دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Suggestion and Modeling of a Novel Capsular Microrobot with Surface Forces معرفی و مدل‌سازی یک میکروروبات کپسولی شکل بدیع با در نظر گرفتن نیروهای سطحی 1 8 243 10.22060/mej.2011.243 FA رضا ندافی دشت بیاض نویسنده مسئول و مربی; پژوهشکده فناوریهای نو؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، منصور کبگانیان استاد؛ دانشکده مهندسی مکانیک؛ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، Journal Article 2014 03 16 For developing of endoscopic Capsular, a design of legged capsular microrobot with ionic polymer metal composite actuator is suggested in this paper. First locomotion of microrobot is explained then microrobot is modeled by envisage exerting surface forces and microactuator. Surface forces contain slip-friction, surface adhesion and resting adhesion and polymeric microactuator is ionic polymer metal composite. Time variant response of polymeric microactuator is modeled fundamental of coupled electromechanical equation and electric equivalent bulk gel polymeric. Result simulation of dynamical model microrobot shows that best installation angle of legs is 60 degree, proper mass of microrobot is 2g and speed marching is 1 millimeter per second. در راستای توسعه کپسول‌های آندوسکوپی، در این مقاله طرح یک میکروروبات کپسولی شکل دارای پا با میکروعملگرهای پلیمر یونی کامپوزیت فلزی پیشنهاد می‌شود. ابتدا چگونگی حرکت میکروروبات توضیح داده می‌شود سپس ضمن در نظر گرفتن نیروهای سطحی اعمالی و میکروعملگر، میکروروبات مدل‌سازی دینامیکی می‌شود. نیروهای سطی شامل اصطکاک لغزشی، چسبندگی سطحی و چسبندگی ایستای و میکروعملگر پلیمری از نوع پلیمر یونی کامپوزیت فلزی است. رفتار زمانی میکروعملگر پلیمری بر اساس معادله‌ی مشخصه کوپل مکانیکی – الکتریکی و معادل‌سازی الکتریکی حجم ژل پلیمری مدل‌سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی مدل دینامیکی میکروروبات، نشان می‌دهد که بهترین زاویه نصب پاها 60 درجه، جرم مناسب میکروروبات 2 گرم و سرعت پیشروی 1 میلیمتر بر ثانیه می‌باشد.

https://mej.aut.ac.ir/article_243_2b4d55f9aa439d28e1e0946d305a6480.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Design Enhancement of Mobile Snake Robots Based on Snake Anatomy بهبود طراحی روباتهای متحرک مارشکل با استفاده از آناتومی مار 9 20 244 10.22060/mej.2011.244 FA فرشاد برازنده نویسنده مسئول و استادیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمدصادق حیدرزاده کارشناس ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر سیدمهدی رضاعی دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمد علی سادات دانشجوی کارشناسی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر سیف دلیل صفایی کارشناس ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی قزوین Journal Article 2014 03 16 The main concentration of most of the snake robot researches has been on mechanism, control or dynamics. They have rarely focused on snake anatomy to adopt it in design. So far, snake robots are nothing more than an experimental prototype. They have not yet converted to an industrial mobile robot. This paper focuses on snake anatomy to employ its principle in the design of snake robots and increase their chance of being industrial mobile robots. The result was to find the impact of snake anatomy to reduce actuators' torque, as well as the way peg points are established during serpentine motion. This finding will help to remove wheels under snake robots. بیشتر تمرکز تحقیقات انجام شده روی روباتهای مارشکل بر روی چگونگی ایجاد حرکت، کنترل و یا حل دینامیک روبات بوده است و تلاش کمتری در مطالعه ساختار بدن مار و اقتباس از ظرایف آن در طراحی شده است. در نتیجه روباتهای متحرک مارشکل ساخته شده تاکنون چیزی فراتر از یک نمونه آزمایشگاهی نیستند و هنوز پا به عرصه صنعت نگذاشته اند. هدف این مقاله، مطالعه آناتومی مار و ارائه راه کارهای تازه در طراحی روباتهای مارشکل است تا قابلیت تبدیل آنها به یک روبات صنعتی متحرک افزایش یابد. نتیجه این کار یافتن اثر آناتومی مار در کاهش گشتاور محرکها و طرز تولید نقاط تکیه گاهی در حرکت موجی کناری است که به طراحی روباتهای مارشکل بدون چرخ کمک میکند.

https://mej.aut.ac.ir/article_244_4cef96bbee606629bb9a7a7ed28f444f.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 The Effect of Fiber Shape and Spacing on Stress Distribution in a Composite Monolayer with an Internal Crack بررسی تأثیر شکل سطح مقطع فیبر و فاصله‌ی بین آنها بر توزیع تنش در مواد مرکب فیبری در حضور یک ترک 21 28 245 10.22060/mej.2011.245 FA محمد شیشه ساز نویسنده مسئول و استاد گروه مهندسی مکانیک – دانشکدهی مهندسی – دانشگاه شهید چمران مهدی ملکی کارشناس ارشد مهندسی مکانیک- دانشکدهی مهندسی – دانشگاه شهید چمران Journal Article 2014 03 16 The effect of inter-fiber spacing and shape on stress distribution is studied in a composite monolayer. The lamina is subjected to an internal crack while loaded by a force P along the fibers at infinity. Two models are postulated. In the first, fibers have circular cross section while in the second, a triangular shape is considered. By direct application of modified shear – lag model, the differential equations of equilibrium are derived and solved for displacements and stress fields. The results show that the ordinary shear – lag model can not well predict the stress distribution within the lamina. The modified model shows a noticeable decrease in both types of stresses once fiber spacing and shape are changed. This reduction is more pronounced for triangular fibers where a decrease in causes more reduction in maximum shear stresses and no change in fiber normal stresses. The reduction in peak shear stress appears to be 32 percent for volume fraction of one at q = 30o. در این تحقیق تأثیر شکل سطح مقطع الیاف و فاصله‌ی بین آنها بر توزیع تنش در یک تک لایهی مرکب بررسی شده است. تک لایهی یاد شده تحت بارگذاری کششیP در راستای الیاف قرار داشته و حاوی ترکی متقارن است. دو تک لایهی مرکب که در یکی الیاف دارای مقطع مثلثی شکل و دیگری دارای مقطع مستطیلی شکل، در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل اصلاح شده که در آن ماتریس علاوه بر بار برشی، نیروی کششی را نیز تحمل می‌کند معادلات دیفرانسیلی- تفاضلی تعادل استخراج شده و میدان‌های تغییر مکان و نیرو در تک لایه تعیین شده‌اند. مقایسه‌ی نتایج حاصل از مدل شیرلگ با نتایج حاصل از مدل اصلاح شده، ضعف مدل شیرلگ را در بررسی صحیح توزیع تنش نشان می‌دهد. در مدل اصلاح شده، با افزایش فاصله فیبرها، تمرکز تنش در الیاف و ماکزیمم تنش برشی در ماتریس کاهش می‌یابد. همچنین، فیبرهای مثلثی شکل تنش برشی در ماتریس را بیش از الیاف دایره‌ای شکل کاهش می‌دهند. با کاهش زاویه مربوط به شکل، سطح مقطع الیاف مثلثی شکل، تنش برشی بدست آمده بیش از پیش کاهش یافته در حالی که ماکزیمم تنش کششی در الیاف ماکزیمم ثابت باقی می‌ماند. در صد کاهش در تنش برشی بین الیاف دایره‌ای و مثلثی شکل (q برابر 30 درجه) ، به ازاء کسری حجمی یک برابر 32 درصد است.

https://mej.aut.ac.ir/article_245_cba9f6ec184a438bcd56002753ddc2c4.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Using Artificial Neural Networks for Estimationof Springback in Cold Roll Forming تخمین برگشت فنری در شکل‌دهی غلتکی سرد با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی 29 37 246 10.22060/mej.2011.246 FA حسن مسلمی نایینی نویسنده مسئول و استاد؛ دانشکده فنی و مهندسی؛ دانشگاه تربیت مدرس روح‌اله عزیزی تفتی دانشجوی کارشناسی ارشد؛ دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس مهدی تاجداری دانشیار؛ مرکز مکانیک و فنآوریهای ساخت؛ دانشگاه صنعتی مالکاشتر: Journal Article 2014 03 16 Cold roll forming is a sheet metal forming process in whichthe bending occurs gradually in several forming steps from an undeformed strip to a finishedprofile. Althoughsimple appearance, the process is influenced by several parametersthat complicate the process design and control such as springback. The main purpose in this article is to determine a simple criterion for the springback and to introduce a fast solution to obtain it and therefore artificial neural network was proposed for achiving this goal. Cold roll forming of a channel section in the first station was simulated by a commercial package named “Msc Marc Mentat”. The data obtained from the finite element simulations were used as training and testingsetsfor neural networks. Perfect performance of neural network was proved when the neural network outputs were compared with the testing set that did not exist in the training set. شکل‌دهی غلتکی سرد یکی از فرآیندهای شکل‌دهی ورق‌های فلزی است که در آن ورق با عبور از بین یک سری غلتک‌های شکل‌دهی در ایستگاه‌های متوالی به طور پیوسته و ملایم خم شده و شکل نهایی را به خود می‌گیرد. با وجود سادگی ظاهری، به دلیل زیاد بودن کمیت‌های دخیل در فرآیند و اثر متقابل آنها، طراحی و کنترل فرآیند با چالش‌هایی درگیر است که پدیده برگشت‌فنری یکی از آن‌ها است. هدف اصلی در این مقاله، ارائه معیاری ساده برای برگشت‌فنری و بیان راه‌حلی برای دستیابی سریع به آن معیار است که شبکه ‌عصبی مصنوعی به عنوان ابزاری قدرتمند برای نیل به این هدف انتخاب شد. شکل‌دهی غلتکی سرد برای مقطع کانالی‌شکل در ایستگاه اول، با نرم‌افزار مارک‌منتات[i] شبیه‌سازی شد و با استفاده از داده‌های به‌دست آمده از شبیه‌سازی، آموزش و امتحان شبکه عصبی انجام شد. مقایسه خروجی‌های شبکه عصبی با نتایج شبیه‌سازی‌ اجزای محدود که در مجموعه داده‌های آموزشی موجود نیستند درستی عملکرد شبکه عصبی را به اثبات رساند. [i] Marc-Mentat

https://mej.aut.ac.ir/article_246_ff9c124dc951944bd4f7d602725e933b.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Nanometric Finishing of Flat Surfaces Using Magnetic Field براده برداری نانومتریک سطوح تخت با استفاده از میدان مغناطیسی و بررسی عوامل موثر بر ان 39 48 247 10.22060/mej.2011.247 FA مهرداد وحدتی استادیار گروه ساخت و تولید دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی تهران Journal Article 2014 03 16 The need for mirror-finished surfaces has grown rapidly in recent years. This is due to improvements of new products application in high technology industries. New requirements urge new production methods. One of which, in the field of machining technology, is Magnetic Abrasive Finishing. This results in surface roughness of materials in the order of sub-micron and nano level. The technology is based on the magnetic field force, which is exerted on the abrasive powder and runs the powder tool on the surface of work piece. The process was applied to flat planes. A special apparatus was designed and made for implementation of experiments. Many properties of different factors affecting this process were examined and their influence on the surface roughness was cleared. یکی از روشهای جدید پرداخت کاری با استفاده از نیروی مغناطیسی، براده برداری در محدوده نانومتر، پرداخت کاری سایشی مغناطیسی[i] ( MAF) میباشد. انرژی حاصل از میدان مغناطیسی، برای حرکت ابزار ساینده استفاده میگردد. با حرکت نسبی میدان مغناطیسی و قطعه کار، ذرات ساینده نیز به دنبال میدان مغناطیسی حرکت میکنند. در این پژوهش، فرآیند پرداخت کاری سایشی مغناطیسی معرفی و یک نمونه آزمایشگاهی از تجهیزات MAF برای کار روی سطوح مستوی طراحی و ساخته شده است. عوامل موثر بر صافی سطح تعیین و بهترین شرایط پرداخت کاری مشخص شده است. صافی سطح به عنوان هدف طراحی قرار گرفته و تلاش شده است تا کوچکترین مقادیر بدست آید. برخی عوامل تاثیر زیادی بر تغییرات صافی داشته و آن را به میزان چند ده نانومتر کاهش میدهد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که افزایش سرعت دورانی قطبها اثر قابل توجهی در بهبود صافی سطح دارد. نوع، شکل و ابعاد ذرات ساینده باعث تغییر در صافی سطح خواهد شد. با افزایش زمان پرداخت کاری، بهبود در صافی سطح قابل توجه است. صافی سطح بدست آمده تحت بهترین شرایط 41/0 اندازه گیری گردید. [i] Magnetic Abrasive Finishing

https://mej.aut.ac.ir/article_247_73b9c37c8f187d52c913297138dbb6d5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Determination of Tool Temperature in Orthogonal Metal Cutting by Finite Element Method and its Comparison with Experimental Work تعیین دمای ابزار در براده‌برداری عمودی به روش المان محدود و مقایسه با نتایج تجربی 49 59 248 10.22060/mej.2011.248 FA علی فتی نویسنده مسئول و مربی، دانشگاه هرمزگان محمد رضا رازفر استادیار، دانشگاه صنعتی امیر کبیر Journal Article 2014 03 16 Machining of steel inherently generates high cutting temperature, which not only reduces tool life but also impairs the product quality. Further, the lubricant effect deteriorate the working environment and lead to general environmental pollution. In this work, the cutting tool used is uncoated carbide insert with st37 steel as workpiece material to measure the temperature of the tool-chip interface in dry turning. Two different approaches are implemented for temperature measuring: an embedded thermocouple into the cutting tool and infrared camera. Comparisons are made between experimental and FE results. The influence of cutting speed, feed rate and depth of cut on the temperature are investigated. Afterwards, an expression for the effects of cutting conditions on tool temperature are determined using a design of experiment developed by factorial regression method. With the aid of experimental results is concluded that the main factors of the increasing cutting temperature are, cutting speed, feed rate and depth of cut respectively, It is also determined that interaction between cutting speed and feed rate has maximum effect on increasing in cutting temperature. ماشینکاری فولادها به طور ذاتی دمای بالایی را تولید می‌کند؛ این دما علاوه بر کاهش عمر ابزار، باعث پایین آمدن کیفیت قطعه تولیدی می‌شود. از طرفی کاربرد مواد خنک کننده به سلامتی اپراتور آسیب می رساند و باعث آلودگی محیط زیست می‌شود. در این مقاله ماشینکاری در شرایط خشک توسط ابزار کاربایدی بر روی فولاد (st37) انجام شد و برای به دست آوردن دمای منطقه تماس ابزار- براده از دو روش: ترموکوپل جایگذاری شده در ابزار و دوربین مادون قرمز استفاده شد. نتایج تجربی با نتایج نرم‌افزارهای سوپرفرم و فلوئنت مقایسه شده است. با ثابت نگاه داشتن هندسه ابزار و تغییر در پارامترهای سرعت برش، نرخ پیشروی و عمق برش و مقادیر حرارت ایجاد شده در ابزار مورد مطالعه قرار گرفت. سپس به کمک نتایج تجربی حاصل از ترموکوپل با روش طراحی آزمایش و توسط آنالیز رگرسیون، فرمول تخمین دمای سطح ابزار به دست آمد و نشان داده شد که اثر افزایش سرعت برشی، پیشروی، عمق برش و اثر دو طرفه سرعت برشی و پیشروی، به ترتیب بیشترین تأثیر را بر دمای سطح ابزار دارند. همچنین تأثیر پارامترهای سرعت برش و پیشروی همزمان با دما بر روی نیروهای ماشینکاری مورد بررسی قرار گرفت.

https://mej.aut.ac.ir/article_248_c0746a0c00cabbf3deefeae6be38471a.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 Modeling and Solving of a Bi-Criteria Scheduling Problem for a Cellular Manufacturing System with Sequence-Dependent Cell Setup Times مدل‌سازی و حل یک مسأله زمان بندی دو معیاره در یک سیستم تولید سلولی با در نظر گرفتن زمان‌های آماده‌سازی وابسته به توالی سلول‌ها 61 72 249 10.22060/mej.2011.249 FA رضا توکلی مقدم نویسنده مسئول و استاد گروه مهندسی صنایع، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران: آزاده نصری دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی صنایع، پردیس دانشکدههای فنی، دانشگاه تهران Journal Article 2014 03 16 This paper presents a new, bi-criteria mixed-integer programming model for scheduling cells (part families) and parts within each cell in a manufacturing cellular system. The objective of this model is to minimize the makespan and inter-cell movements simultaneously, while considering sequence-dependent cell setup times. In the CMS design and planning, three main steps must be considered, namely cell formation (i.e., part families and machine grouping), inter and intra-cell layouts, and scheduling issue. Due to the NP-hardness of the proposed model and the scheduling problem in the CMS, a genetic algorithm (GA) as an efficient meta-heuristic method is proposed to solve such a hard problem. Finally, a number of test problems are solved to show the efficiency of the proposed GA and the related computational results are compared with the results obtained by the use of an optimization tool. در این مقاله، یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط دو معیاره برای زمان بندی سلول‌ها و قطعات در هر سلول بهطور همزمان در یک سیستم تولید سلولی[i](CMS) ارائه می‌شود. هدف این مدل، کمینه کردن زمان کل تکمیل ساخت قطعات و حرکت بین سلولی قطعات با در نظر گرفتن زمان‌های راه‌اندازی وابسته به توالی خانواده قطعهاختصاص یافته به سلول‌ها می‌باشد. در طراحی و برنامه‌ریزی سیستم تولید سلولی، سه مرحله اصلی می‌بایست مد نظر قرار گیرد که شامل تشکیل سلول، استقرار سلول‌ها و ماشین‌ها، و زمان بندی آنها است. از آنجا که این مدل پیشنهادی و مسأله زمانبندی CMS جزء مسایل چندجملهای نامعین سخت[ii] است، از الگوریتم ژنتیک[iii](GA) به‌عنوان یکی از روش‌های فراابتکاری کارامد برای حل مدل استفاده می‌شود. در پایان برای نشان دادن کارایی این الگوریتم پیشنهادی، چند مسأله نمونه حل شده، نتایج محاسباتی مربوطه با نتایج بهدست آمده به کمک یک ابزار بهینه‌ساز مورد مقایسه قرار می‌گیرد. [i] Cellular Manufacturing Systems [ii] Non–Deterministic Polynomial Hard )NP-Hard( [iii] Genetic Algorithm

https://mej.aut.ac.ir/article_249_8ed797de7f4e2ab62ad5ed3f81b771eb.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 42 3 2011 02 20 A Heuristic for Scheduling Payments in project: Two Different Approaches for Contractor and Client روشی ابتکاری برای تعیین زمان‌بندی پرداختها در پروژه: دو رویکرد متفاوت برای پیمانکار و کارفرما 73 85 250 10.22060/mej.2011.250 FA فرزاد بهرامی نویسنده مسئول و کارشناس ارشد مهندسی صنایع، دانشگاه صنعتی اصفهان. قاسم مصلحی دانشیار دانشکده صنایع و سیستمها، دانشگاه صنعتی اصفهان. Journal Article 2014 03 16 In this paper, we consider the problem of simultaneously determining the amount, timing and location of progress payments in projects to maximize NPV of the cash flows. Due to the combinatorial nature of the problem, for the first time, we propose an iterative two-stage heuristics where payment scheduling is determined in the first stage ones activities are fixed, and in the second stage activities are rescheduled to improve contractor NPV by fixing the amount and location of payment scheduling. The two stages iterate up to achieve ideal solutions. In the first stage, two objects are considered; maximization of contractor NPV and maximization of client NPV. Two Meta heuristics; genetic algorithm and simulated annealing are designed and the results are compared. By standard test problems with 120 activities, whole performances of the algorithm is considered and effect of model parameters on NPV and completion time for both objective functions is measured. In addition, effect of the second stage on project feasibility and contractor improvement is considered. The result shows that the proposed algorithm is able to achieve non-dominated solutions in consequential iterations. در این مقاله، مسأله تعیین همزمان مکان، زمان و مقدار پرداخت‌ها در مسائل زمان‌بندی پروژه با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی جریان‌های نقدی پروژه مد نظر قرار گرفته است. با توجه به طبیعت پیچیده این مسأله، از یک روش ابتکاری دو مرحله‌ای تکرار شونده استفاده شده است؛ به‌طوری‌که در مرحله اول با تثبیت زمان‌بندی فعالیت‌ها، زمان‌بندی پرداخت‌ها تعیین می‌گردد؛ در مرحله دوم با تثبیت مکان و مقدار پرداخت‌ها، با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی پیمانکار، فعالیت‌ها دوباره زمان‌بندی می‌شوند. این دو مرحله تا زمان رسیدن به جواب‌های ایده‌آل تکرار می‌گردند. در مرحله‌ اول، دو رویکرد مد نظر قرار دارد؛ بیشینه کردن ارزش خالص فعلی پیمانکار و بیشینه کردن ارزش خالص فعلی کارفرما و دو الگوریتم فرا ابتکاری بر مبنای الگوریتم‌ ژنتیک و شبیه‌سازی ذوب و انجماد تدریجی طراحی و پس از تنظیم پارامترها با هم مقایسه شده‌اند. با استفاده از مسائل استاندارد 120 فعالیتی، اجرای روش به‌طور کامل بررسی و تاثیر پارامترهای مدل بر روی ارزش خالص فعلی و زمان تکمیل هر دو هدف ارائه می‌گردد. همچنین تاثیر مرحله دوم در امکان پذیر کردن پروژه‌ها و بهبود وضعیت پیمانکار بررسی و نشان داده شده است که روش پیشنهادی در تکرارهای متوالی، قادر است به جوابهایی ناچیره‌ دست یابد.

https://mej.aut.ac.ir/article_250_2b2b6c88194c6d77ddbc27cd51e86574.pdf