دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Spatial Elasticity Tensor in Eulerian Rate Type Constitutive Equations تانسور الاستیسیته فضائی در معادلات بنیادین اولری نرخی 1 8 64 10.22060/mej.2012.64 FA بیژن عباسی خزائی نویسنده مسئول و استادیار، گروه مهندسی مکانیک دانشکده فنی مهندسی دانشگاه رازی زهرا عباسی کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 2014 03 15 In finite deformation analysis, the use of constitutive equations in rate form is often required. In a spatial setting, elastic modulus tensor relates some objective rate of a spatial stress tensor to the rate of deformation. It is important to know that, the spatial elastic modulus tensors of a material in different constitutive equations differ and relation between them may be interest for some researchers. In this paper, a general explicit formulation between the spatial elastic modulus tensors of some constitutive equations expressed. This formulation is a function of left Cauchy-Green tensor and its eigenvectors. به طور معمول در تحلیل تغییرشکلهای بزرگ، معادلات بنیادین نرخی مورد استفاده قرار میگیرند. در مختصات فضائی، تانسور الاستیسیته فضایی، نرخ عینی یک تانسور تنش را به نرخ تغییرشکل مرتبط مینماید. تانسور الاستیسیته فضایی برای یک ماده مشخص در معادلات بنیادین نرخی مختلف، متفاوت است و یافتن رابطه بین آنها مورد علاقه برخی از محققین است. تحقیقات انجام شده در این زمینه محدود بوده و نتایج آنها فقط برای چند مدل خاص ارائه شده است. در این تحقیق یک رابطه عمومی و صریح بین تانسورهای الاستیسیته در معادلات بنیادین ارائه شده است. این رابطه تابعی از تانسور گرین–کاوشی چپ و بردارهای ویژه آن است.

https://mej.aut.ac.ir/article_64_ea5d2f1c4608232e07d3aa3d998e5135.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Large deflection of Flexible Functionally Graded Beams with Geometric Non-linearity: Analytical Approach تغییرشکل های بزرگ غیرخطی در تیر با خواص مکانیکی متغیر: حل تحلیلی 9 17 65 10.22060/mej.2012.65 FA علیرضا داودی نیک دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس؛ دانشکده فنی مهندسی: غلامحسین رحیمی شعرباف نویسنده مسئول و دانشیار دانشگاه تربیت مدرس؛ Journal Article 2014 03 15 Motivation of this paper is presentation of analytical solution for flexible functionally graded beams problem when carry elastic large deflection, with small strains and without concerning plastic region. The formulation of large deflection in curvilinear and Cartesian coordinate systems for the free-clamped flexible functionally graded beam, culminate in the second order non-linear ordinary differential equation that can solve it in the analytical approach. The components of deflection that are derived with analytical solution and ANSYS approach are compared. The influence of the distribution reversing of the material property and the influence of the variable material property in the components of deflection are studied. This analytical approach can be used for verifying the other method results, if any. در این مقاله فرمولبندی و حل تحلیلی مسأله تیر انعطاف پذیر با خواص مکانیکی متغیر در راستای ضخامت ارائه شده است. گرچه تغییرشکل در تیر انعطاف پذیر در اندازه های بزرگ اتفاق میافتد، اما با کرنش های الاستیک بسیار کوچک همراه بوده، به محدوده پلاستیک وارد نمیشود. فرمول بندی تغییرشکل های بزرگ با استفاده از مختصات محلی و کارتزین برای تیر انعطاف پذیر غیرهمسانگرد با شرایط مرزی گیردار - آزاد، منجر به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی درجه دوم میشود که با حل تحلیلی آن، مؤلفه های تغییرشکل به دست میآید. نتایج حل تحلیلی برای تیر انعطاف پذیر غیرهمسانگرد با نتایج حل المان محدود انسیس مقایسه شده است. تأثیر معکوس شدن توزیع خواص مکانیکی در بُعد ضخامت بر رفتار خمشی تیر انعطاف پذیر و میزان تأثیر خواص مکانیکی متغیر در تغییرشکل تیر انعطاف پذیر نسبت به حالت خواص مکانیکی ثابت، به دست آمده است. نتایج روش ارائه شده را می توان برای اعتبار سنجی نتایج روش های دیگری که برای حل مسأله تیر انعطاف پذیر با خواص مکانیکی متغیر ارائه میشود، به کار گرفت.

https://mej.aut.ac.ir/article_65_fc490ca45c00b1249bbe3554a4fdf6fb.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Effect of Functionally Graded Core on Dynamic Response of Sandwich Panel subjected to Transverse Low-velocity Impact اثر هسته هدفمند مرتبه ای بر پاسخ دینامیکی پانل ساندویچی تحت ضربه عرضی با سرعت پایین 19 26 66 10.22060/mej.2012.66 FA محمد حسین شکیب دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، سید محمد رضا خلیلی نویسنده مسئول و استاد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، کرامت ملک زاده فرد دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران، Journal Article 2014 03 15 In this paper, the problem of low-velocity transverse impact on a sandwich panel with functionally graded core has been considered. The interaction between the impactor and the panel is modeled with the help of a system having two-degrees-of-freedom consisting of springs-masses. In order to determine the contact force history, a numerical procedure is employed based on improved higher-order sandwich plate theory. Shear deformation theory is used for the face sheets while three-dimensional elasticity theory is used for the core. For the first time effect of consideration of in-plane shear stress and normal stress in the core is considered. Displacement components in the core are assumed to vary with a polynomial function with unknown coefficients. Results indicate that use of the FG core can reduce deflections and increase maximum of contact forces. در این مقاله، مسأله ضربه عرضی با سرعت پایین بر روی پانل ساندویچی با هسته هدفمند مرتبه ای در نظر گرفته شده است. فعل و انفعال ضربه زننده و پانل به کمک سیستم دو درجه آزادی جرم و فنر مدل شده است. برای تخمین نیروی برخورد، روش عددی بر پایه تئوری بهبود یافته مرتبه بالای ورق ساندویچی به کار برده شده است. تئوری برشی مرتبه اول برای رویهها بکار رفته، در حالی که تئوری الاستیسیته سه بعدی برای هسته استفاده شده است. برای اولین بار اثر تنشهای صفحهای برشی و نرمال در هسته درنظر گرفته شده است. مولفههای جابجایی در هسته با تابعی چند جملهای فرض شده که دارای ضرایب مجهول است. نتایج بدست آمده نشان میدهند که استفاده از مواد هدفمند مرتبهای در هسته میتواند میزان تغییر شکلها را کاهش دهد ولی بیشینه نیروی برخورد را افزایش خواهد داد.

https://mej.aut.ac.ir/article_66_3295c76acbf4caaed33c36b1b5fc2cb1.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Analysis of Free Vibration of Sandwich Panels Based on Improved High-order Sandwich Panel Theory تحلیل ارتعاشات آزاد پانل ساندویچی با نظریه بهبود یافته مرتبه بالا 27 33 67 10.22060/mej.2012.67 FA بهروز افطاری کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک، سید محمد رضا خلیلی نویسنده مسئول و استاد، دانشگاه صنعتی صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک، علی اصغر جعفری دانشیار، دانشگاه صنعتی صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهندسی مکانیک کرامت ملک زاده فرد استادیار، مرکز تحقیقات هوایی، تهران، Journal Article 2014 03 15 A new improved high-order theory is presented to investigate the dynamic behavior of sandwich panels with flexible core. Shear deformation theory is used for the face sheets while the three-dimensional elasticity theory is used for the core. Displacements in the core are assumed as polynomial with unknown coefficients. Inertia forces, moments of inertia and shear deformations in the core and the face sheets are taken into consideration. Unlike the previous improved theory, the in-plane normal and shear stresses in the core are considered. The governing equations and the boundary conditions are derived by Hamilton’s principle. Closed form solution is achieved using the Navier method and solving the eigenvalues. The numerical results of present analysis are compared with the available numerical or theoretical results in the literatures. It indicates that the present new modified theory is more accurate than the other developed theories for sandwich panels. The variations of the non-dimensional natural frequency with respect to the various geometrical and material parameters are investigated. در این مقاله با استفاده از روش جدیدی بر اساس نظریه بهبود یافته مرتبه بالا صفحه‌های ساندویچی، ارتعاشات آزاد این صفحات مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون[i] و روش انرژی بدست آمده است. برای رویه‌ها از تئوری برشی مرتبه اول استفاده شده است و در هسته، جابجایی‌ها در جهت‌های مختلف، به صورت چند جمله‌ای با ضرایب نامعلوم فرض شده‌اند. نیروهای اینرسی، ممانهای اینرسی و تغییر شکل‌های برشی در هسته میانی و رویه‌ها در نظر گرفته شده‌اند. همچنین بر خلاف در نظر نگرفتن تنش‌های صفحه‌ای هسته در مقالات قبلی، در این مقاله فرض شده است که هسته قابلیت تحمل تنش‌های صفحه‌ای را دارد و اثر آن‌ها در جواب‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حل نیمه تحلیلی برای یک صفحه ساندویچی با شرایط مرزی ساده، با استفاده از روش نویر[ii] و با حل معادله مقادیر ویژه بدست آمده است. این روش مودهای بالاتری را نسبت به سایر نظریه‌های صفحات ساندویچی دارد. دقت و صحت این تئوری با مقایسه بین نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی و عددی موجود در مراجع، بررسی شده است. اثر تعدادی از پارامتر‌های فیزیکی و یا هندسی روی فرکانس‌های طبیعی مورد بررسی قرار گرفتند.

https://mej.aut.ac.ir/article_67_735b90b4568125ed6c3f678819b6e058.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Robust Torque Control of Wheeled Mobile Robots with Kinematic Disturbances کنترل مقاوم گشتاور ربات‌های سیار چرخ دار با وجود اغتشاشات سینماتیکی 35 45 68 10.22060/mej.2012.68 FA اسلام محمدپور دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ مهیار نراقی نویسنده مسئول و استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ Journal Article 2014 03 15 In this paper, robust control of the wheeled mobile robots in presence of external disturbances and parameter uncertainties of the dynamical system violating the nonholonomic kinematic constraint of non-slipping is presented. Despite to the previous works focused on the kinematic control design, a robust torque control developed as a unified approach for both of the tracking and regulation problems based on the tunable dynamic oscillator. The proposed controller guarantees that the tracking error converges exponentially to an arbitrarily small neighborhood of the origin. To demonstrate the performance of the proposed controller, simulation results for typical differential drive and skid steer mobile robots presented. در این مقاله کنترل مقاوم ربات‌های سیار با وجود اغتشاشات خارجی و نامعینی‌های پارامتری سیستم دینامیکی که قید سینماتیکی غیرهولونومیک[i] عدم لغزش را برآورده نمی‌کنند، مورد بررسی قرار گرفته است. برخلاف کارهای قبلی که بر روی طراحی کنترل سینماتیکی متمرکز شده‌اند، یک کنترلر مقاوم گشتاور بر اساس نوسانگر دینامیک میرا با فرکانس نوسان قابل تنظیم، به صورت یک روش یگانه[ii] برای هر دو مسأله ردیابی مسیر مرجع و پایدارسازی ربات حول وضعیت ثابت توسعه یافته است. کنترلر پیشنهادی، همگرایی نمایی خطای ردیابی را به یک همسایگی کوچک دلخواه از مبدأ تضمین می‌کند. برای نشان دادن عملکرد کنترلر پیشنهادی، نتایج شبیه سازی برای دو نمونه از ربات های رانش تفاضلی و فرمانش لغزشی ارائه شده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_68_a3f390d88e4c41f2747bfa2f1b5f87db.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Design, Implementation and Experiments on a Fish-Like Robot طراحی و ساخت یک ربات ماهی و بررسی های آزمایشگاهی برروی آن 47 55 69 10.22060/mej.2012.69 FA محسن سیاه منصوری نویسنده مسئول و م. سیاه منصوری؛ کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز؛ احمد قنبری ا. قنبری؛ استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز؛ Journal Article 2014 03 15 One of main methods for protecting nature is to use nature as an inspiration source for designing new products for human being’s needs. Movement and maneuver in fluids is an important issue in human activity. In this work, by inspiration from knife fish, an undulating fin for producing propulsion force are designed and implemented. This undulating fin is a segmental anal fin, and produce sinusoidal waves which are needed for producing propulsion force. Then, parameters of this sinusoidal wave are discussed. In the fish robot, with using a special mechanical system, the direction of propulsive force is adjustable for controlling of direction and depth of swimming. Then, details of wireless control system for maneuvering and controlling of robot `s speed are presented. Finally, the results of fish robot `s movement is discussed experimentally. الهامگیری از طبیعت برای تولید محصولات رفعکنندهی نیازهای بشر همواره مورد توجه انسان بوده است. در این بین حرکت و مانور آبزیان از جایگاه خاصی برخوردار است. در این مقاله ابتدا به مقایسه قابلیتهای گونههای مختلف رباتهای مقلد میپردازیم و سپس با توجه به بررسی خواص ربات ماهیهای گوناگون، به طراحی و ساخت نوعی ربات ماهی میپردازیم که برای ساخت آن از ماهی شمشیری[i] الهام گرفتهایم. این ربات با یک بالهی موجی چندتکهای [ii]در قسمت زیرینش، نیروی لازم را برای پیشروی و مانور ربات فراهم مینماید. تغییر جهت و عمق شنای ربات نیز بهوسیلهی یک سیستم مکانیکی شامل دو سروو موتور[iii] امکان پذیر است. این ربات به کمک یک دسته کنترلی و توسط یک سیستم کنترل بی سیم[iv] ، فرمانهای لازم را به بورد کنترلی نصب شده بر روی ربات ماهی جهت حرکت و مانور ارسال میکند. بدین ترتیب کنترل ربات از بیرون استخر امکان پذیر است. به کمک این سیستم کنترلی می توان سرووموتورهای موجود در باله و سیستم مکانیکی کنترل جهت و عمق شنای ربات را کنترل نمود. در پایان اثر عوامل گوناگون بر روی مانور و سرعت شنای ربات ماهی از دیدگاه آزمایشگاهی بررسی خواهدشد. [i] Knifefish [ii] Modular [iii] Servomotor [iv] Wireless

https://mej.aut.ac.ir/article_69_14bfa6bb14875e45bba028a21ed38046.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Numerical and Experimental Investigation the Effect of Pulsating Blankholder on Formability of Aluminum Alloy in Deep Drawing Process بررسی تجربی و عددی اثر استفاده از ورقگیر نوسانی بر قابلیت شکل پذیری ورق آلومینیومی در فرایند کشش عمیق 57 63 70 10.22060/mej.2012.70 FA رضا دادخواه دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز: امیر مصطفی پور نویسنده مسئول و استادیار دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز Journal Article 2014 03 15 In this study, the effect of pulsating blankholder by using a new system for improving the formability of aluminum alloy has been investigated. By means of this system, in every pulsating cycle, at first the blankholder force has been removed, metal has been flowed into die and then to prevent excessive metal flow and wrinkles, the blankholder force by springs has been used. Deep drawing of cylindrical cup has been simulated by using ABAQUS6.7 software. Cup depth, tearing and thickness distribution of the experimental and numerical results have been compared. The results show that cup depth by using the pulsating blankholder system and select a proper frequence and gap, can be increased and thickness distribution can be improved. It has further been observed that simulation and experimental results are in good agreement together. در این پژوهش اثر استفاده از سیستم ورقگیر نوسانی بر عمق قابل دستیابی ظرف استوانهای از جنس آلومینیوم 1050 به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار، از یک سیستم ورقگیر جدید استفاده شده است. با کمک این سیستم در هر بازه نوسانی، ابتدا با حذف نیروی ورقگیر از روی ورق، ماده به راحتی به داخل حفره قالب جریان مییابد و در ادامه برای جلوگیری از جریان اضافی ماده و چروکیدگی، از نیروی ورقگیر فنرها استفاده شده است. شبیه سازی عددی فرایند در نرم افزار آباکوس[i] 7/6 انجام شده است. عمق و توزیع ضخامت ظرف در حالتهای تجربی و عددی برای ورقگیر ثابت و نوسانی مقایسه شده است. نتایج نشان میدهند که با استفاده از یک ورقگیر با سیستم نوسانی و با انتخاب فرکانس و گپ (فاصله ورق با ورقگیر) مناسب، علاوه بر توزیع ضخامت بهتر، میتوان عمق ظرف قابل دستیابی را افزایش داد. نتایج تجربی و عددی برابری خوبی با یکدیگر دارند. [i] Abaqus

https://mej.aut.ac.ir/article_70_7cbbc409ec990f19c78c75bd1e06f215.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 Optimization of the PCGTAW Process Parameters for Corrosion Protection of SDSS Weld Pipes by Using Design of Experiment Technique بهینه‌سازی عوامل موثر بر مقاومت به خوردگی در جوش لوله‌های فولادهای زنگ‌نزن سوپردوفازی در فرایند جوشکاری قوسی تنگستن- گاز به کمک طراحی آماری آزمایش 65 74 71 10.22060/mej.2012.71 FA محمد یوسفیه نویسنده مسئول و کارشناس ارشد مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان؛ احمد ساعتچی استاد، دانشگاه صنعتی اصفهان؛ مرتضی شمعانیان دانشیار، دانشگاه صنعتی اصفهان؛ Journal Article 2014 03 15 In this study, the parameters of PCGTAW process were optimized for the corrosion protection of SDSS weld pipes by Taguchi method. Analysis of variance is performed on the measured data and signal to noise ratios. The optimum conditions were found by this method. Under optimum conditions, pitting potential was predicted as 1.08 VSCE that was very close to the observed value of 1.06 VSCE. Among the four factors and three levels tested, it was concluded that the pulse current had the most significant effect on the pitting potential and the background current had the next most significant effect. The effect of pulse frequency and % on time are less important when compared to the other factors. در این پژوهش از روش تاگوچی برای بهینه‌سازی عوامل موثر بر مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ‌نزن سوپردوفازی در جوشکاری قوسی تنگستن- گاز از طریق جریان پالسی استفاده شده است. تحلیل واریانس بر‌روی داده‌های نسبت سیگنال به اختلال انجام گرفت. برای رسیدن به شرایط بهینه در تخمین بالاترین پتانسیل حفره‌دار شدن، مشخصه "هرچه بیشتر بهتر" انتخاب شد. در شرایط بهینه، پتانسیل حفره‌دار شدن 06/1 ولت بوده که بسیار نزدیک به پتانسیل حفره‌دار شدن پیش‌بینی شده (08/1 ولت) به‌دست آمد. از میان چهار عامل در سه سطح، عوامل جریان پالس و جریان زمینه که به ترتیب با درصد تاثیر 28/66% و 97/25% هستند دارای بیش‌ترین اثر بر مقاومت به خوردگی این نوع جوش‌ها هستند. در حالیکه اثر عوامل فرکانس پالس و مقدار زمان جریان پالس در یک دوره به مراتب کمتر از عوامل جریان پالس و جریان زمینه شد

https://mej.aut.ac.ir/article_71_e2c420d928d4bf8ce0ff2ec19b371514.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 43 2 2012 02 20 New Lower Bounds for the Optimal Makespan on a Single Batch Processing Machine ارائه حدود پایین جدید روی مقدار بهینه زمان انجام کل کارها در یک سیستم تک ماشینه‌ی پردازش‌گر انباشته 75 84 72 10.22060/mej.2012.72 FA علی حسین زاده کاشان دکتری صنایع؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیر بهروز کریمی نویسنده مسئول و دانشیار دانشکده صنایع؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 2014 03 15 This paper considers minimizing makespan (Cmax) on a single batch-processing machine. A batch-processing machine can process a group of jobs simultaneously, as long as the total size of jobs in the batch does not exceed the machine capacity (B). For each job, we assume a specific job size and job processing time. The processing time of a batch is just the longest processing time of all jobs in the batch. We introduce two new procedures for obtaining lower bounds of the optimal makespan, entitled LB2 and LB3, respectively. We prove that both of the new bounds are tighter than the only existing bound called LB1. We also prove that LB3 is at least as tight as LB2. در این مقاله زمان‌بندی یک ماشین پردازش‌گر انباشته با هدف حداقل‌سازی زمان انجام کل کارها (Cmax) بررسی شده است. منظور از یک ماشین پردازشگر انباشته، ماشینی است که قابلیت انجام عملیات هم‌زمان روی گروهی از کارها را در قالب یک دسته یا انباشته دارد. البته با اعمال این محدودیت که مجموع اندازه کارهایی که در یک انباشته با‌‌هم می‌آیند از ظرفیت ماشین (B)بیشتر نباشد. برای هر یک از کارها دو عامل اندازه و زمان پردازش مفروض است. زمان انجام عملیات ماشین بر روی یک انباشته برابر با زمان عملیات مورد نیاز کاری است که در میان کارهای متعلق به آن انباشته بزرگ‌ترین زمان پردازش را دارد. برای این مساله، دو روش جدید تولید حد پایین روی مقدار بهینه تابع هدف با نام‌های LB2 و LB3 ارائه شده و ثابت می‌شود که نسبت به تنها حد پایین موجود در ادبیات موضوع مساله (LB1) عملکرد بهتری دارند. هم‌چنین ثابت می‌شود که عملکرد LB3 حداقل به خوبی عملکرد LB2 است.

https://mej.aut.ac.ir/article_72_32bb90e8976aab5298d5da10fe66f21d.pdf