دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بررسی اثر سیکل دمایی قبل از بارگذاری سیکلی بر روی عمر خستگی صفحات دارای تداخل و تخمین عددی عمر خستگی
1
10
FA
هادی
تقیزاده
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز،تبریز، ایران
h.taghizadeh@tabrizu.ac.ir
نوید
چاخرلو تاج بخش
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز،تبریز، ایران
tnavid@tabrizu.ac.ir
10.22060/mej.2018.13108.5540
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.
تداخل,عمر خستگی,سیکل دمایی,مدل المان محدود,تخمین عمر
https://mej.aut.ac.ir/article_2873.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2873_ee77da0450fc4791ebd51656d7b2bedb.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بررسی اثر هندسهی داربست مهندسی بافت استخوان بر مدولاسیون مکانیکی رفتار لایه سلولی
11
20
FA
امیرعلا
بخشیان نیک
دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
abakh002@fiu.edu
بهمن
وحیدی
0000-0001-5597-3748
دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران
bahman.vahidi@ut.ac.ir
10.22060/mej.2018.13215.5571
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.
داربست مهندسی بافت استخوان,دینامیک سیالات محاسباتی,لایهی سلولی,مدولاسیون مکانیکی,سلول بنیادی مزانشیمی
https://mej.aut.ac.ir/article_2881.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2881_00c7667b6219c8e0ddca175f9a755abf.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
تحلیل میکرومکانیک مدل خرابی فولادهای دوفازی تحت بارگذاری کششی با استفاده از المانهای حجمی نماینده دوبعدی و سهبعدی
21
30
FA
بهنام
انبارلویی
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی امیرکبیر-تهران-ایران
anbarluei@aut.ac.ir
مجید
حسینی
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
hosseinim66@yahoo.com
حسین
حسینی تودشکی
0000-0003-2519-1010
دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه صنعتی امیرکبیر-تهران-ایران
hosseini@aut.ac.ir
10.22060/mej.2018.12830.5579
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.
فولاد دوفازی,رفتار تنش کرنش,المان حجمی نماینده سه بعدی,میکروساختار,المان محدود
https://mej.aut.ac.ir/article_2819.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2819_7186d3d9c3e7e474cde2126e1b6b88aa.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
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
31
40
FA
امیر رضا
شاهانی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
shahani@kntu.ac.ir
علی
فرهی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
farrahi@ymail.com
10.22060/mej.2018.13411.5623
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.
جوش نقطه ای اصطکاکی اغتشاشی,خستگی,رفتار مکانیکی,تغییر سرعت دوران جوشکاری
https://mej.aut.ac.ir/article_2817.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2817_9e73aa94157869079259ad84aec2f0e3.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بررسی کمانش پوسته استوانهای با بکارگیری سوپرالمان جدید وابسته به اثر اندازه
41
50
FA
ایمان
سلیمانی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
soleimaniiman@yahoo.com
یعقوب
طادی بنی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
tadi@eng.sku.ac.ir
محسن
بت شکنان دهکردی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
botshekanan@eng.sku.ac.ir
10.22060/mej.2018.13440.5635
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.
تئوری تنش کوپل اصلاح شده,اجزاء محدود,اثر اندازه,مدل پوسته,کمانش
https://mej.aut.ac.ir/article_2794.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2794_ad3ce82235bb93903c6efb7388a17d5d.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
جستجوی ترک در ورقهای کمانشیافته به کمک روش المان کوادراتور دیفرانسیلی و روش برنامهنویسی مرتبه دوم متوالی
51
60
FA
حسام
مکوندی
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
h-makvandi@phdstu.scu.ac.ir
شاپور
مرادی
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
moradis@scu.ac.ir
داود
پورویس
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
dpoorveis@scu.ac.ir
کورش
حیدری شیرازی
دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
k.shirazi@scu.ac.ir
10.22060/mej.2018.13543.5660
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.
تشخیص ترک,ورق کمانش یافته,روش المان کوادراتور دیفرانسیلی,الگوریتم برنامهنویسی مرتبه دوم متوالی
https://mej.aut.ac.ir/article_2906.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2906_86ec0e8ac784f4f441ceb8cced75a33a.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بررسی اثر اصلاحات ماکرو-هندسی و میکرو-هندسی بر روی خطای انتقال استاتیکی و ضریب توزیع بار چرخدنده های مارپیچ
61
70
FA
امیرعباس
زارع ده آبادی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
amirabbas.zare@yahoo.com
مهرداد
پورسینا
0000-0002-9974-9702
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
mehrdad.poursina@gmail.com
محسن
رضائی
0000-0002-8805-477X
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
rezaeimohsen91@gmail.com
کورش
حسن پور
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
kourosh_hasanpur@yahoo.com
10.22060/mej.2018.13554.5666
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.
چرخدنده مارپیچ,خطای انتقال استاتیکی,ضریب توزیع بار,اصلاحات ماکرو-هندسی,اصلاحات میکرو-هندسی
https://mej.aut.ac.ir/article_2835.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2835_5f812c9e34c243a12bde3dd7d8bb4d73.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
شبیهسازی و بهینهسازی کابل های آلیاژ حافظهدار
71
80
FA
سعید
وحیدی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
saeed.vahidi90v@yahoo.com
جمال
ارغوانی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
arghavani@sharif.edu
علیرضا
استادرحیمی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
alireza_ostadrahimi@mecheng.iust.ac.ir
10.22060/mej.2018.13705.5695
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.
کابل آلیاژحافظهدار,ویژگی سوپرالاستیسیته,ویژگی حافظهشکلی,عملگر,طراحی آزمایش
https://mej.aut.ac.ir/article_2807.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2807_c925ffc0cf5d11b117ff39847b88974f.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بهبود خواص خمشی کامپوزیتهای لایهای آلومینیوم-اپوکسی/ الیاف بازالت با استفاده از نانولولههای کربنی چندجداره
81
90
FA
حامد
آقامحمدی
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
hamed.aghamohammadi@outlook.com
رضا
اسلامی فارسانی
دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
eslami@kntu.ac.ir
10.22060/mej.2018.13135.5546
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.
کامپوزیت های الیاف/ فلز,الیاف بازالت,نانولوله های کربنی چندجداره,خواص خمشی
https://mej.aut.ac.ir/article_2850.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2850_f72f569192e03cfcf921e4c56d0bd1be.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
مطالعه ارتعاش آزاد طولی نانولوله های کربنی مارپیچی تک جداره با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
91
100
FA
فرشید
درویشی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
fdarvishi.mechanic@gmail.com
امید
رحمانی
0000-0001-5439-2837
آزمایشگاه تحقیقاتی سازه های هوشمند و مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
omid.rahmani@znu.ac.ir
10.22060/mej.2018.13716.5697
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.
نانولوله های کربنی مارپیچی,شبیه سازی دینامیک مولکولی,ارتعاش طولی,پتانسیل ربو
https://mej.aut.ac.ir/article_2849.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2849_a4e471a68d58600c966cebab8b0eaf61.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته های مخروطی تقویت شده با نانولوله های کربنی در محیط با دمای بالا
101
110
FA
نقی
آقایی
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران
n70aghaei@gmail.com
مصطفی
طالبی توتی
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران
talebi@qut.ac.ir
10.22060/mej.2018.13531.5657
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.
ارتعاشات آزاد,پوسته مخروطی,نانولولههای کربنی,توابع تیر,دما
https://mej.aut.ac.ir/article_2801.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2801_086f8ef0d2e1767bd9ddc976840bc1b7.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
کنترل غیرفعال ارتعاشات لولههای حامل سیال با استفاده از جاذب ارتعاشی
111
120
FA
موسی
رضائی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
m_rezaee@tabrizu.ac.ir
وحید
عرب ملکی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
vahid_maleki@tabrizu.ac.ir
10.22060/mej.2018.13006.5508
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.
لوله حامل سیال,جاذب ارتعاشی,کاهش دامنه نوسانات,روش گالرکین
https://mej.aut.ac.ir/article_2783.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2783_4ceacbae7f0ca99ad0f150d5683ad063.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
مدل سازی ارتعاشات آزاد غیرخطی برج توربین باد
121
130
FA
حسن
ملائکه سقا
دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
hasan.mech89@gmail.com
حمید
معین فرد
دانشگاه فردوسی مشهد
hamid.moeenfard@gmail.com
10.22060/mej.2018.13765.5704
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.
برج توربین باد,ارتعاشات دامنه بلند,تیر مقطع متغیر,جرم خارج از مرکز,مقیاس های زمانی چندگانه
https://mej.aut.ac.ir/article_2852.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2852_2c514aeb0f34949c22656360846a1b88.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
بررسی آزمایشگاهی میزان افت انتقال صوت از بتن حاوی لاستیک بازیافتی
131
140
FA
نوید
چلنگران
گروه مهندسی عمران، واحد قشم، دانشگاه آزاد اسلامی، قشم، ایران
chalangaran@gmail.com
محمدمهدی
جبّاری
گروه مهندسی عمران، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
mmjabbari96@gmail.com
10.22060/mej.2018.13511.5655
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.
افت انتقال صوت,لوله امپدانس,خرده لاستیک,مقاومت فشاری,بتن
https://mej.aut.ac.ir/article_2846.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2846_9e317f38df921041b9e845d783422b99.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
هدایتضمنی غیرحساس به خاموشی موتور با استفاده از اصلاح زاویه مسیر پرواز
141
150
FA
رضا
اسماعیلزاده
مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، تهران، ایران
rsmael@gmail.com
ابوالقاسم
نقاش
0000-0001-7776-7662
دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
naghash@aut.ac.ir
10.22060/mej.2018.12401.5323
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.
هدایت موشک بالستیک,پیشتنظیم,هدایت غیرحساس به خاموشی اجباری
https://mej.aut.ac.ir/article_2772.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2772_9be97ff6ce7c82ff20d8ff375ebd6334.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
طراحی کنترل کننده مد لغزشی ترمینال فازی تطبیقی مرتبه کسری برای ربات اُرتِز مفصل زانو
151
160
FA
هادی
دلاوری
گروه مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
delavari@hut.ac.ir
رویا
جوکار
گروه مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران
royaa.jokar@gmail.com
10.22060/mej.2018.13082.5528
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.
ربات اُرتز مفصل زانو,حسابان مرتبه کسری,کنترل فازی تطبیقی,کنترل مد لغزشی ترمینال,مشاهدهگر اغتشاش غیرخطی
https://mej.aut.ac.ir/article_2773.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2773_dc94031b515e683e3d5b8c246642afc6.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
کنترل فعال فلاتر مجموعه بال و موتور دارای زاویه عقبگرد با استفاده از عملگرهای پیزوالکتریک
161
170
FA
سید محمدحسین
عظیمی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
mazimi@stu.yazd.ac.ir
عباس
مزیدی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
amazidi@yazd.ac.ir
محمد
آزادی
گروه مهندسی مکانیک، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران
mazadi@miau.ac.ir
10.22060/mej.2018.13088.5532
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.
بال هواپیما,فلاتر,کنترل فعال,مواد پیزوالکتریک
https://mej.aut.ac.ir/article_2893.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2893_21fc950793e1e5c1959ebe784ec5513f.pdf
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2476-3446
51
3
2019
08
23
الگوریتم محاسبه مجموعه مجاز و مجموعه مجاز مقاومِ مبتنی بر توابع متعامد، برای سیستمهای مقیدِ خطیِ نامتغیر با زمان
171
180
FA
مسعود
حمصیان اتفاق
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
hemmasian@aut.ac.ir
مهیار
نراقی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
naraghi@aut.ac.ir
فرزاد
توحیدخواه
دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
towhidkhah@aut.ac.ir
10.22060/mej.2018.13109.5538
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.
مجموعه مجاز,مجموعه مجاز مقاوم,پارامتری کردن,توابع متعامد,کنترل پیشبین
https://mej.aut.ac.ir/article_2790.html
https://mej.aut.ac.ir/article_2790_b0c0b272907645112fbbf24abb6ec5d3.pdf