool without probe, in: Proceedings of the 1st International Joint Symposium on Joining and Welding: Osaka, Japan, 6-8 November 2013, Woodhead Publishing, 2014, pp. 213.
19
[20] P.-C. Lin, Z.-M. Su, R.-Y. He, Z.-L. Lin, Failure modes and fatigue life estimations of spot friction welds in cross-tension specimens of aluminum 6061-T6 sheets, International Journal of Fatigue, 38 (2012) 25-35.
20
[21] D.-A. Wang, C.-H. Chen, Fatigue lives of friction stir spot welds in aluminum 6061-T6 sheets, journal of materials processing technology, 209(1) (2009) 367-375.
21
[22] A.H. Ertas, F.O. Sonmez, A parametric study on fatigue strength of spot‐weld joints, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 31(9) (2008) 766-776.
22
[23] S. Mirsalehi, A. Kokabi, Fatigue life estimation of spot welds using a crack propagation-based method with consideration of residual stresses effect, Materials Science and Engineering: A, 527(23) (2010) 6359-6363.
23
[24] S.R. Ahmadi, S. Hassanifard, M.M. Pour, Fatigue life prediction of friction stir spot welds based on cyclic strain range with hardness distribution and finite element analysis, Acta Mechanica, 223(4) (2012) 829-839.
24
[25] Handbook, Vol2: Properties and Selection: Nonferrous alloys and special-purpose materials, ASM International, Materials, Park, OH, (1990).
25
[26] Handbook, Vol 4: Heat treating, ASM International, Materials Park, OH, (1991).
26
[27] Standard, BS EN ISO 14273: Specimen dimensions and procedure for shear testing resistance spot, seam and embossed projection welds, in, London, 2001.
27
[28] Standard, in: BS/EN/ ISO 14324: Resistance spot welding-Destructive tests of welds-Method for fatigue testing of spot welded joints, British Standard, 2003.
28
[29] Standard, ASTM E384, Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, (2000).
29
[30] Handbook, Vol 9: Metallography and Microstructures, ASM International, Materials Park, OH, (2004).
30
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی کمانش پوسته استوانهای با بکارگیری سوپرالمان جدید وابسته به اثر اندازه
در این مقاله با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده به معرفی المان جدید پوسته استوانه ای پرداخته شده است. از آنجا که تئوری کلاسیک قادر به محاسبه صحیح سختی و احتساب اثر اندازه در سازه های میکرو/نانو نمی باشد، تئوریهای مرتبه بالاتر مانند تئوری تنش کوپل اصلاح شده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله با استفاده از تئوری تنش کوپل اصلاح شده و با استفاده از مدل پوسته به جای مدل تیر، کمانش نانو لولهها با استفاده از روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار گرفته است. المان جدید براساس توابع شکل سوپر المانها تعریف و ماتریس جرم و سختی بدست آمده است. علاوه بر سوپر المان پوسته استوانهای تئوری تنش کوپل اصلاح شده، سوپر المان پوسته استوانهای کلاسیک با فرض اثر اندازه صفر در روابط بدست آمده، قابل تعریف می باشد. در حالت خاص، به منظور بررسی کاربرد روابط بدست آمده کمانش نانو پوسته استوانه ای با استفاده از المان پوسته استوانهای تئوری تنش کوپل اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفته و درستی نتایج با استفاده از نتایج بدست آمده از روش تحلیلی نشان داده شده و تاثیر پارامترهایی نظیر اثر اندازه، طول و ضخامت بر کمانش پوسته استوانه ای بررسی شده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_2794_ad3ce82235bb93903c6efb7388a17d5d.pdf
2019-08-23
41
50
10.22060/mej.2018.13440.5635
تئوری تنش کوپل اصلاح شده
اجزاء محدود
اثر اندازه
مدل پوسته
کمانش
ایمان
سلیمانی
soleimaniiman@yahoo.com
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
AUTHOR
یعقوب
طادی بنی
tadi@eng.sku.ac.ir
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
LEAD_AUTHOR
محسن
بت شکنان دهکردی
botshekanan@eng.sku.ac.ir
3
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
AUTHOR
[1] B. Arash, R. Ansari, Evaluation of nonlocal parameter in the vibrations of single-walled carbon nanotubes with initial strain, Physica E, Vol. 42, pp. 2058 –2064, 2010.
1
[2] S. Sahmani, R. Ansari, On the free vibration response of functionally graded higher-order shear deformable microplates based on the strain gradient elasticity theory, Composite Structures, Vol. 95, pp. 430–442, 2013.
2
[3] B. Zhang, Y. He, D. Liu, Z. Gan, L. Shen, Non-classical Timoshenko beam element based on the strain gradient elasticity theory, Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 79, pp. 22 – 39, 2014.
3
[4] M. Şimşek, Nonlinear Static and Free Vibration Analysis of Microbeams Based on the Non-linear Elastic Foundation Using Modified Couple Stress Theory and He’s Variational Method, Composite Structures, Vol. 112, , pp. 264-272, 2014.
4
[5] M. H. Ghayesh, H. Farokhi, M. Amabili, Nonlinear dynamics of a microscale beam based on the modified couple stress theory, Composites: Part B: Engineering, Vol. 50, pp. 318–324, 2013.
5
[6] M. Mohammadimehr, M. Mohandes, The Effect of Modified Couple Stress Theory on Buckling and Vibration Analysis of Functionally Graded Double-Layer Boron Nitride Piezoelectric Plate Based on CPT, Journal of Solid Mechanics, Vol. 7, No. 3, pp. 281-298, 2015.
6
[7] A. Ghorbanpour Arani, M. Abdollahian, R. Kolahchi, Nonlinear vibration of embedded smart composite microtube conveying fluid based on modified couple stress theory, Polymer Composites, Vol. 36, No. 7, pp. 1314-1324, 2015.
7
[8] R. A. Toupin, Elastic materials with couple stresses, Arch.Rational Mech.Anal, Vol. 11, pp. 385–414, 1962.
8
[9] R. D. Mindlin, H. F. Tiersten, Effects of couple-stresses in linear elasticity, Arch. Rational Mech. Anal, Vol. 11, pp. 415–448, 1962.
9
[10] W. T. Koiter, Couple stresses in the theory of elasticity, I and II.Proc.K.Ned.Akad.Wet.(B), Vol. 67, pp. 17–44, 1964.
10
[11] R. D. Mindlin, Micro-structure in linear elasticity, Arch.Rational Mech.Anal.Vol. 16, pp. 51–78, 1964.
11
[12] F. Yang, A. C. M. Chong, D. C. C. Lam, P. Tong, Couple stress Based Strain gradient theory for elasticity, Int.J.Solids Struct, Vol. 39, pp. 2731–2743, 2002.
12
[13] K. Shengli, Z. Shenjie, Z. Nie, K. Wang, The size-dependent natural frequency of Bernoulli–Euler micro-beams, J Eng Sci, Vol. 46, pp. 427–37, 2008.
13
[14] J. N. Reddy, J. Berry, Nonlinear theories of axisymmetric bending of functionally graded circular plates with modified couple stress, Compos Struct,Vol. 94, pp. 3664-3668, 2012.
14
[15] A. Ghorbanpour Arani, M. R. Bagheri, R. Kolahchi, Z. Khoddami Maraghi, Nonlinear vibration and instability of fluid-conveying DWBNNT embedded in a visco-Pasternak medium using modified couple stress theory, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 27, No. 9, pp. 2645-2658, 2013.
15
[16] F. Pampaloni, E. L. Florin, Microtubule architecture: inspiration for novel carbon nanotube-based biomimetic materials, Trends Biotechnol, Vol. 26, pp. 302–310, 2008.
16
[17] H. G. Craighead, Nanoelectromechanical systems, Science, Vol. 290, pp. 1532–1535, 2000.
17
[18] M. Li, H. X. Tang, M. L. Roukes, Ultra-sensitive NEMS-based cantilevers for sensing, scanned probe and very high-frequency applications, Nat. Nanotech-nol. Vol. 2, pp. 114–120, 2007.
18
[19]M. Rahaeifard, M. H. Kahrobaiyan, M. T. Ahmadian, Sensitivity analysis of atomic force microscope cantilever made of functionally graded materials, ASME 2009 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, San Diego, California, USA, August 30–September 2, 2009.
19
[20] Y. Tadi Beni, A. Koochi, M. Abadyan, Theoretical study of the effect of Casimir force, elastic boundary conditions and size dependency on the pull-in instability of beam-type NEMS, Phys E,Vol. 43, pp. 979-988, 2011.
20
[21] M. Şimşek, J. N. Reddy, Bending and vibration of functionally graded microbeams using a new higher order beam theory and the modified couple stress theory, Int J of Eng Sci, Vol. 64, pp. 37–53, 2013.
21
[22] J. Abdi, A. Koochi, A.S. Kazemi, M. Abadyan, Modeling the effects of size dependence and dispersion forces on the pull-in instability of electrostatic cantilever NEMS using modified couple stress theory, Smart Mater and Struct, Vol. 20, pp. 11-55, 2011.
22
[23] M. Şimşek, Dynamic analysis of an embedded microbeam carrying a moving microparticle based on the modified couple stress theory, Int J of Eng Sci, Vol. 48 No. 12, pp. 1721-1732, 2010.
23
[24] B. Akgöz, Ö. Civalek, Free vibration analysis of axially functionally graded tapered Bernoulli–Euler microbeams based on the modified couple stress theory, Composite Structures, Vol. 98, pp. 314-322, 2013.
24
[25] M. Mohammad-Abadi, A. R. Daneshmehr, Size dependent buckling analysis of microbeams based on modified couple stress theory with high order theories and general boundary conditions, International Journal of Engineering Science, Vol. 74, pp. 1-14, 2014.
25
[26] Y. G. Wang, W. H. Lin, N. Liu, Nonlinear free vibration of a microscale beam based on modified couple stress theory, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 47, pp. 80-85, 2013.
26
[27] Y. Tadi Beni, A. Koochi, M. R. Abadyan, Using modified couple stress theory for modeling the size dependent pull-in instability of torsional nano-mirror under Casimir force, Int J of Optomechatronics, Vol. 8, pp. 47-71, 2014.
27
[28] R. Li, G. A. Kardomateas, Vibration characteristics of multiwalled carbon nanotubes embedded in elastic media by a nonlocal elastic shell model, Journal of Applied Mechanics, Vol. 74, No. 6, pp. 1087-1094, 2007.
28
[29] H. Zeighampour, Y. Tadi Beni, Cylindrical thin-shell model based on modified strain gradient theory, International Journal of Engineering Science, Vol. 78, pp. 27–47, 2014.
29
[30] H. Zeighampour, Y. Tadi Beni, Analysis of conical shells in the framework of coupled stresses theory, International Journal of Engineering Science, Vol. 81, pp. 107-122, 2014.
30
[31] F. Mehralian, Y. Tadi Beni, Size-dependent torsional buckling analysis of functionally graded cylindrical shell, Composites, Part B, Vol. 94, pp. 11-25, 2016.
31
[32] F. Mehralian, Y. Tadi Beni, R. Ansari, On the size dependent buckling of anisotropic piezoelectric cylindrical shells under combined axial compression and lateral pressure, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 119, pp. 155-169, 2016.
32
[33]S. Sahmani, R. Ansari, R. Gholami, A. Darvizeh, Dynamic stability analysis of functionally graded higher-order shear deformable microshells based on the modified couple stress elasticity theory, Composites: Part B, Vol. 51, pp. 44–53, 2013.
33
[34] A. Ghorbanpour Arani, S. Amir, A. R. Shajari, M. R. Mozdianfard, Electro-thermo-mechanical buckling of DWBNNTs embedded in bundle of CNTs using nonlocal piezoelasticity cylindrical shell theory, Composites Part B: Engineering, Vol. 43, No. 2, pp. 195-203, 2012.
34
[35] H. Zeighampour, Y. Tadi Beni, Size-dependent vibration of fluid-conveying double-walled carbon nanotubes using couple stress shell theory, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 61, pp. 28-39, 2014.
35
[36] D. H. Wu, W. T. Chien, C. J. Yang, Y. T. Yen, Coupled- field analysis of piezoelectric beam actuator using FEM, Sens Actuators A, Vol. 118, pp. 171–176, 2005.
36
[37] R. A. Coutu, P. E. Kladitis, L. A. Starman, J. R. Reid, A comparison of micro-switch analytic, finite element, and experimental results, Sens Actuators A,Vol. 115, pp. 252–258, 2004.
37
[38] F. Chapuis, F. Bastien, J. F. Manceau, F. Casset, P. L. Charvet, FEM modelling of Piezo-actuated microswitches, In: Seventh international conference on thermal, mechanical and multiphysics simulation and experiments in micro-electronics and micro-systems, EuroSime 2006, IEEE; April 24-26, 2006.
38
[39] B. Zhang, Y. He, D. Liu , Z. Gan, L. Shen, A non-classical Mindlin plate finite element based on a modified couple stress theory, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 42, pp. 63-80, 2013.
39
[40] M. H. Kahrobaiyan, M. Asghari , M. T. Ahmadian, A Timoshenko beam element based on the modi fied couple stress theory, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 79, pp. 75–83, 2014.
40
[41] P. Metz, G. Alici, G. M. Spinks, A finite element model for bending behaviour of conducting polymer electromechanical actuators, Sens Actuators A, Vol. 130, pp. 1–11, 2006.
41
[42]S. A. Tajalli, M. Moghimi Zand, M.T. Ahmadian, Effect of geometric nonlinearity on dynamic pull-in behavior of coupled-domain microstructures based on classical and shear deformation plate theories, Eur J Mech A Solids, Vol. 28, pp. 916 –9 25, 2009.
42
[43] J. Jiang, M. D. Olson, Nonlinear analysis of orthogonally stiffened cylindrical shells by a super element approach, Finite elements in Analysis and Design, Vol. 18, No. 1, pp. 99-110, 1994.
43
[44] S. A. Lukasiewicz, Geometrical super-elements for elasto-plastic shells with large deformation, Finite Elements in Analysis and design, Vol. 3, No. 3, pp. 199-211, 1987.
44
[45] T. S. Koko, M. D. Olson, Vibration analysis of stiffened plates by super elements, Journal of Sound and Vibration, Vol. 158, No.1, pp. 149-167, 1992.
45
[46] M. T. Ahmadian, M. Sherafati Zangeneh, Vibration analysis of orthotropic rectangular plates using superelements, Computer methods in applied mechanics and engineering, Vol. 191, No. 19, pp. 2097-2103, 2002.
46
[47] M.T. Ahmadian, M. Bonakdar, A new cylindrical element formulation and its application to structural analysis of laminated hollow cylinders, Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 44, pp. 617–630, 2008.
47
[48] A.W. Leissa, Vibration of shells, published for the Acoustical Society of America through the American Institute of Physics, 1993.
48
[49] R. Gholami, R. Ansari, A. Darvizeh, S. Sahmani, Axial Buckling and Dynamic Stability of Functionally Graded Microshells Based on the Modifed Couple Stress Theory, International Journal of Structural Stability and Dynamics, Vol. 15, No. 4, pp. 1450070-94 2014.
49
ORIGINAL_ARTICLE
جستجوی ترک در ورقهای کمانشیافته به کمک روش المان کوادراتور دیفرانسیلی و روش برنامهنویسی مرتبه دوم متوالی
در این پژوهش، روشی جهت شناسایی ترک در سازههای ورقی کمانش یافته با استفاده از روش المان کوادراتور دیفرانسیلی و روش برنامه نویسی مرتبه دوم متوالی ارائه شده است. پژوهش پیشرو شامل دو گام اساسی میباشد. در گام نخست روشی جهت محاسبه فرکانسهای ورقهای کمانش یافته ترکدار ارائه شده است. در اینجا ترک به صورت باز در نظر گرفته شده و به کمک فنرهای چرخشی خطی مدلسازی گردیده است. معادلات حاکم بر رفتار ورق مورد نظر با در نظر گرفتن تاثیر تغییرشکلهای برشی و نقص هندسی اولیه استخراج شده است. پس از آن با در نظر گرفتن پاسخ به صورت مجموع تغییرشکلهای استاتیکی (پس از کمانش) و دینامیکی (ارتعاشات) معادلات موجود به دو دستگاه معادلات دیفرانسیل پس از کمانش (مستقل از زمان) و ارتعاشات تبدیل شده است. با کمک تحلیل مقادیر ویژه معادلات دینامیکی بدست آمده، فرکانسهای طبیعی ارتعاشات ورق ترکدار حول حالت کمانش یافته آن حاصل میشود. در گام دوم با استفاده از روش ارائه شده در گام نخست و با کمک روش بهینهسازی برنامهنویسی مرتبه دوم متوالی، الگوریتمی جهت تعیین خصوصیات ترک در سازه به کمک فرکانسهای ارتعاشات طبیعی سازه ارائه شده است در این مرحله مجموع وزنی مربعات خطای بین فرکانسهای طبیعی محاسبه شده و فرکانسهای طبیعی اندازهگیری شده به کمک تحلیل مودال تجربی، به عنوان تابع هزینه انتخاب شده و به کمک مینیممسازی این تابع، خصوصیات ترک در سازه تعیین میگردد. به منظور بررسی صحت و دقت روش معرفی شده، آزمایشهای تجربی انجام شده که نتایج حاصل موید توانایی این روش در تخمین پارامترهای ترک میباشد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2906_86ec0e8ac784f4f441ceb8cced75a33a.pdf
2019-08-23
51
60
10.22060/mej.2018.13543.5660
تشخیص ترک
ورق کمانش یافته
روش المان کوادراتور دیفرانسیلی
الگوریتم برنامهنویسی مرتبه دوم متوالی
حسام
مکوندی
h-makvandi@phdstu.scu.ac.ir
1
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
شاپور
مرادی
moradis@scu.ac.ir
2
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
LEAD_AUTHOR
داود
پورویس
dpoorveis@scu.ac.ir
3
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
کورش
حیدری شیرازی
k.shirazi@scu.ac.ir
4
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
AUTHOR
[1] M.K. Yoon, Heidar, D., Gillespie Jr, J.W., Ratcliffe, C.P., Crane, R.M. , Local damage detection using two-dimensional gapped smoothing method, Journal of sound and vibration, 279 (2005) 119-139.
1
[2] C.P. Ratcliffe, Damage detection using a modified Laplacian Operator on mode shape, Journal of sound and vibration, 240 (1997) 505-517.
2
[3] P. Cronwell, Doebling, S.W. , Farrar, C.R. , Application of the strain energy damage detection method to platelike structures, Journal of Sound and Vibration 224 (1999) 359-374.
3
[4] N. Stubbs, Kim, J.T. , Damage localization in structures without baseline modal parameters, AIAA Journal, 34 (1996) 1644-1649.
4
[5] L.J. Hadjileontiadis, Douka, E., Kurtosis analysis for crack detection in thin isotropic rectangular plates, Journal of Engineering Structures 29 (2007) 2353-2364.
5
[6] L.J. Hadjileontiadis, Douka, E. , Trochidis, A. , Crack detection in beams using kurtosis, computers & structures, 83 (2005) 909-919.
6
[7] C.C. Chang, Chen, L.W., Damage detection of a rectangular plate by spatial wavelet based approach, Journal of applied acoustics, 65 (2004) 819-832.
7
[8] W. Fan, Qiao, P. , A 2-D continuous wavelet transform of mode shape data for damage detection of plate structures, International journal of solids and structures 46 (2009) 4379-4395.
8
[9] Y.Z. Fu, Lu, Z.R. , Liu, J.K. , Damage identification in plates using finite element model updating in time domain, Journal of sound and vibration 332 (2013) 7018-7032.
9
[10] X. Lin, Yuan, F.G. , Damage detection of plate using Migration technique, Journal of intelligent material systems and structures, 12 (2001) 469-482.
10
[11] S. Moradi, Alimouri, P. , Crack detection of plate structures using differential quadrature method, Journal of Mechanical Engineering Science, 227(7) (2014) 1495-1504.
11
[12] T. Horibe, Watanabe, K. , Crack identification of plates using Genetic algorithm, JSME international Journal, Series A, 49(3) (2006) 403-410.
12
[13] S.M. Yadavar Nikravesh, Nezamivand Chegini, S. , 2013, Meccanica, 48 (Crack identification in double-cracked plates using wavelet analysis) 2075-2098.
13
[14] D.G. Park, Angani, C.S., Rao, B. P. C., Vértesy, G., Lee, D.H., Kim, K.H. , Detection of the subsurface cracks in a stainless steel plate using pulsed eddy current, Journal of Nondestructive Evaluation, 32(4) (2013) 350-353.
14
[15] J. Jingpin, Xiangji, M., Cunfu, H., Bin, W. , Nonlinear lamb wave-mixing technique for micro-crack detection in plates, NDT & E International, 85 (2017) 63-71.
15
[16] S. Sandesh, Shankar, K. , Damage identification of a thin plate in the time domain with substructuring - an application of inverse problem, International Journal of Applied Science and Engineering, 7(1) (2009) 79-93.
16
[17] H.F. Lam, Yin, T. , Statistical detection of multiple cracks on thin plates utilizing dynamic response, Engineering structures, 32 (2010) 3145-3152.
17
[18] S.E. Khadem, Rezaei, M. , An analytical approach for obtaining the location and depth of an all-over part-through crack on externally in-plane loaded rectangular plate using vibration analysis, Journal of Sound and Vibration, 230(2) (2000) 291-308.
18
[19] D. Dinh-Cong, Vo-Duy, T., Ho-Huu, V., Dang-Trung, H., Nguyen-Thoi, T. , An efficient multi-stage optimization approach for damage detection in plate structures, Advances in Engineering Software, 112 (2017) 76–87.
19
[20] A. Nicknam, Hosseini, M.H. , Structural damage localization and evaluation based on modal data via a new evolutionary algorithm, Arch Appl Mech, 82 (2011) 191–203.
20
[21] S. Moradi, Jamshidi Moghadam, P. , Crack identification in postbuckled beam-type strutures, Smart structures and systems, An Int’l journal, 15(5) (2015) 1233-1252.
21
[22] L. Chen, Zhang, Z., Zhang, W. , Inner boundary conditions of mindlin plate with a finite-length part-through crack, in: Second International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering, )2011( 1365-1368.
22
[23] F. Delale, F. Erdogan, Line-Spring Model for Surface Cracks in Reissener Plate, Int. J Eng. Sci., 19)10( )1981( 1331-1340.
23
[24] B.D.R. Forde, Stiemer, S.F. , Improved arc length orthogonality methods for nonlinear finite element analysis, Computers & Structures, 27 (1987) 625-630.
24
[25] E. Riks, The application of Newton’s method to the problem of elastic stability, J Appl Mech, 39 (1972) 1060-1065.
25
[26] G.A. Wempner, Discrete approximation related to nonlinear theories of solids, Int J Solids and Structures, 7 (1971) 1581-1599.
26
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی اثر اصلاحات ماکرو-هندسی و میکرو-هندسی بر روی خطای انتقال استاتیکی و ضریب توزیع بار چرخدنده های مارپیچ
هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر پارامترهای طراحی و اصلاح پروفیل دندانه بر روی خطای انتقال استاتیکی و ضریب توزیع بار یک جفت چرخدندهی مارپیچ بهروش تحلیلی با استفاده از نرمافزار متلب میباشد. در این تحقیق در ابتدا به تعریف دقیق خطای انتقال چرخدندهها بهعنوان مهمترین عامل ایجاد سروصدا در یک جفت چرخدندهی درگیر پرداخته میشود. سپس ضریب توزیع بار و خطای انتقال استاتیکی با استفاده از سفتی درگیری چرخدندهها محاسبه میگردد. در این مقاله از روش انرژی پتانسیل جهت تعیین خطای انتقال و ضریب توزیع بار چرخدندههای مارپیچ استفاده میشود. در مرحلهی بعد پس از صحت سنجی نتایج با پژوهشهای گذشته، تأثیر پارامترهای طراحی مانند مدول، زاویه مارپیچ، پهنا، تعداد دندانه و زاویه فشار بر روی میانگین و دامنهی خطای انتقال و ضریب توزیع بار چرخدندهها بررسی میشود. به این پارامترها اصطلاحاً پارامترهای ماکرو-هندسی چرخدنده گفته میشود. نتایج این پژوهش نشان میدهد اصلاحات همزمان پارامترهای طراحی (اصلاحات ماکرو-هندسی) و اصلاح نوک دندانه (اصلاحات میکرو-هندسی) باعث توزیع بار یکنواختتر و کاهش چشمگیر خطای انتقال چرخدندههای مارپیچ و بهتبع آن کاهش ارتعاشات و سروصدای جعبهدندهها میشود.
https://mej.aut.ac.ir/article_2835_5f812c9e34c243a12bde3dd7d8bb4d73.pdf
2019-08-23
61
70
10.22060/mej.2018.13554.5666
چرخدنده مارپیچ
خطای انتقال استاتیکی
ضریب توزیع بار
اصلاحات ماکرو-هندسی
اصلاحات میکرو-هندسی
امیرعباس
زارع ده آبادی
amirabbas.zare@yahoo.com
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
مهرداد
پورسینا
mehrdad.poursina@gmail.com
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
LEAD_AUTHOR
محسن
رضائی
rezaeimohsen91@gmail.com
3
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
کورش
حسن پور
kourosh_hasanpur@yahoo.com
4
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
AUTHOR
[1] Munro, R. G. "A review of the theory and measurement of gear transmission error." Gearbox noise and vibration (1990): 3-10.
1
[2] Munro, R. G., and D. Houser. "Transmission Error Concepts." The Gear Noise Short Course (2003).
2
[3] Glover, Rodney C., and David G. Rauen. Gear Transmission Error Metric for Use with Gear Inspection Machine. No. 2003-01-1663. SAE Technical Paper, 2003.
3
[4] Kahraman, A., J. Lim, and H. Ding. "A dynamic model of a spur gear pair with friction." Proceedings of the 12th IFToMM World Congress. 2007.
4
[5] Sainsot, Philippe, Philippe Velex, and Olivier Duverger. "Contribution of gear body to tooth deflections-A new bidimensional analytical formula." transactions-american society of mechanical engineers journal of mechanical design 126.4 (2004): 748-752.
5
[6] Velex, P., and M. Ajmi. "On the modelling of excitations in geared systems by transmission errors." Journal of Sound and Vibration 290.3 (2006): 882-909.
6
[7] Paul, I. D., and G. P. Bhole. "Modification of Spur Gear Using Computational Method-Involutes Profile Being Modify." ICIEOM Spring conference. 2010.
7
[8] Hotait, M. A., and A. Kahraman. "Experiments on the relationship between the dynamic transmission error and the dynamic stress factor of spur gear pairs." Mechanism and Machine Theory 70 (2013): 116-128.
8
[9] Zeyin, He, et al. "Parametric modeling and contact analysis of helical gears with modifications." Journal of Mechanical Science and Technology 30.11 (2016): 4859-4867.
9
[10] Guangjian, Wang, et al. "Research on the dynamic transmission error of a spur gear pair with eccentricities by finite element method." Mechanism and Machine Theory 109 (2017): 1-13.
10
[11] Velex, Philippe, and Mondher Ajmi. "Dynamic tooth loads and quasi-static transmission errors in helical gears–Approximate dynamic factor formulae." Mechanism and Machine Theory 42.11 (2007): 1512-1526.
11
[12] Spitas, V., et al. "Experimental Investigation of Load Sharing in Multiple Gear Tooth Contact Using the Stress‐Optical Method of Caustics." Strain 47.s1 (2011).
12
[13] Kahraman, A., and G. W. Blankenship. "Effect of involute contact ratio on spur gear dynamics." Transactions-American Society Of Mechanical Engineers Journal Of Mechanical Design 121 (1999): 112-118.
13
[14] Chen, Zaigang, and Yimin Shao. "Mesh stiffness calculation of a spur gear pair with tooth profile modification and tooth root crack." Mechanism and Machine Theory 62 (2013): 63-74.
14
[15] Liang, Xihui, Ming J. Zuo, and Mayank Pandey. "Analytically evaluating the influence of crack on the mesh stiffness of a planetary gear set." Mechanism and Machine Theory 76 (2014): 20-38.
15
[16] Mohammed, Omar D., and Matti Rantatalo. "Dynamic response and time-frequency analysis for gear tooth crack detection." Mechanical Systems and Signal Processing 66 (2016): 612-624.
16
[17] Wan, Zhiguo, et al. "Mesh stiffness calculation using an accumulated integral potential energy method and dynamic analysis of helical gears." Mechanism and Machine Theory 92 (2015): 447-463.
17
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی و بهینهسازی کابل های آلیاژ حافظهدار
در این پژوهش رفتار مکانیکی کابلهای آلیاژ حافظهدار و اجزای آن با استفاده از معادلات ساختاری سهبعدی و به روش حل ضمنی در نرمافزار آباکوس با استفاده از زیربرنامه ماده تعریف شده توسط کاربر مطالعه شده است. پارامترهای مادی با استفاده از شبیهسازیهای عددی و نتایج تجربی موجود استخراج گردیده است. تحلیل اجزاء محدود ابتدا برای کابل فولادی الاستیک و سپس کابل سوپرالاستیک آلیاژ حافظهدار صورت میپذیرد. مقایسه نتایج عددی و تجربی برای این دو نوع کابل بیانگر دقت قابل قبول نتایج بدست آمده و اطمینان از صحت روش شبیهسازی در کار حاضر است. در ادامه، عملگر کابل آلیاژ حافظهدار تحت ویژگی حافظهشکلی شبیهسازی گردیده و رفتار مکانیکی کابل با ارائه نمودارهای تنش نرمال، تنش برشی، کرنش و دما برای هر دو ویژگی سوپرالاستیسیته و حافظهشکلی بررسی شده است. همچنین، بهینهسازی کابل آلیاژ حافظهدار تحت ویژگی حافظهشکلی با هدف دستیابی به بیشترین انرژی مخصوص کابل به کمک روش طراحی آزمایشها مطالعه شده است. روش ارائه شده در این تحقیق، برای طراحی و بهینهسازی عملگرهای کابل حافظهدار قابل استفاده است.
https://mej.aut.ac.ir/article_2807_c925ffc0cf5d11b117ff39847b88974f.pdf
2019-08-23
71
80
10.22060/mej.2018.13705.5695
کابل آلیاژحافظهدار
ویژگی سوپرالاستیسیته
ویژگی حافظهشکلی
عملگر
طراحی آزمایش
سعید
وحیدی
saeed.vahidi90v@yahoo.com
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
AUTHOR
جمال
ارغوانی
arghavani@sharif.edu
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
علیرضا
استادرحیمی
alireza_ostadrahimi@mecheng.iust.ac.ir
3
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Reedlunn B S, Daly and J Shaw 2012 Superelastic Shape Memory Alloy Cables: Part I – Isothermal Tension Experiments Int. J. Solids Struct. 50(20-21) 3009-3026.
1
[2] Costello G A 1998 Theory of wire rope New York: Springer.
2
[3] Utting W S, Jones N 1987 The response of wire rope strands to axial tensile loads Part I: experimental results and theoretical predictions Int. J. Mec. Sci. 29 605-619.
3
[4] Stanova E G, Fedorko M, Fabian and Kmet S 2011 Computer modelling of wire strands and ropes Part I: Theory and computer implementation Advances in Engineering Software. 42 305-315.
4
[5] Stanova E G, Fedorko M, Fabian and Kmet S 2011 Computer modelling of wire strands and ropes part II: Finite element-based applications Advances in Engineering Software. 42 322-331.
5
[6] Wang D D, Zhang S Wang and S Ge 2012 Finite element analysis of hoisting rope and fretting wear evolution and fatigue life estimation of steel wires Engineering Failure Analysis. 27 173-193.
6
[7] Lagoudas D C 2008 Shape Memory Alloys: Modeling and Engineering Applications New York: Springer.
7
[8] Meier B 2007 http://www.nytimes.com/2007/ 10/16/business/16device.html.
8
[9] Ft Wayne Metals 2010 Personal communication http://www.fwmetals.com/
9
strands.php.
10
[10] Mirzaeifar R R, DesRoches and Yavari A 2010 A combined analytical, numerical, and experimental study of shape-memory-alloy helical springs Int. J. Solids Struct.48 611-624.
11
[11] Reedlunn B S, Daly and J Shaw 2012 Superelastic Shape Memory Alloy Cables: Part II – Subcomponent Isothermal Responses Int. J. Solids Struct.50(20-21) 3027-3044.
12
[12] Tanaka K 1986 A thermo mechanical sketch of shape memory effect: one-dimensional tensile behavior Res. Mech.18 63–251.
13
[13] Liang C and Rogers C A 1990 One-dimensional thermo mechanical constitutive relations for shape memory materials J. Intell. Mater. Syst. Struct.1 34– 207.
14
[14] Brinson L C 1993 One-dimensional constitutive behavior of shape memory alloy: thermo mechanical derivation with non-constant material functions and redefined martensite internal variable J. Intell. Mater. Syst. Struct.4 42–229.
15
[15] Fremond M 1996 Shape Memory Alloy: a Thermo mechanical Macroscopic Theory Cism Courses and Lectures, New York: Springer.351 3–68.
16
[16] Auricchio F and Lubliner J 1997 A uniaxial model for shape memory alloys Int. J. Solids Struct.34 3601–18.
17
[17] Souza A C, Mamiya E and Zouain N 1998 Three-dimensional model for solids undergoing stress induced phase transformations Eur. J. Mech. A: Solids 17 789-806.
18
[18] Auricchio F and Petrini L 2004 A three-dimensional model describing stress-temperature induced solid phase transformations: thermomechanical coupling and hybrid composite applications Int. J. Numer. Methods Eng.61 716–37.
19
[19] Arghavani J, Auricchio F, Naghdabadi R and Sohrabpour S 2010 A 3-D phenomenological constitutive model for shape memory alloys under multiaxial loadings Int. J. Plast.26 976–91.
20
[20] Arghavani J, Auricchio F, Naghdabadi R and Sohrabpour S 2011 An improved, fully symmetric, finite strain phenomenological constitutive model for shape memory alloys Finite Elem. Anal. Des.47 166–74.
21
[21] Qidwai M A, Lagoudas D C 2000 Numerical implementation of a shape memory
22
[22] alloy thermomechanical constitutive model using return mapping algorithms
23
[23] Int. J. Numer. Methods Eng.47 1123–1168.
24
[24] Feyer K 2007 Wire Ropes – Tension, Endurance, Reliability Berlin: Springer.
25
[25] Montgomery D C 2008 Design and Analysis of Experiments John Wiley & Sons
26
ORIGINAL_ARTICLE
بهبود خواص خمشی کامپوزیتهای لایهای آلومینیوم-اپوکسی/ الیاف بازالت با استفاده از نانولولههای کربنی چندجداره
اخیراً استفاده از نانوذرات در زمینه های پلیمری به منظور بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های پلیمری توجه خاصی را به خود جلب کرده است. اما موضوع بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت های لایه ای الیاف/ فلز در اثر افزودن نانوذرات به خوبی مشخص نشده است. هدف از مطالعه حاضر، بررسی تاثیر نانولوله های کربنی چندجداره بر خواص خمشی کامپوزیت های الیاف/ فلز متشکل از لایه های متناوب آلیاژ آلومینیوم 2024 به همراه اپوکسی تقویت شده با الیاف بازالت می باشد. نتایج نشان داد که در اثر افزودن نانولوله های کربنی چندجداره تا مقدار0/5 درصد وزنی، یک روند افزایشی در مقادیر استحکام خمشی و مدول خمشی نمونه ها حاصل می شود، اما در مقادیر بالاتر نانولوله های کربنی چندجداره روند معکوسی مشاهده می شود. بنابراین، در این تحقیق، مقدار بهینه نانولوله کربنی چندجداره برابر با 0/5 درصد وزنی می باشد، به طوری که در مقایسه با نمونه بدون نانولوله کربنی، مقادیر استحکام خمشی و مدول خمشی به ترتیب 62/36 و 16/60 درصد بهبود پیدا می کند. مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز نشان داد که مکانیزم های بیرون زدگی و پل زنی نانولوله های کربنی دلیل اصلی این بهبود به دست آمده می باشند.
https://mej.aut.ac.ir/article_2850_f72f569192e03cfcf921e4c56d0bd1be.pdf
2019-08-23
81
90
10.22060/mej.2018.13135.5546
کامپوزیت های الیاف/ فلز
الیاف بازالت
نانولوله های کربنی چندجداره
خواص خمشی
حامد
آقامحمدی
hamed.aghamohammadi@outlook.com
1
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
AUTHOR
رضا
اسلامی فارسانی
eslami@kntu.ac.ir
2
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] T. Sinmazçelik, E. Avcu, M.Ö. Bora, O. Çoban, A review: Fibre metal laminates, background, bonding types and applied test methods, Materials & Design, 32(7) (2011) 3671-3685.
1
[2] X. Li, W. Zhang, S. Zhai, S. Tang, X. Zhou, D. Yu, X. Wang, Investigation into the toughening mechanism of epoxy reinforced with multi-wall carbon nanotubes, e-Polymers, 15(5) (2015) 335-343.
2
[3] L. Meszaros, I.M. Gali, T. Czigany, T. Czvikovszky, Effect of nanotube content on mechanical properties of basalt fibre reinforced polyamide 6, Plastics, Rubber and Composites, 40(6-7) (2013) 289-293.
3
[4] M. Sánchez, M. Campo, A. Jiménez-Suárez, A. Ureña, Effect of the carbon nanotube functionalization on flexural properties of multiscale carbon fiber/epoxy composites manufactured by VARIM, Composites Part B: Engineering, 45(1) (2013) 1613-1619.
4
[5] N. Jahan, M.V. Hosur, S. Jeelani, Low-Velocity Impact Response of Woven Carbon Epoxy Composites with MWCNTs, (2013) 1586-1592.
5
[6] M. Konstantakopoulou, G. Kotsikos, Effect of MWCNT filled epoxy adhesives on the quality of adhesively bonded joints, Plastics, Rubber and Composites, 45(4) (2016) 166-172.
6
[7] M.M. Rahman, S. Zainuddin, M.V. Hosur, J.E. Malone, M.B.A. Salam, A. Kumar, S. Jeelani, Improvements in mechanical and thermo-mechanical properties of e-glass/epoxy composites using amino functionalized MWCNTs, Composite Structures, 94(8) (2012) 2397-2406.
7
[8] Y. Zhou, F. Pervin, L. Lewis, S. Jeelani, Experimental study on the thermal and mechanical properties of multi-walled carbon nanotube-reinforced epoxy, Materials Science and Engineering: A, 452-453 (2007) 657-664.
8
[9] M.T. Kim, K.Y. Rhee, J.H. Lee, D. Hui, A.K.T. Lau, Property enhancement of a carbon fiber/epoxy composite by using carbon nanotubes, Composites Part B: Engineering, 42(5) (2011) 1257-1261.
9
[10] A. Godara, L. Mezzo, F. Luizi, A. Warrier, S.V. Lomov, A.W. van Vuure, L. Gorbatikh, P. Moldenaers, I. Verpoest, Influence of carbon nanotube reinforcement on the processing and the mechanical behaviour of carbon fiber/epoxy composites, Carbon, 47(12) (2009) 2914-2923.
10
[11] M.M. Shokrieh, A. Saeedi, M. Chitsazzadeh, Evaluating the effects of multi-walled carbon nanotubes on the mechanical properties of chopped strand mat/polyester composites, Materials & Design, 56 (2014) 274-279.
11
[12] G.B. Chai, P. Manikandan, Low velocity impact response of fibre-metal laminates:A review, Composite Structures, 107 (2014) 363-381.
12
[13] X. Li, X. Zhang, H. Zhang, J. Yang, A.B. Nia, G.B. Chai, Mechanical behaviors of Ti/CFRP/Ti laminates with different surface treatments of titanium sheets, Composite Structures, 163 (2017) 21-31.
13
[14] M. Sadighi, R.C. Alderliesten, R. Benedictus, Impact resistance of fiber-metal laminates: A review, International Journal of Impact Engineering, 49 (2012) 77-90.
14
[15] H. Zarei, M. Fallah, G. Minak, H. Bisadi, A. Daneshmehr, Low velocity impact analysis of Fiber Metal Laminates (FMLs) in thermal environments with various boundary conditions, Composite Structures, 149 (2016) 170-183.
15
[16] L.L. Zhai, G.P. Ling, Y.W. Wang, Effect of nano-Al2O3 on adhesion strength of epoxy adhesive and steel, International Journal of Adhesion and Adhesives, 28(1-2) (2008) 23-28.
16
[17] A. Fereidoon, N. Kordani, Y. Rostamiyan, D. Ganji, M. Ahangari, Effect of carbon nanotubes on adhesion strength of e-glass/epoxy composites and alloy aluminium surface, World Appl Sci J, 9(2) (2010) 204-210.
17
[18] Z. Asaee, M. Mohamed, D. De Cicco, F. Taheri, Low-velocity impact response and damage mechanism of 3D fiber-metal laminates reinforced with amino-functionalized graphene nanoplatelets, International Journal of Composite Materials, 7(1) (2017) 20-36.
18
[19] R. Amooyi Dizaji, M. Yazdani, E. Aligholizadeh, A. Rashed, Effect of 3D‐woven glass fabric and nanoparticles incorporation on impact energy absorption of GLARE composites, Polymer Composites, (2017) (in press).
19
[20] S. Abrate, Impact engineering of composite structures, Springer Science & Business Media, 2011.
20
ORIGINAL_ARTICLE
مطالعه ارتعاش آزاد طولی نانولوله های کربنی مارپیچی تک جداره با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
در این مقاله ارتعاش آزاد طولی نانولوله های کربنی مارپیچی تک جداره برای شرایط مرزی مختلف با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. تاکنون با بهرهگیری از این روش، رفتار ارتعاشی طولی این شکل از نانولوله ها مورد مطالعه قرار نگرفته بود لذا در پژوهش حاضر با استفاده از روش مذکور فرکانس اصلی مربوط به ارتعاشات طولی نانولوله های کربنی مارپیچی تحت پتانسیل رِبو و بدون در نظر گرفتن اثر گرمایی بدست آمده است. در ادامه، مطالعه پارامتریک مسئله مورد توجه قرار گرفت و تأثیر قطر لوله مارپیچ، تعداد گام فنری و نوع شرایط مرزی بر فرکانس اصلی ارزیابی شد. نتایج حاکی از آن بود که با افزایش قطر لوله و تعداد گام فنری (یا طول نانولوله مارپیچی) فرکانس اصلی طولی کاهش می یابد. همچنین در شرایط مرزی گیردار ـ گیردار، مقادیر فرکانس اصلی طولی نانولوله های کربنی مارپیچی نسبت به دو شرایط مرزی گیردار ـ تکیه گاه ساده و یکسر گیردار همواره بزرگتر میباشد. از نتایج پژوهش حاضر در آینده می توان در طراحی و تحلیل نانوحسگرها و نانومحرکهایی که در ساختار آنها از نانولولههای کربنی مارپیچی استفاده می گردد، بهره برد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2849_a4e471a68d58600c966cebab8b0eaf61.pdf
2019-08-23
91
100
10.22060/mej.2018.13716.5697
نانولوله های کربنی مارپیچی
شبیه سازی دینامیک مولکولی
ارتعاش طولی
پتانسیل ربو
فرشید
درویشی
fdarvishi.mechanic@gmail.com
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
AUTHOR
امید
رحمانی
omid.rahmani@znu.ac.ir
2
آزمایشگاه تحقیقاتی سازه های هوشمند و مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] S. Iijima, Helical microtubules of graphitic carbon, Nature, 354(6348) (1991) 56-58.
1
[2] M. Zhang, J. Li, Carbon nanotube in different shapes, Materials Today, 12(6) (2009) 12-18.
2
[3] S. Ihara, S. Itoh, J.-i. Kitakami, Helically coiled cage forms of graphitic carbon, Physical Review B, 48(8) (1993) 5643-5647.
3
[4] L.P. Biró, S.D. Lazarescu, P.A. Thiry, A. Fonseca, J.B. Nagy, A.A. Lucas, L. Ph, Scanning tunneling microscopy observation of tightly wound, single-wall coiled carbon nanotubes, EPL (Europhysics Letters), 50(4) (2000) 494.
4
[5] J.H. Chang, W. Park, Nano elastic memory using carbon nanocoils Journal of Nano and Bio Tech, 3(1) (2006) 30-35.
5
[6] A. Volodin, D. Buntinx, M. Ahlskog, A. Fonseca, J.B. Nagy, C. Van Haesendonck, Coiled Carbon Nanotubes as Self-Sensing Mechanical Resonators, Nano Letters, 4(9) (2004) 1775-1779.
6
[7] D.J. Bell, Y. Sun, L. Zhang, L.X. Dong, B.J. Nelson, D. Grutzmacher, Three-dimensional nanosprings for electromechanical sensors, in: Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, 2005. Digest of Technical Papers. TRANSDUCERS '05. The 13th International Conference on, 2005, pp. 15-18.
7
[8] D. Xu, L. Zhang, L. Dong, B. Nelson, Nanorobotics for NEMS Using Helical Nanostructures, in: B. Bhushan (Ed.) Encyclopedia of Nanotechnology, Springer Netherlands, 2012, pp. 1715-1721.
8
[9] K.T. Lau, M. Lu, D. Hui, Coiled carbon nanotubes: Synthesis and their potential applications in advanced composite structures, Composites Part B: Engineering, 37(6) (2006) 437-448.
9
[10] K. Hernadi, L. Thiên-Nga, L. Forró, Growth and Microstructure of Catalytically Produced Coiled Carbon Nanotubes, The Journal of Physical Chemistry B, 105(50) (2001) 12464-12468.
10
[11] A. Volodin, M. Ahlskog, E. Seynaeve, C. Van Haesendonck, A. Fonseca, J.B. Nagy, Imaging the Elastic Properties of Coiled Carbon Nanotubes with Atomic Force Microscopy, Physical Review Letters, 84(15) (2000) 3342-3345.
11
[12] X. Chen, S. Zhang, D.A. Dikin, W. Ding, R.S. Ruoff, L. Pan, Y. Nakayama, Mechanics of a Carbon Nanocoil, Nano Letters, 3(9) (2003) 1299-1304.
12
[13] T. Hayashida, L. Pan, Y. Nakayama, Mechanical and electrical properties of carbon tubule nanocoils, Physica B: Condensed Matter, 323(1–4) (2002) 352-353.
13
[14] W.M. Huang, Mechanics of coiled nanotubes in uniaxial tension, Materials Science and Engineering: A, 408(1–2) (2005) 136-140.
14
[15] A.F. da Fonseca, D.S. Galvão, Mechanical Properties of Nanosprings, Physical Review Letters, 92(17) (2004) 175502.
15
[16] F.d.F. Alexandre, C.P. Malta, D.S. Galvão, Mechanical properties of amorphous nanosprings, Nanotechnology, 17(22) (2006) 5620.
16
[17] K. Sanada, Y. Takada, S. Yamamoto, Y. Shindo, Analytical and Experimental Characterization of Stiffness and Damping in Carbon Nanocoil Reinforced Polymer Composites, Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering, 2(12) (2008) 1517-1527.
17
[18] S.H. Ghaderi, E. Hajiesmaili, Molecular structural mechanics applied to coiled carbon nanotubes, Computational Materials Science, 55(0) (2012) 344-349.
18
[19] S.H. Ghaderi, E. Hajiesmaili, Nonlinear analysis of coiled carbon nanotubes using the molecular dynamics finite element method, Materials Science and Engineering: A, (2013) 225-234.
19
[20] L. Liu, H. Gao, J. Zhao, J. Lu, Superelasticity of Carbon Nanocoils from Atomistic Quantum Simulations, Nanoscale Res Lett, 5(3) (2010) 478-483.
20
[21] J. Wang, T. Kemper, T. Liang, S.B. Sinnott, Predicted mechanical properties of a coiled carbon nanotube, Carbon, 50(3) (2012) 968-976.
21
[22] J. Wu, J. He, G.M. Odegard, S. Nagao, Q. Zheng, Z. Zhang, Giant Stretchability and Reversibility of Tightly Wound Helical Carbon Nanotubes, Journal of the American Chemical Society, 135(37) (2013) 13775-13785.
22
[23] N. Khani, M. Yildiz, B. Koc, Elastic properties of coiled carbon nanotube reinforced nanocomposite: A finite element study, Materials & Design, 109 (2016) 123-132.
23
[24] M.M.S. Fakhrabadi, A. Amini, F. Reshadi, N. Khani, A. Rastgoo, Investigation of buckling and vibration properties of hetero-junctioned and coiled carbon nanotubes, Computational Materials Science, 73 (2013) 93-112.
24
[25] G. Cao, X. Chen, J.W. Kysar, Thermal vibration and apparent thermal contraction of single-walled carbon nanotubes, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 54(6) (2006) 1206-1236.
25
[26] Y.Y. Zhang, C.M. Wang, V.B.C. Tan, Assessment of timoshenko beam models for vibrational behavior of single-walled carbon nanotubes using molecular dynamics, Advances in Applied Mathematics and Mechanics, 1(1) (2009) 89-106.
26
[27] Y.-G. Hu, K.M. Liew, Q. Wang, Nonlocal Continuum Model and Molecular Dynamics for Free Vibration of Single-Walled Carbon Nanotubes, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 11(12) (2011) 10401-10407.
27
[28] F. Khademolhosseini, A.S. Phani, A. Nojeh, N. Rajapakse, Nonlocal Continuum Modeling and Molecular Dynamics Simulation of Torsional Vibration of Carbon Nanotubes, IEEE Transactions on Nanotechnology, 11(1) (2012) 34-43.
28
[29] R. Ansari, S. Ajori, B. Arash, Vibrations of single- and double-walled carbon nanotubes with layerwise boundary conditions: A molecular dynamics study, Current Applied Physics, 12(3) (2012) 707-711.
29
[30] W.-H. Chen, C.-H. Wu, Y.-L. Liu, H.-C. Cheng, A theoretical investigation of thermal effects on vibrational behaviors of single-walled carbon nanotubes, Computational Materials Science, 53(1) (2012) 226-233.
30
[31] C. Chuang, Y.-C. Fan, B.-Y. Jin, Dual Space Approach to the Classification of Toroidal Carbon Nanotubes, Journal of Chemical Information and Modeling, 49(7) (2009) 1679-1686.
31
[32] C. Chuang, Y.-C. Fan, B.-Y. Jin, Generalized Classification Scheme of Toroidal and Helical Carbon Nanotubes, Journal of Chemical Information and Modeling, 49(2) (2009) 361-368.
32
[33] C. Chuang, B.-Y. Jin, Hypothetical toroidal, cylindrical, and helical analogs of C60, Journal of Molecular Graphics and Modelling, 28(3) (2009) 220-225.
33
[34] C. Chuang, Y.C. Fan, B.Y. Jin, Systematics of Toroidal, Helically-Coiled Carbon Nanotubes, High-genus Fullernens, and Other Exotic Graphitic Materials, Procedia Engineering, 14(0) (2011) 2373-2385.
34
[35] C. Chuang, Y.-C. Fan, B.-Y. Jin, On the structural rules of helically coiled carbon nanotubes, Journal of Molecular Structure, 1008(0) (2012) 1-7.
35
[36] S.J. Stuart, A.B. Tutein, J.A. Harrison, A reactive potential for hydrocarbons with intermolecular interactions, The Journal of Chemical Physics, 112(14) (2000) 6472-6486.
36
[37] W.B. Donald, A.S. Olga, A.H. Judith, J.S. Steven, N. Boris, B.S. Susan, A second-generation reactive empirical bond order (REBO) potential energy expression for hydrocarbons, Journal of Physics: Condensed Matter, 14(4) (2002) 783.
37
[38] O.A. Shenderova, D.W. Brenner, A. Omeltchenko, X. Su, L.H. Yang, Atomistic modeling of the fracture of polycrystalline diamond, Physical Review B, 61(6) (2000) 3877-3888.
38
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته های مخروطی تقویت شده با نانولوله های کربنی در محیط با دمای بالا
در این تحقیق، ارتعاشات آزاد پوستههای مخروطی کامپوزیتی تقویت شده با نانو لولههای کربنی در محیط با دمای بالا مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع نانو لولههای کربنی در راستای ضخامت پوسته به دو صورت یکنواخت و مدرج تابعی درنظر گرفته شده است. اثر بارگذاری حرارتی به صورت تنشهای اولیه در نظرگرفته، معادلات حاکم با استفاد از اصل همیلتون، براساس تئوری کلاسیک و روابط کرنش-جابه جایی غیرخطی فون کارمن بدست آمده است. معادلات مستخرج، با استفاده از روش گلرکین گسسته سازی شده است. در این تحقیق با استفاده از توابع تیر، فرکانس پوسته مخروطی به ازای شرایط مرزی مختلف بدست آمده است. درابتدا نتایج حاضر با نتایج موجود اعتبار سنجی شده است. سپس تاثیر پارامترهای مختلف ازجمله بارگذاری حرارتی، مقدار کسر حجمی، نوع توزیع نانولوله های کربنی، شرایط مرزی مختلف و شرایط هندسی متفاوت بر روی فرکانس طبیعی سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان از آن دارد که وجود بارگذاری حرارتی اولیه تاثیر قابل توجهی بر فرکانس طبیعی دارد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2801_086f8ef0d2e1767bd9ddc976840bc1b7.pdf
2019-08-23
101
110
10.22060/mej.2018.13531.5657
ارتعاشات آزاد
پوسته مخروطی
نانولولههای کربنی
توابع تیر
دما
نقی
آقایی
n70aghaei@gmail.com
1
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران
AUTHOR
مصطفی
طالبی توتی
talebi@qut.ac.ir
2
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] Mirzaei, M. and Y. Kiani. "Thermal buckling of temperature dependent FG-CNT reinforced composite conical shells". Aerospace Science and Technology, 47: 42-53, (2015).
1
[2] Hua, L. "Frequency analysis of rotating truncated circular orthotropic conical shells with different boundary conditions." Composites Science and Technology 60(16): 2945-2955,2000.
2
[3] Li, F.-M., et al."The calculations of natural frequencies and forced vibration responses of conical shell using the Rayleigh–Ritz method." Mechanics Research Communications 36(5): 595-602,2009.
3
[4] Hosseini, M. and M. Talebitooti "Buckling analysis of moderately thick FG carbon nanotube reinforced composite conical shells under axial compression by DQM." Mechanics of Advanced Materials and Structures: 1-10, 2017.
4
[5] Shen, H.-S. "Thermal buckling and postbuckling behavior of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite cylindrical shells." Composites Part B: Engineering 43(3): 1030-1038.
5
[6] Torabi, j. and R. Ansari. "Thermal buckling of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical shells." Modares Mechanical Engineering 15(10): 137-146,2015
6
[7] Shu, C. " Free vibration analysis of composite laminted conical shells by generalzed differntial quadrature." Journal of Sound and Vibration 194(4): 587-604,1996.
7
[8] Torabi, j. and R. Ansari. "Free vibration analysis of FG-CNTRC cylindrical shells surrounded by elastic foundation subjected to thermal loading." 194: 271-282,2015.
8
[9] Ansari, R., et al. "Analysis of functionally graded carbon nanotube-reinforced composite spherical shells resting on elastic foundation using the variation differential quadrature method." European Journal of Mechanics - A/Solids 60: 166-182, 2016.
9
[10] Jam, J. E. and Y. Kiani "Buckling of pressurized functionally graded carbon nanotube reinforced conical shells". Composite Structures 125:586-595, 2015.
10
[11] Ansari, R., et al. "Free vibration analysis of embedded functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical/cylindrical shells and annular plates using a numerical approach." Journal of Vibration and Control , 2016.
11
[12] Mehri, M., et al. "Buckling and vibration analysis of a pressurized CNT reinforced functionally graded truncated conical shell under an axial compression using HDQ method." Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 303: 75-100, 2016.
12
[13] Ansari, R., et al. "Buckling analysis of axially-loaded functionally graded carbon nanotube-reinforced composite conical panels using a novel numerical method." Composite Structures 157: 398-411, 2016.
13
[14] Jooybar, N., et al. "Vibration of functionally graded carbon nanotubes reinforced composite truncated conical panels with elastically restrained against rotation edges in thermal environment." Composites Part B: Engineering 106: 242-261, 2016.
14
[15] Rahimi, G. H., et al. "Vibration of functionally graded cylindrical shells with ring support." Scientia Iranica 18(6): 1313-1320,2011.
15
[16] Moradi-Dastjerdi, R., et al. "Dynamic analysis of functionally graded nanocomposite cylinders reinforced by carbon nanotube by a mesh-free method." Materials & Design 44: 256-266,2013.
16
ORIGINAL_ARTICLE
کنترل غیرفعال ارتعاشات لولههای حامل سیال با استفاده از جاذب ارتعاشی
در مقاله حاضر تأثیر جاذب ارتعاشی یک درجه آزادی بر کاهش دامنه ارتعاشات لولههای حامل سیال با روش نیمه تحلیلی مطالعه شده است. معادلات حرکت لوله و جاذب ارتعاشی با استفاده از تئوری تیر اویلر- برنولی استخراج شده است. با در نظر گرفتن چهار شکل مود ارتعاشی اول لوله، معادلات حرکت با استفاده از روش گالرکین گسستهسازی و به صورت عددی حل شدهاند. سپس، رابطه تحلیلی برای محاسبه فرکانسهای طبیعی لوله حامل سیال با تکیهگاههای ساده در دو انتها و تعیین مشخصههای جاذب ارتعاشی ارائه شده است که با دقت بسیار مناسبی میتوان از این رابطه به منظور طراحی جاذب ارتعاشی استفاده کرد. پس از صحهگذاری بر نتایج روش ارائه شده، تأثیر پارامترهای مختلف بر کاهش دامنه نوسانات سیستم با استفاده از منحنیهای مناسبی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش سرعت سیال دامنه نوسانات سیستم افزایش مییابد که با استفاده از جاذب ارتعاشی بهینه میتوان دامنه را تا حدود 80 درصد کاهش داد. بر این اساس استفاده از این نوع جاذب با توجه به سادگی نصب و استفاده و همچنین قابلیت جذب انرژی بالا میتواند راهکار مناسبی جهت کاهش و یا حذف ارتعاشات ناخواسته ناشی از سیال در لولههای حامل سیال باشد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2783_4ceacbae7f0ca99ad0f150d5683ad063.pdf
2019-08-23
111
120
10.22060/mej.2018.13006.5508
لوله حامل سیال
جاذب ارتعاشی
کاهش دامنه نوسانات
روش گالرکین
موسی
رضائی
m_rezaee@tabrizu.ac.ir
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
LEAD_AUTHOR
وحید
عرب ملکی
vahid_maleki@tabrizu.ac.ir
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
AUTHOR
[1] K.R. Chellapilla, S. Sutar, R. Madabhushi, Effect of Weld Tension on Flexural Frequencies of Guided-Simply Supported Fluid-Conveying Pipes, Int. J. Mech. Eng. Autom, 3(8) (2016) 319-324.
1
[2] M.L. De Bellis, G.C. Ruta, I. Elishakoff, A contribution to the stability of an overhanging pipe conveying fluid, Continuum Mechanics and Thermodynamics, 27(4-5) (2015) 685-701.
2
[3] J. Rivero-Rodriguez, M. Pérez-Saborid, Numerical investigation of the influence of gravity on flutter of cantilevered pipes conveying fluid, Journal of Fluids and Structures, 55 (2015) 106-121.
3
[4] C. Gan, S. Jing, S. Yang, H. Lei, Effects of supported angle on stability and dynamical bifurcations of cantilevered pipe conveying fluid, Applied Mathematics and Mechanics, 36(6) (2015) 729-746.
4
[5] J. Huang, G. Chen, L. Shu, Y. Chen, Y. Zhang, Impact of fouling on flow-induced vibration characteristics in fluid-conveying pipelines, IEEE Access, 4 (2016) 6631-6644.
5
[6] E. Kjolsing, M. Todd, The impact of boundary conditions and fluid velocity on damping for a fluid conveying pipe in a viscous fluid, in: SPIE Smart Structures and Materials+ Nondestructive Evaluation and Health Monitoring, International Society for Optics and Photonics, 2016, pp. 979922-979922-979911.
6
[7] G. Eslami, V.A. Maleki, M. Rezaee, Effect of Open Crack on Vibration Behavior of a Fluid-Conveying Pipe Embedded in a Visco-Elastic Medium, Latin American Journal of Solids and Structures, 13(1) (2016) 136-154.
7
[8] H.-I. Yoon, I.-S. Son, Dynamic behavior of cracked simply supported pipe conveying fluid with moving mass, Journal of sound and vibration, 292(3) (2006) 941-953.
8
[9] D. Zhao, J. Liu, C. Wu, Stability and local bifurcation of parameter-excited vibration of pipes conveying pulsating fluid under thermal loading, Applied Mathematics and Mechanics, 36(8) (2015) 1017-1032.
9
[10] Z.-Y. Li, J.-J. Wang, M.-X. Qiu, Dynamic Characteristics of Fluid-Conveying Pipes with Piecewise Linear Support, International Journal of Structural Stability and Dynamics, (2015) 1550025.
10
[11] C. An, J. Su, Dynamic behavior of pipes conveying gas–liquid two-phase flow, Nuclear Engineering and Design, 292 (2015) 204-212.
11
[12] B.D. Texier, S. Dorbolo, Deformations of an elastic pipe submitted to gravity and internal fluid flow, Journal of Fluids and Structures, 55 (2015) 364-371.
12
[13] Y. Luo, M. Tang, Q. Ni, Y. Wang, L. Wang, Nonlinear Vibration of A Loosely Supported Curved Pipe Conveying Pulsating Fluid under Principal Parametric Resonance, Acta Mechanica Solida Sinica, 29(5) (2016) 468-478.
13
[14] B. Sınır, D.D. Demi̇r, The analysis of nonlinear vibrations of a pipe conveying an ideal fluid, European Journal of Mechanics-B/Fluids, 52 (2015) 38-44.
14
[15] T. Zhang, H. Ouyang, Y. Zhang, B. Lv, Nonlinear dynamics of straight fluid-conveying pipes with general boundary conditions and additional springs and masses, Applied Mathematical Modelling, (2016).
15
[16] K.M. Shum, Tuned vibration absorbers with nonlinear viscous damping for damped structures under random load, Journal of Sound and Vibration, 346 (2015) 70-80.
16
[17] F.S. Samani, F. Pellicano, Vibration reduction of beams under successive traveling loads by means of linear and nonlinear dynamic absorbers, Journal of Sound and Vibration, 331(10) (2012) 2272-2290.
17
[18] F.S. Samani, F. Pellicano, A. Masoumi, Performances of dynamic vibration absorbers for beams subjected to moving loads, Nonlinear Dynamics, 73(1-2) (2013) 1065-1079.
18
[19] M. Paıdoussis, G. Li, Pipes conveying fluid: a model dynamical problem, Journal of Fluids and Structures, 7(2) (1993) 137-204.
19
[20] C.-H. Yau, A. Bajaj, O. Nwokah, Active control of chaotic vibration in a constrained flexible pipe conveying fluid, Journal of fluids and structures, 9(1) (1995) 99-122.
20
[21] H. Doki, K. Hiramoto, R. Skelton, Active control of cantilevered pipes conveying fluid with constraints on input energy, Journal of fluids and structures, 12(5) (1998) 615-628.
21
[22] R.D. Bao, Study on Adaptive Control of Restrained Cantilever Pipe Conveying Fluid, in: Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publ, 2012, pp. 1325-1335.
22
[23] M.H. Demir, A. Yesildirek, F. Yigit, Control of a cantilever pipe conveying fluid using neural network, in: Modeling, Simulation, and Applied Optimization (ICMSAO), 2015 6th International Conference on, IEEE, 2015, pp. 1-6.
23
[24] G.H. Koo, Y.S. Park, VIBRATION REDUCTION BY USING PERIODIC SUPPORTS IN A PIPING SYSTEM, Journal of Sound and Vibration, 210(1) (1998) 53-68.
24
[25] D. Yu, J. Wen, H. Zhao, Y. Liu, X. Wen, Vibration reduction by using the idea of phononic crystals in a pipe-conveying fluid, Journal of Sound and Vibration, 318(1–2) (2008) 193-205.
25
[26] S. Rinaldi, M.P. Païdoussis, Dynamics of a cantilevered pipe discharging fluid, fitted with a stabilizing end-piece, Journal of Fluids and Structures, 26(3) (2010) 517-525.
26
[27] R.E. Rossi, P.A.A. Laura, D.R. Avalos, H. Larrondo, Free Vibrations of Timoshenko Beams Carrying Elastically Mounted, Concentrated Masses, Journal of Sound and Vibration, 165(2) (1993) 209-223.
27
ORIGINAL_ARTICLE
مدل سازی ارتعاشات آزاد غیرخطی برج توربین باد
هدف این مقاله بررسی ارتعاشات آزاد دامنه بلند برج توربین باد می باشد که به صورت تیر مقطع متغیر با جرم خارج از مرکز مدل شده است. در این مدل سازی، تاثیر اعمال نیروی محوری متغیر بر تیر ناشی از میدان جاذبه در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر ارتعاشات غیرخطی سیستم و شرایط مرزی مربوطه با استفاده از اصل همیلتون به همراه فرضیات اولر- برنولی استخراج شده است. سپس از یک روش تفاضل محدود برای بدست آوردن فرکانس های طبیعی و شکل مودهای سیستم استفاده شده است. در ادامه معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی حاکم بر دینامیک سیستم با استفاده از روش گلرکین به معادلات دیفرانسیل معمولی بر حسب جابجایی های انتهایی کاهش یافته اند که به دلیل وجود خارج از مرکزی طولی به هم وابسته اند. این معادلات زمانی با استفاده از روش اغتشاشاتی مقیاس های زمانی چندگانه به صورت تحلیلی حل شده اند. نتایج بدست آمده از حل تحلیلی تطابق خوبی با نتایج شبیه سازی عددی دارد. نتایج این پژوهش می تواند به منظور بررسی اثرات وجود جرم نوک خارج از مرکز، مقطع متغیر و اثر جاذبه را بر ارتعاشات دامنه بلند برج توربین باد، با هدف بهبود رفتار دینامیکی آن مورد استفاده قرار گیرد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2852_2c514aeb0f34949c22656360846a1b88.pdf
2019-08-23
121
130
10.22060/mej.2018.13765.5704
برج توربین باد
ارتعاشات دامنه بلند
تیر مقطع متغیر
جرم خارج از مرکز
مقیاس های زمانی چندگانه
حسن
ملائکه سقا
hasan.mech89@gmail.com
1
دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
AUTHOR
حمید
معین فرد
hamid.moeenfard@gmail.com
2
دانشگاه فردوسی مشهد
LEAD_AUTHOR
[1] G.J. Herbert, S. Iniyan, E. Sreevalsan, S. Rajapandian, "A review of wind energy technologies," Renewable and sustainable energy Reviews", 2007, vol. 11, pp. 1117-1145.
1
[2] J.F. Manwell, J.G. McGowan, A.L. Rogers, "Wind energy explained: theory, design and application," John Wiley & Sons, 2010.
2
[3] A. Mostafaeipour, "Feasibility study of offshore wind turbine installation in Iran compared with the world," Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010, vol. 14, pp. 1722-1743.
3
[4] A. Mollahosseini, S.A. Hosseini, M. Jabbari, A. Figoli, A. Rahimpour, "Renewable energy management and market in Iran: A holistic review on current state and future demands," Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 80, pp. 774-788.
4
[5] A. Dabbaghiyan, F. Fazelpour, M.D. Abnavi, M.A. Rosen, "Evaluation of wind energy potential in province of Bushehr, Iran," Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, vol. 55, pp. 455-466.
5
[6] I. Lavassas, G. Nikolaidis, P. Zervas, E. Efthimiou, I. Doudoumis, C. Baniotopoulos, "Analysis and design of the prototype of a steel 1-MW wind turbine tower," Engineering structures, 2003, vol. 25, pp. 1097-1106.
6
[7] N. Bazeos, G. Hatzigeorgiou, I. Hondros, H. Karamaneas, D. Karabalis, D. Beskos, "Static, seismic and stability analyses of a prototype wind turbine steel tower," Engineering structures, 2002, vol. 24, pp. 1015-1025.
7
[8] J.-Y. Han, C.-H. Hong, J.-H. Jeong, B.-Y. Moon, "Dynamic Characteristics Analysis of Filament-wound Composite Towers for Large Scale Offshore Wind-Turbine," The KSFM Journal of Fluid Machinery, 2012, vol. 15, pp. 55-60.
8
[9] C. You-liang, Q. Jiang-man, X. Zhan-pu, J. Yan, "Dynamic Analysis of Wind Power Turbine's Tower under the Combined Action of Winds and Waves, International Journal of Plant Engineering and Management, 2017, vol. 22(3), pp. 140-149.
9
[10] P. Murtagh, B. Basu, B. Broderick, "Simple models for natural frequencies and mode shapes of towers supporting utilities," Computers & structures, 2004, vol. 82, pp. 1745-1750.
10
[11] J. Wang, D. Qin, T.C. Lim, "Dynamic analysis of horizontal axis wind turbine by thin-walled beam theory," Journal of Sound and Vibration, 2010, vol. 329, pp. 3565-3586.
11
[12] U. Lee, "Vibration analysis of one-dimensional structures using the spectral transfer matrix method," Engineering structures, 2000, vol. 22, pp. 681-690.
12
[13] S.-T. Choi, S.-Y. Mau, "Dynamic analysis of geared rotor-bearing systems by the transfer matrix method," Journal of mechanical design, 2001, vol. 123, pp. 562-568.
13
[14] X. Rui, B. He, Y. Lu, W. Lu, G. Wang, "Discrete time transfer matrix method for multibody system dynamics," Multibody System Dynamics, 2005, vol. 14, pp. 317-344.
14
[15] B. He, X. Rui, H. Zhang, "Transfer matrix method for natural vibration analysis of free system," Mathematical Problems in Engineering, 2012, vol. 19, pp. 123-131.
15
[16] S.-C. Hsieh, J.-H. Chen, A.-C. Lee, "A modified transfer matrix method for the coupling lateral and torsional vibrations of symmetric rotor-bearing systems," Journal of Sound and Vibration, vol. 289, pp. 294-333.
16
[17] M. Wang, Z. Wang, H. Zhao, "Analysis of Wind-Turbine Steel Tower by Transfer Matrix," in: International Conference on Energy and Environment Technolog (ICEET), IEEE, 2009, pp. 526-529.
17
[18] W. Meng, W. Zhangqi, "The vibration frequencies of wind turbine steel tower by transfer matrix method," in: Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), IEEE, 2011, pp. 995-998.
18
[19] M. Feyzollahzadeh, M. Mahmoodi, "Dynamic Analysis of Offshore Wind Turbine Towers with Fixed Monopile Platform Using the Transfer Matrix Method," Journal of Solid Mechanics, 2016, vol. 8, pp. 130-151.
19
[20] M. Feyzollahzadeh, M. Mahmoudi, "Free Vibration Analysis of Offshore Wind Turbine with Fixed Monopile Platform", Journal Of Marine Engineering, 2015, vol. 10, pp. 11-26, (in persian)
20
[21] G.C. Larsen, M.H. Hansen, A. Baumgart, I. Carlén, "Modal analysis of wind turbine blades", Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, , 2002, pp. 1-72.
21
[22] S. J. Hosseininia, K. Khalili, S. M. Emam, "Modal analysis of wind turbine blade using machine vision", Modares Mechanical Engineering, 2015, vol. 15(11), pp. 377-386, (in Persian)
22
[23] J. Chen, D. Jiang, "Modal analysis of wind turbine tower", World Non-Grid-Connected Wind Power and Energy Conference (WNWEC), 2010, IEEE, pp. 1-3.
23
[24] J. Prescott, Applied elasticity: Longmans, Green and Co., 1924.
24
[25] L. A. Pipes, L. R. Harvill, Applied mathematics for engineers and physicists, 1970.
25
[26] R. Goel, "Vibrations of a beam carrying a concentrated mass," Journal of Applied Mechanics, 1973, vol. 40, pp. 821-832.
26
[27] B. Bhat, H. Wagner, "Natural frequencies of a uniform cantilever with a tip mass slender in the axial direction," Journal of Sound and Vibration, 1976, vol. 45(2), pp. 304-307.
27
[28] C. W. S. To, "Vibration of a cantilever beam with a base excitation and tip mass," Journal of Sound and Vibration, 1982, vol. 83(4), pp. 445-460.
28
[29] N. M. Auciello, "Transverse vibrations of a linearly tapered cantilever beam with tip mass of rotary inertia and eccentricity," Journal of Sound and Vibration, 1996, vol. 194(1), pp. 25-34.
29
[30] H. Conway, J. Dubil, "Vibration frequencies of truncated-cone and wedge beams," Journal of Applied Mechanics, 1965, vol. 32(4), pp. 932-934.
30
[31] D. Sanger, "Transverse vibration of a class of non-uniform beams," Journal of Mechanical Engineering Science, 1968, vol. 10(2), pp. 111-120.
31
[32] H. Mabie, C. Rogers, "Transverse vibrations of double‐tapered cantilever beams with end support and with end mass," The Journal of the Acoustical Society of America, 1974, vol. 55(5), pp. 986-991.
32
[33] D. Caruntu, "On bending vibrations of some kinds of beams of variable cross-section using orthogonal polynomials," Revue Roumaine des Sciences Techniques - Série de Mécanique Appliquée, 1996, vol. 41, pp. 265-272.
33
[34] H. C. Wang", Generalized hypergeometric function solutions on the transverse vibration of a class of nonuniform beams," Journal of Applied Mechanics, 1967, vol. 34(3), pp. 702-708.
34
[35] S. Naguleswaran, "A direct solution for the transverse vibration of Euler-Bernoulli wedge and cone beams," Journal of Sound and Vibration, 1994, Vol. 172(3), pp. 289-304.
35
[36] A. H. Nayfeh, D. T. Mook, Nonlinear oscillations: John Wiley & Sons, 2008.
36
[37] L. Zavodney, A. Nayfeh, "The non-linear response of a slender beam carrying a lumped mass to a principal parametric excitation: theory and experiment," International journal of non-linear mechanics, 1989, vol. 24(2), pp. 105-125.
37
[38] M. N. Hamdan, N. H. Shabaneh, "On the large amplitude free vibrations of a restrained uniform beam carrying an intermediate lumped mass," Journal of Sound and Vibration, 1997, vol. 199(5), pp. 711-736.
38
[39] H. Moeenfard, B. Motakef Imani, M. Davoudi, A. Rahimzadeh, "Dynamic instability in tapered beams under wind excitation," Modares Mechanical Engineering, 2015, vol. 15(3), pp. 153-161, (in Persian)
39
[40] J.R. Banerjee, H. Su, D.R. Jackson, "Free vibration of rotating tapered beams using the dynamic stiffness method", Journal of Sound and Vibration, 2006, vol. 298, pp. 1034–1054.
40
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی آزمایشگاهی میزان افت انتقال صوت از بتن حاوی لاستیک بازیافتی
با گسترش شهرنشینی و ساختهشدن فرودگاهها و اتوبانها در اطراف شهرها، آلودگیهای صوتی ناشی از نشست و برخواست هواپیماها و تردد خودروها، یکی از زیانبارترین اثرات را بر ساکنین اطراف اتوبانها و مناطق شهری میگذارد. برای جلوگیری از این تأثیرات مخرب و کاهش انتقال صوت میتوان از مصالح جاذب صوت در سالن فرودگاهها، ساختمان ها و اطراف اتوبانها استفاده نمود. در این پژوهش باهدف کاهش انتقال صوت در بتن، 4 طرح اختلاط موردبررسی قرارگرفته که شامل نمونه کنترل، 3 طرح اختلاط از لاستیک بازیافتی در اندازه 1-3 میلیمتر میباشد. این لاستیک جایگزین 10،5 و 15% از ماسه شده است. در ابتدا مقاومت 7، 14 و 28 روزه بتن اندازهگیری گردیده و سپس افت انتقال صوت از نمونهها در بازه 63 الی 6300 هرتز توسط لوله امپدانس اندازهگیری شده است. نتایج حاکی از کاهش انتقال صوت در نمونههای حاوی لاستیک در بازههای فرکانسی بالا میباشد که با توجه به کاهش ضایعات محیط زیستی استفاده از این نوع بتن در فرودگاهها و آزادراهها را توجیح می کند.
https://mej.aut.ac.ir/article_2846_9e317f38df921041b9e845d783422b99.pdf
2019-08-23
131
140
10.22060/mej.2018.13511.5655
افت انتقال صوت
لوله امپدانس
خرده لاستیک
مقاومت فشاری
بتن
نوید
چلنگران
chalangaran@gmail.com
1
گروه مهندسی عمران، واحد قشم، دانشگاه آزاد اسلامی، قشم، ایران
AUTHOR
محمدمهدی
جبّاری
mmjabbari96@gmail.com
2
گروه مهندسی عمران، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
LEAD_AUTHOR
[1] M. Concha-Barrientos, K. Steenland, A. Prüss-Üstün, D.H. Campbell-Lendrum, C.F. Corvalán, A. Woodward, W.H. Organization, Occupational noise: assessing the burden of disease from work-related hearing impairment at national and local levels, Geneva, World Health Organization, 9 (2004).
1
[2] T. Gholami, P. Piran Veyseh, M. Aliabadi, M. Farhadian, Evaluation of noise pollution and its effects on subjective fatigue of staffs in the governmental banks of Hamadan city, Iran Occupational Health, 11(5) (2014) 65-73.
2
[3] A. Standard, E2611-09, Standard test method for measurement of normal incidence sound transmission of acoustical materials based on the transfer matrix method, (2009).
3
[4] F. Forouharmajd, Z. Mohammadi, The feasibility of using impedance tube with two microphones and sound absorption coefficient measurement of iranian-made materials using transfer function method, Health System Research, 13 (2016). (in Persian)
4
[5] F. Forouharmajd, Z. Mohammadi, J. Salehian, M. Mosayebi, The Effect of Foam Thickness, Sound Intensity, And Air Layer On Sound Absorption Coefficient of Polyurthane Foam Using Transfer Function Method, Health System Research, 12 (2016) 119 To 124. (in Persian)
5
[6] J. Pfretzschner, R.M. Rodriguez, Acoustic properties of rubber crumbs, Polymer testing, 18(2) (1999) 81-92.
6
[7] B. Yousefzadeh, M. Mahjoob, N. Mohammadi, A. Shahsavari, An experimental study of sound transmission loss (STL) measurement techniques using an impedance tube, Journal of the Acoustical Society of America, 123(5) (2008) 3119.
7
[8] F. Asdrubali, F. D'Alessandro, S. Schiavoni, Sound absorbing properties of materials made of rubber crumbs, Journal of the Acoustical Society of America, 123(5) (2008) 3037.
8
[9] P. Sukontasukkul, Use of crumb rubber to improve thermal and sound properties of pre-cast concrete panel, Construction and Building Materials, 23(2) (2009) 1084-1092.
9
[10] S. Collings, K. Stewart, Building material panel transmission loss evaluation using an impedance tube, Proceedings of the ACOUSTICS, Gold Coast, Australia, (2011).
10
[11] N. Holmes, A. Browne, C. Montague, Acoustic properties of concrete panels with crumb rubber as a fine aggregate replacement, Construction and Building Materials, 73 (2014) 195-204.
11
[12] Standard, A. S. T. M. C127,“. Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate,” ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012.
12
[13] B. EN, 12390-3. Testing hardened concrete, Compressive strength of test specimens, 19 (2009).
13
[14] F. Forouharmajd, M. Ahmadvand, F. Forouharmajd, Noise Pollution Caused by Low Frequency Sound in a Channel, Health System Research, 8(5) (2012). (in Persian)
14
ORIGINAL_ARTICLE
هدایتضمنی غیرحساس به خاموشی موتور با استفاده از اصلاح زاویه مسیر پرواز
خاموش کردن ناگهانی موتور در موشکهای سوخت جامد، پیچیده و پرهزینه است بهطوریکه روشهای هدایتی مبتنی بر بردار سرعت لازمه کارایی مناسبی ندارند. در این مقاله رویکرد جدید هدایتی ضمنی و غیرحساس به خاموشی اجباری موتور ارائه میشود. ایده اصلی این روش در اصلاح زاویة مسیر پرواز از زمانی ثابت بر اساس اغتشاش وارده بدون نیاز به فرمان خاموشی اجباری موتور بوده، بهطوریکه پرتابه در انتهای زمان سوزش واقعی دارای زاویه مسیر پرواز لازمه شود. این اصلاح زاویه با استخراج یک تابع ضمنی ارتباط مییابد. بهوسیله شبیهسازی، عملکرد این روش با روش هدایت پیشتنظیم در برابر عدم قطعیتها یا اغتشاشات باد، ناهمراستایی تراست، تغییر در مقدار تراست و ضرایب آیرودینامیکی مقایسه شده و کارایی آن نشان داده میشود. مقدار احتمال خطای دایروی برای روش پیشنهادی km 1/242 بهدست میآید که نسبت به روش هدایت پیشتنظیم ۶۱٪ کاهش را نشان میدهد. علاوه بر عدم نیاز به فرمان خاموشی اجباری موتور، از دیگر ویژگیهای این روش نسبت به روشهای هدایتی مبتنی بر سرعت لازمه، مقاومت بالای آن به اغتشاشات مختلف به ویژه عملکرد موتور، سادگی و بار محاسباتی کمتر آن است، اگرچه قبل از شلیک، پیش محاسبات زیادی لازم است انجام گیرد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2772_9be97ff6ce7c82ff20d8ff375ebd6334.pdf
2019-08-23
141
150
10.22060/mej.2018.12401.5323
هدایت موشک بالستیک
پیشتنظیم
هدایت غیرحساس به خاموشی اجباری
رضا
اسماعیلزاده
rsmael@gmail.com
1
مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
ابوالقاسم
نقاش
naghash@aut.ac.ir
2
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Kothari, M., and Padhi, R., 2008. “Energy-Insensitive Guidance of Solid Motor Propelled Long Range Flight Vehicles Using MPSP and Dynamic Inversion”. IFAC Proceedings Volumes, 41(2), pp. 14023-14028.
1
[2] Zarchan, P., 2012. Tactical and strategic missile guidance. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 6th edn.
2
[3] White, J.E., 1992. “Guidance and targeting for the strategic target system”. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 15(6), pp. 1313-1319.
3
[4]Battin, R.H., 1982. “Space guidance evolution - A personal narrative”. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 5(2), pp. 97-110.
4
[5] Pourtakdoust, S.H., Pazooki, F., and Fakhri Noushabadi, M., 2009. “A neuro‐optimal approach for thrust‐insensitive trajectory planning”. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 81(3), pp. 212-220.
5
[6] Bryson, A.E., 1999. Dynamic optimization. Addison Wesley Longman.
6
[7] White, J., 1993. “Cut-off insensitive guidance with variable time of flight”. Guidance, Navigation and Control Conference, American Institute of Aeronautics and Astronautics.
7
[8] De Swarte, T.W., 1971. “Cutoff Insensitive Guidance”. Master thesis, Massachusetts Institute of Technology,.
8
[9] امینی، م. ۱۳۷۴. ”طراحی سیستم هدایت موشکهای بالستیک زمین به زمین“. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران.
9
[۱۰] علیزاده، ق. ۱۳۷۸. ”هدایت بدون خاموشی اجباری موتور موشکهای زمین به زمین سوخت جامد“. رساله دکترا، دانشگاه تربیت مدرس.
10
[11] Nelson, S.L., and Zarchan, P., 1992. “Alternative approach to the solution of Lambert's problem”. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 15(4), pp. 1003-1009.
11
[12] Roshanian, J., and Esrafilian, M.R., 2007. “A New Approach to design of Cut-off Insensitive Guidance”. Proc. The 6th Iranian Aerospace Society Conference, Tehran, Iran.
12
[13]Kim, S.-J., and Um, T.-Y., 2014. “Flight-Path Angle Control for Cutoff Insensitive Guidance”. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 38 (4), pp. 706-710.
13
[14] Siouris, G.M.: ‘Missile guidance and control systems’ (Springer, 2004. 2004)
14
[15] Ahn, J., and Roh, W.R., 2014. “Analytic Time Derivatives of Instantaneous Impact Point”. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 37(2), pp. 383-390.
15
[۱۶]اسماعیلزاده، ر.، ۱۳۷۹. ”طراحی سیستم هدایت یک موشک بالستیک با استفاده از روش تابعی“. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
16
[۱۷] بهرامی، ع.ا.، ۱۳۷۱. ”هدایت بدون خاموشی اجباری موتور“. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.
17
[۱۸] اسماعیلزاده، ر.، نقاش، ا.، ۱۳۸۱. ”طراحی سیستم هدایت یک موشک بالستیک با استفاده از روش هدایت تابعی“. چهارمین کنفرانس انجمن هوافضای ایران، تهران، ایران.
18
[19] Betts, J.T., 1993. “Trajectory Optimization Using Sparse Sequential Quadratic Programming”. In Optimal Control: Calculus of Variations, Optimal Control Theory and Numerical Methods, Bulirsch, R., Miele, A., Stoer, J., and Well, K., Eds., Birkhäuser Basel, pp. 115-128.
19
[20] Chapra, S.C., 2012. Applied numerical methods with MATLAB for engineers and scientists. McGraw-Hill, , 3rd ed.
20
[21] Papoulis, A., and Pillai, S.U., 2002. Probability, random variables, and stochastic processes. 4th ed., McGraw-Hill.
21
[22] Fehse, W., 2003. Automated rendezvous and docking of spacecraft. Cambridge University Press.
22
[۲۳] قدیری، ح، اسماعیلزاده، ر، ۱۳۹۲. ”ارزیابی اعتبار نرمافزارهای شبیهساز هوافضایی“. اولین کنفرانس ملی رویکردهای نوین در مهندسی کامپیوتر و بازیابی اطلاعات ایران.
23
[۲۴] قدیری، ح، اسماعیلزاده، ر، قدیری، حامد، ۱۳۹۲. ” مفاهیم، اصول و چالشهای صحهگذاری و اعتبارسنجی نرمافزارهای شبیهساز در حوزه هوافضا“. اولین کنفرانس ملی رویکردهای نوین در مهندسی کامپیوتر و بازیابی اطلاعات ایران.
24
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی کنترل کننده مد لغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری برای ربات اُرتِز مفصل زانو
رباتهای توانبخشی و کمک کننده به دلیل افزایش تعداد سالمندان و افزایش بیماریهایی مانند سکته های مغزی و آسیبهای نخاعی و همچنین هزینههای بالای توانبخشی توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. در این مقاله یک کنترل کننده مد لغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری برای ربات اُرتِز مفصل زانو پیشنهاد میشود. یک مدل یکپارچه ساق پا و اُرتِز که براساس معادلات لاگرانژ است، مورد استفاده قرار می گیرد. برای غلبه بر نامعینیها و اغتشاشات خارجی یک کنترل کننده مد لغزشی ترمینال مرتبه کسری طراحی میشود، اما استفاده از آن منجر به ایجاد پدیده نامطلوب چترینگ در سیگنال کنترل خواهد شد. برای حذف پدیده چترینگ در سیگنال کنترل یک کنترل کننده فازی تطبیقی مرتبه کسری طراحی می گردد. برای افزایش دقت و سرعت ردیابی و کاهش نامعینی در مدلسازی گشتاور عضلانی، یک مشاهدهگر اغتشاش غیرخطی با کنترل-کننده مدلغزشی ترمینال مرتبه کسری ترکیب میشود. پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از تعمیم جدید تئوری لیاپانوف برای سیستم های مرتبه کسری اثبات میشود. از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای تعیین ضرایب کنترلکننده مدلغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری و ضرایب توابع عضویت فازی استفاده میشود. در نهایت عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با کنترلکننده مد لغزشی مرسوم و پی ای دی مقایسه می شود.
https://mej.aut.ac.ir/article_2773_dc94031b515e683e3d5b8c246642afc6.pdf
2019-08-23
151
160
10.22060/mej.2018.13082.5528
ربات اُرتز مفصل زانو
حسابان مرتبه کسری
کنترل فازی تطبیقی
کنترل مد لغزشی ترمینال
مشاهدهگر اغتشاش غیرخطی
هادی
دلاوری
delavari@hut.ac.ir
1
گروه مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
LEAD_AUTHOR
رویا
جوکار
royaa.jokar@gmail.com
2
گروه مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
AUTHOR
[1]Yan, T., Cempini, M., Oddo, C. M., Vitelo, N. 2015. "Review of assistive strategies in powered lower-limb orthoses and exoskeletons". Robotics and Autonomous Systems, 64,pp. 120-136.
1
[2]Sadeghian, H., Shokrani, S., Ghorbani, L., 2017. “Imitating Sound Ankle Behavior with a Powered Below-Knee Prosthesis and Validation of its Mechanical Performance”. Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, (DOI): 10.22060/mej.2017.12099.5258(in persian).
2
[3]DÍAZ, I., GIL, J. J. & SÁNCHEZ, E., 2011. "Lower-limb robotic rehabilitation: literature review and challenges". Journal of Robotics, 2011.
3
[4]Lalami, M. E., Rifaï, H., Mohammed, S., Hassani, W., Amirat, Y., 2013. "Output feedback control of an actuated lower limb orthosis with bounded input," Industrial Robot: An International Journal, 40, pp. 541-549.
4
[5]Sui, P., Yao, L., Z. Lin, Yan H., 2009. "Analysis and synthesis of ankle motion and rehabilitation robots," in Robotics and Biomimetics (ROBIO), 2009 IEEE International Conference on. pp. 2533-2538.
5
[6]Hassani, W., Mohammed, S., Rifaï, H., 2014. "Powered orthosis for lower limb movements assistance and rehabilitation," Control Engineering Practice , 26, pp. 245-253.
6
[7]Daachi, M., Madani, T., Daachi, B., and Djouani, K., 2015. "A radial basis function neural network adaptive controller to drive a powered lower limb knee joint orthosis," Applied Soft Computing ,34, pp. 324-336,.
7
[8]Mohammed, S., Huo, W., Huang, J., Rifaï, H., and Amirat, Y., 2016."Nonlinear disturbance observer based sliding mode control of a human-driven knee joint orthosis". Robotics and Autonomous Systems, 75, pp. 41-49,.
8
[9]Barghandan, S., Badamchizadeh, M. A., Jahed-Motlagh, M. R., 2017." Single-rod electro-hydraulic servo system control with sliding mode controller improved by parallel fuzzy compensators". Modares Mechanical Engineering, 17( 2), pp. 377-384, (in Persian).
9
[10]Shahmohamadi, A., Abolmasomi, A. H., Soleimani, M., 2016. “Design and Implementation of Fast Terminal Sliding Mode Control for Vehicle Lane Keeping by Using Virtual Prototyping Simulations”. Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, (DOI): 10.22060/mej.2016.667 (in persian)
10
[11]Delavari H., 2012." A novel fractional adaptive active sliding mode controller for synchronization of non-identical chaotic systems with disturbance and uncertainty ". International Journal of Dynamics and Control, 5, pp. 102–114.
11
[12] Nasimullah, M., Khan, K., Wang, S.,2015. "Fractional order adaptive fuzzy sliding mode controller for a position servo system subjected to aerodynamics loading and nonlinearities," Aerosp Sci Technol, 43, pp. 381-387
12
[13]Mefoued, S., 2015. "A second order sliding mode control and a neural network to drive a knee joint actuated orthosis," Neurocomputing, 155, pp. 71-79.
13
[14]Shafiei, S. E., Soltanpour, M. R.,2011. "Neural network sliding-mode-PID controller design for electrically driven robot manipulators," International Journal of Innovative Computing, Information and Control, 7, pp. 511-524.
14
[15]Guo, Y., Woo, P.-Y., 2003. " An adaptive fuzzy sliding mode controller for robotic manipulators", IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part A: Systems and Humans, 33, pp. 149-159.
15
[16]Shakki, S., Zakerzadeh, M. R.,2016." Modeling and control of a shape memory alloy actuator using fuzzy sliding mode controller". Modares Mechanical Engineering, 16( 7), pp. 353-360 (in Persian).
16
[17]Yousefi, F., Alipour, Kh., Tarvirdizadeh, B., Hadi, A.,2016." Control of knee rehabilitation robot based on combination of backstepping and admittance algorithms". Modares Mechanical Engineering, 16(12), pp. 135-143 (in Persian).
17
[18]Rifai, H., Mohammed, S., Daachi, B., Amirat, Y.,2012. "Adaptive control of a human-driven knee joint orthosis," in Robotics and Automation (ICRA), 2012 IEEE International Conference on , pp. 2486-2491.
18
[19] Daachia, Madanib, M.E., Daachib, B., 2015. "A radial basis function neural network adaptive controller to drivea powered lower limb knee joint orthosis". Applied Soft Computing, 34, pp. 324–336.
19
[20] Rifai, H., Mohammed, S., Daachi, B., Amirat, Y., 2016." Toward Lower Limbs Functional Rehabilitation Through a Knee-Joint Exoskeleton". IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, pp. 1063-6536.
20
[21]Benbrahim M., Essounbouli N., Hamzaoui A., Betta A.,2013. "Adaptive type-2 fuzzy sliding mode controller for SISO nonlinear systems subject to actuator faults". International Journal of Automation and Computing, 10, pp. 335-342.
21
[22]Chang, M.-K., 2010."An adaptive self-organizing fuzzy sliding mode controller for a 2-DOF rehabilitation robot actuated by pneumatic muscle actuators". Control Engineering Practice, 18, pp. 13-22.
22
[23]Trelea, I. C.,2003. "The particle swarm optimization algorithm: convergence analysis and parameter selection," Information processing letters , 85, pp. 317-325.
23
[24]Nejat, A., Kaviani, H. R., 2016. "Aerodynamic optimization of a megawatt class horizontal axis wind turbine blade with particle swarm optimization algorithm". Modares Mechanical Engineering, 99, pp. 9-99 (in Persian).
24
[25]Mohammed, S., Huo, W., Rifaï, H., Hassani, W., Amirat, Y., 2015. "Robust Control of an Actuated Orthosis for Lower Limb Movement Restoration," in Intelligent Assistive Robots, ed: Springer , pp. 385-400.
25
[26]Mefoued, S., 2014. "A robust adaptive neural control scheme to drive an actuated orthosis for assistance of knee movements" .Neurocomputing, 140, pp. 27-40.
26
[27] Chen, W-H., Ballance, D., Gawthrop, P., Gribble, J., 1999." A Nonlinear Disturbance Observer for Two Link Robotic Manipulators". Proceedings of the 38th Conference on Decision & Control, pp. 3410-3415.
27
[28] Chen, W-H., 2004." Disturbance Observer Based Control for Nonlinear Systems". IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, 9(4), pp.706-710.
28
[29]Xing, K., Huang, J., Wang, Y., Wu, J., Xu, Q., He, J., 2010."Tracking control of pneumatic artificial muscle actuators based on sliding mode and non-linear disturbance observer".IET control theory & applications, 4, pp. 2058-2070.
29
[30]Huo, W., Mohammed, S., Amirat, Y., 2015. " Observer-Based Active Impedance Control of a Knee-Joint Assistive Orthosis". IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR), pp. 313-318.
30
[31]Li, C., Deng, W, 2007. "Remarks on fractional derivatives," Applied Mathematics and Computation, 187, pp. 777-784.
31
[32]Park, K. B., Tsuji, T., 1999. "Terminal sliding mode control of second‐order nonlinear uncertain systems". International Journal of Robust and Nonlinear Control, 9, pp. 769-780.
32
[33]Aguila-Camacho, N., Duarte-Mermoud, M. A., Gallegos, J. A.,2014 "Lyapunov functions for fractional order systems". Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 19, pp. 2951-2957.
33
[34] Mohadeszadeh M., Delavari H., A. 2017." Synchronization of uncertain fractional-order hyper-chaotic systems via a novel adaptive interval type-2 fuzzy active sliding mode controller". International Journal of Dynamics and Control, 5, pp. 135–144.
34
[35]Mottahedi, A., Akbarzadeh Kalat, A., 2016. "Adaptive robust sliding mode control of quadrotor in the presence of wind/ disturbance". Modares Mechanical Engineering, 16(12), pp. 95-102 (in Persian)
35
[36]Pourmahmood Aghababa M., 2014. "Control of Fractional-Order Systems Using Chatter-Free Sliding Mode Approach". Journal of Computational and Nonlinear Dynamics 9(3)pp.1-22 doi: 10.1115/1.4025771.
36
[37]Chiang, C.-C., Hu, C.-C., 1999. "Adaptive fuzzy controller for nonlinear uncertain systems." in Intelligent Processing and Manufacturing of Materials, 1999. IPMM'99. Proceedings of the Second International Conference on, pp. 1131-1136.
37
[38]Temeltas, H., 1998. "A fuzzy adaptation technique for sliding mode controllers," in Industrial Electronics. Proceedings. ISIE'98. IEEE International Symposium on,pp. 110-115.
38
[39]Yang Y., Yang C., Lee K.-M., Yu H., 2009. "Model-based fuzzy adaptation for control of a lower extremity rehabilitation exoskeleton". in Advanced Intelligent Mechatronics. AIM 2009. IEEE/ASME International Conference on, pp. 350-355 [40] Wang, L., 1997."A course in Fuzzy Systems and Control. New Jersey: Pretice-Hall Internacional". ed: Inc.
39
[41] Mahmoodabadi, M.J., Taherkhorsandi, M., Bagheri A.,2014. " Optimal Robust Sliding Mode Tracking Control of a Biped Robot Based on Ingenious Multi-objective PSO". Neurocomputing, 124, pp. 194-209.
40
[42]Allouani1, A., Boukhetala, D., Boudjema, F., 2012." Particle swarm optimization based fuzzy sliding mode controller for the Twin Rotor MIMO system". Nonlinear Dynamic, 74, pp. 467–478.
41
[43]Atyabi, A., Phon-Amnuaisuk, S., Ho, C. K., 2010. "Applying area extension PSO in robotic swarm," Journal of Intelligent & Robotic Systems, 58, pp. 253-285.
42
[44]Shi, Y., Eberhart, R., 1998."A modified particle swarm optimizer". in Evolutionary Computation Proceedings, 1998. IEEE World Congress on Computational Intelligence., The 1998 IEEE International Conference on, pp. 69-73.
43
[45]Faieghi, M. R., Delavari, H., Baleanu, D., 2012." A novel adaptive controller for two-degree of freedom polar robot with unknown perturbations ", 17, pp. 1021-1030.
44
ORIGINAL_ARTICLE
کنترل فعال فلاتر مجموعه بال و موتور دارای زاویه عقبگرد با استفاده از عملگرهای پیزوالکتریک
در این مقاله یک سیستم کنترل فعال به منظور تعدیل ارتعاشات بال هواپیما ارائه شده است. بال مورد بررسی در این پژوهش بالی یک موتوره با زاویهی عقبگرد است و موتور به صورت جرمی متمرکز به آن وصل شده است. بهمنظور کنترل ارتعاشات، لایههایی از پیزوالکتریک به عنوان حسگر و عملگر بر روی بال نصب شدهاند. برای شبیه سازی نیروهای آیرودینامیک از مدل تئودورسن استفاده شده است. معادلات حاکم با استفاده از اصل هامیلتون بدست آمدهاند و در نهایت با بکارگیری روش مودهای فرضی به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند. برای کنترل و تعدیل ارتعاشات سیستم از کنترلر لیاپانوف استفاده شده است. تأثیر پارامترهای طراحی نظیر نیرو، محل نصب و جرم موتور و زاویهی عقبگرد بال، بر سرعت فلاتر بررسی شده و سیستم کنترلی در شرایط فلاتر اعمال شده است. نتایج نشان میدهد که سیستم کنترلی توانسته است در تمامی حالتهای بررسی شده ارتعاشات را به مقدار قابلتوجهی تعدیل نماید. با توجه به نتایج به دست آمده با افزایش طول لایههای پیزوالکتریک فلاتر به تعویق میافتد. همچنین با توجه به تأثیر بهرههای کنترلی لیاپانوف بر عملکرد سیستم کنترلی، لازم است این بهرهها برای مقادیر مختلف پارامترهای سیستم به دقت انتخاب شوند تا سیستم کنترلی بهترین عملکرد را داشته باشد.
https://mej.aut.ac.ir/article_2893_21fc950793e1e5c1959ebe784ec5513f.pdf
2019-08-23
161
170
10.22060/mej.2018.13088.5532
بال هواپیما
فلاتر
کنترل فعال
مواد پیزوالکتریک
سید محمدحسین
عظیمی
mazimi@stu.yazd.ac.ir
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
AUTHOR
عباس
مزیدی
amazidi@yazd.ac.ir
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
LEAD_AUTHOR
محمد
آزادی
mazadi@miau.ac.ir
3
گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
AUTHOR
[1] Pourshamsi, H., Mazidi, A., & Fazelzadeh, S. A. (2015). Flutter analysis of an aircraft wing carrying, elastically, an external store. Modares Mechanical Engineering, 15(1), 49-58.
1
[2] Wright, J. R., & Cooper, J. E. (2008). Introduction to aircraft aeroelasticity and loads. John Wiley & Sons.
2
[3] Peters, D. A., Karunamoorthy, S., & Cao, W. M. (1995). Finite state induced flow models part I: Two-dimensional thin airfoil. Journal of Aircraft, 32(2), 313-322.
3
[4] Peters, D. A. (2008). Two-dimensional incompressible unsteady airfoil theory—an overview. Journal of Fluids and Structures, 24(3), 295-312.
4
[5] Bisplinghoff, R. L., Ashley, H., & Halfman, R. L. (1955). Aeroelasticity, Addison-Weslej' Publishing Company.
5
[6] Azimi, S. M. H., Mazidi, A., & Azadi, M. (2017). Active control of an elastic beam with external mass under the thrust force. Presented at the Sixteenth International Conference of Iranian Aerospace Society(AERO2017), Print. (in Persian)
6
[7] Peng, X. Q., Lam, K. Y., & Liu, G. R. (1998). Active vibration control of composite beams with piezoelectrics: a finite element model with third order theory. Journal of Sound and Vibration, 209(4), 635-650.
7
[8] He, X. Q., Ng, T. Y., Sivashanker, S., & Liew, K. M. (2001). Active control of FGM plates with integrated piezoelectric sensors and actuators. International journal of solids and structures, 38(9), 1641-1655.
8
[9] Yang, Y., Ju, C., & Soh, C. K. (2003). Analytical and semi-analytical solutions for vibration control of a cantilevered column using a piezoelectric actuator. Smart Materials and Structures, 12(2), 193-199.
9
[10] Kim, H. W., & Kim, J. H. (2005). Effect of piezoelectric damping layers on the dynamic stability of plate under a thrust. Journal of Sound and Vibration, 284(3), 597-612.
10
[11] Fazelzadeh, S. A., & Azadi, M. (2007). Active Nonlinear Aeroelastic Control for Damping Vibration of a Tank Attached to the Wing. Presented at the Amirkabir university of technology: Fifteenth Annual Mechanical Conference (ISME2007). Print. (in Persian)
11
[12] Song, Z. G., & Li, F. M. (2011). Active aeroelastic flutter analysis and vibration control of supersonic beams using the piezoelectric actuator/sensor pairs. Smart Materials and Structures, 20(5), 55-68.
12
[13] Song, Z. G., & Li, F. M. (2012). Active aeroelastic flutter analysis and vibration control of supersonic composite laminated plate. Composite Structures, 94(2), 702-713.
13
[14] Li, F. M. (2012). Active aeroelastic flutter suppression of a supersonic plate with piezoelectric material. International Journal of Engineering Science, 51, 190-203.
14
[15] Azadi, V., Azadi, M., Fazelzadeh, S. A., & Azadi, E. (2014). Active control of an fgm beam under follower force with piezoelectric sensors/actuators. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 14(02), 1350-1363.
15
[16] Fazelzadeh, S. A., Azadi, M., & Azadi, E. (2017). Suppression of nonlinear aeroelastic vibration of a wing/store under gust effects using an adaptive-robust controller. Journal of Vibration and Control, 23(7), 1206-1217.
16
[17] Mazidi, A. (2011). Critical and post-critical behavior analysis of elastic aircraft wings subjected to non-conservative loads (PHD thesis). Shiraz University Faculty of Mechanical Engineering.
17
[18] Hodges, D. H., & Dowell, E. H. (1974). Nonlinear equations of motion for the elastic bending and torsion of twisted nonuniform rotor blades.
18
[19] Mazidi, A., & Fazelzadeh, S. A. (2011). Aeroelastic modeling and flutter prediction of swept wings carrying twin powered engines. Journal of Aerospace Engineering, 26(3), 586-593.
19
[20] Hodges, D. H., & Pierce, G. A. (2011). Introduction to structural dynamics and aeroelasticity (Vol. 15). cambridge university press.
20
[21] Goland, M., & Luke, Y. L. (1948). The flutter of a uniform wing with tip weights. Journal of Applied Mechanics, 15(1), 13-20.
21
ORIGINAL_ARTICLE
الگوریتم محاسبه مجموعه مجاز و مجموعه مجاز مقاومِ مبتنی بر توابع متعامد، برای سیستمهای مقیدِ خطیِ نامتغیر با زمان
مجموعه مجاز و مجموعه مجاز مقاوم نقش انکارناپذیری در تضمین پایداری سیستمهای مقید و روش کنترل پیشبین دارد. در اینجا با استفاده از توابع متعامد، برای سیستمهای مقید خطی نامتغیر با زمان، الگوریتمهایی جهت محاسبه این مجموعهها ارائه میگردد. الگوریتمهای استاندارد تولید این مجموعهها که تا کنون ارائه شدهاند بهصورت تکراری در حوزه زمان عمل میکنند و توانایی اعمال روی سیستمهایی که بردار ورودی آنها در فضایی بجز فضای زمان ساخته میشود را ندارند. الگوریتمهای ارائهشده در این مقاله با استفادهی یکپارچه و یکباره از تمامی ورودیهای سیستم در کل افق زمان اقدام به رفع این محدودیت کرده است. الگوریتم ارائهشده برای محاسبه مجموعه مجاز مقاوم بگونهای تدوین گشته است که توانایی کار در حضور اغتشاش و عدم قطعیتهای پارامتری را داشته باشد. برای اطمینان از صحت عملکرد الگوریتمهای پیشنهادی، نتایج آنها با نتایج الگوریتمهای استاندارد مقایسه شده است. در نهایت، با ارائه مثالهایی، زمان انجام محاسبات توسط الگوریتمهای پیشنهادی با الگوریتمهای استاندارد مقایسه شده است و میزان تأثیر پارامتریکردن بردار ورودی توسط توابع متعامد روی مجموعههای مجاز و مجاز مقاوم بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که پارامتریکردن بردار ورودی منجر به بهبود مجموعههای مجاز و مجاز مقاوم میشود.
https://mej.aut.ac.ir/article_2790_b0c0b272907645112fbbf24abb6ec5d3.pdf
2019-08-23
171
180
10.22060/mej.2018.13109.5538
مجموعه مجاز
مجموعه مجاز مقاوم
پارامتری کردن
توابع متعامد
کنترل پیشبین
مسعود
حمصیان اتفاق
hemmasian@aut.ac.ir
1
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
AUTHOR
مهیار
نراقی
naraghi@aut.ac.ir
2
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
فرزاد
توحیدخواه
towhidkhah@aut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Scibilia Francesco, Sorin Olaru, Morten Hovd. On feasible sets for MPC and their approximations. Automatica 47, no. 1 (2011): 133-139.
1
[2] Kerrigan, Eric C., Jan M. Maciejowski. Robust feasibility in model predictive control: Necessary and sufficient conditions. In Proceedings of the Decision and Control, 2001, vol. 1, pp. 728-733. IEEE, 2001.
2
[3] Blanchini, Franco. Survey paper: Set invariance in control. Automatica 35, no. 11 (1999): 1747-1767.
3
[4] Mayne, David Q., James B. Rawlings, Christopher V. Rao, Pierre OM Scokaert. Constrained model predictive control: Stability and optimality. Automatica 36, no. 6 (2000): 789-814.
4
[5] Gilbert, Elmer G., K. Tin Tan. Linear systems with state and control constraints: The theory and application of maximal output admissible sets. IEEE Transactions on Automatic control 36, no. 9 (1991): 1008-1020.
5
[6] Burger, Thomas, Peter Gritzmann, Victor Klee. Polytope projection and projection polytopes. The American mathematical monthly 103, no. 9 (1996): 742-755.
6
[7] Jones, Colin. Polyhedral tools for control. No. EPFL-THESIS-169769. University of Cambridge, 2005
7
[8] Kvasnica, Michal, Pascal Grieder, Mato Baotić, and Manfred Morari. "Multi-parametric toolbox (MPT)." In International Workshop on Hybrid Systems: Computation and Control, pp. 448-462. Springer Berlin Heidelberg, 2004.
8
[9] E.C. Kerrigan, Robust Constraint Satisfaction: Invariant Sets and Predictive Control, PhD thesis, University of Cambridge, Cambridge, 2000.
9
[10] Kvasnica, Michal, Bálint Takács, Juraj Holaza, and Deepak Ingole. "Reachability Analysis and Control Synthesis for Uncertain Linear Systems in MPT.” IFAC-Papers On Line 48, no. 14 (2015): 302-307.
10
[11] Bemporad, Alberto, Manfred Morari, Vivek Dua, and Efstratios N. Pistikopoulos. "The explicit linear quadratic regulator for constrained systems." Automatica 38, no. 1 (2002): 3-20.
11
[12] Zeilinger, Melanie Nicole, Colin Neil Jones, and Manfred Morari. "Real-time suboptimal model predictive control using a combination of explicit MPC and online optimization." IEEE Transactions on Automatic Control 56, no. 7 (2011): 1524-1534.
12
[13] Wang, Liuping. "Continuous time model predictive control design using orthonormal functions." International Journal of Control 74, no. 16 (2001): 1588-1600.
13
[14] Wang, Liuping. "Discrete model predictive controller design using Laguerre functions." Journal of process control 14, no. 2 (2004): 131-142.
14
[15] Khan, Bilal, and J. Anthony Rossiter. "Alternative parameterisation within predictive control: a systematic selection." International Journal of Control 86, no. 8 (2013): 1397-1409.
15
[16] Rossiter, J. Anthony, Liuping Wang, and Guillermo Valencia-Palomo. "Efficient algorithms for trading off feasibility and performance in predictive control." International Journal of Control 83, no. 4 (2010): 789-797.
16
[17] Khan, B., G. Valencia‐Palomo, J. A. Rossiter, C. N. Jones, and R. Gondhalekar. "Long horizon input parameterisations to enlarge the region of attraction of MPC." Optimal Control Applications and Methods (2014).
17
[18] Michalska, Hanna, and David Q. Mayne. "Robust receding horizon control of constrained nonlinear systems." IEEE Transactions on automatic control 38, no. 11 (1993): 1623-1633.
18
[19] Kerrigan, Eric C., and Jan M. Maciejowski. "Invariant sets for constrained nonlinear discrete-time systems with application to feasibility in model predictive control." In Decision and Control, 2000. Proceedings of the 39th IEEE Conference on, vol. 5, pp. 4951-4956. IEEE, 2000.
19
[20] Jones, C. N., E. C. Kerrigan, and J. M. Maciejowski. "On polyhedral projection and parametric programming." Journal of Optimization Theory and Applications 138, no. 2 (2008): 207-220.
20
[21] Blanchini, Franco. "Ultimate boundedness control for uncertain discrete-time systems via set-induced Lyapunov functions." In Decision and Control, Proceedings of the 30th IEEE Conference on, pp. 1755-1760. IEEE, 1991.
21
[22] Borrelli, F., A. Bemporad, and M. Morari. "Predictive Control for Linear and Hybrid Systems, 2015." preparation, available online at http://www. mpc. berkeley. edu/mpc-course-material pp. 217, (2015).
22
[23] Oliveira, Gustavo HC, Alex da Rosa, Ricardo JGB Campello, Jeremias B. Machado, and Wagner C. Amaral. "An introduction to models based on Laguerre, Kautz and other related orthonormal functions–part I: linear and uncertain models." International Journal of Modelling, Identification and Control 14, no. 1-2 (2011): 121-132.
23
[24] Wahlberg, Bo. "Construction and analysis." In Modelling and Identification with Rational Orthogonal Basis Functions, pp. 15-39. Springer London, 2005.
24
[25] Hemmasian Ettefagh, Massoud, Mahyar Naraghi, Farzad Towhidkhah, and José De Doná. "Model predictive control of linear time varying systems using Laguerre functions." In Control Conference (AuCC), 2016 Australian, pp. 120-125. IEEE, 2016.
25
[26] Hemmasian Ettefagh, Massoud, José De Doná, Mahyar Naraghi and Farzad Towhidkhah. "Control of constrained linear-time varying systems via Kautz parametrization of model predictive control scheme". In International Conference on Fundamental Research in Electrical Engineering, Iran, July 2017.
26
[27] Kouvaritakis, Basil, Mark Cannon. Model Predictive Control: Classical, Robust and Stochastic. Springer, 2015.
27