دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Modeling and trajectory tracking control of non-holonomic mobile robot with revolute-prismatic joints مدل‌سازی و کنترل مسیر ربات سیار غیرهولونومیک با مفاصل دورانی-کشویی 1041 1064 3875 10.22060/mej.2020.16853.6456 FA حسین میرزایی نژاد مهندسی مکانیک؛ دانشگاه شهید باهنر کرمان علی محمد شافعی مهندسی مکانیک؛ دانشگاه باهنر کرمان Journal Article 2019 07 31 One of the main topics in the field of robotics is the modeling and control of mobile robots in the trajectory tracking problem. In this paper, the kinematic and dynamic models of a manipulator connected by revolute-prismatic joints and installed in a non-holonomic wheeled mobile platform are first derived by applying the recursive Gibbs-Appell method. Indeed, by employing this dynamic methodology, one gets rid of the difficulties of Lagrange Multipliers that originate from non-holonomic constraints. Then, a nonlinear predictive approach is applied to design the kinematic and dynamic control laws to generate trajectory tracking control commands of the non-holonomic robot. In this method, the nonlinear responses of the mobile robot are predicted using the Taylor series. The optimal control laws are analytically developed by minimizing the difference between the predicted and the desired responses of the system outputs. The obtained control inputs from a multivariable kinematic controller in the first stage are then used as the desired values to be tracked by the dynamic controller. Finally, the results of numerical simulations are then presented to emphasize the ability of the proposed method in the mathematical modeling and simultaneous trajectory tracking control of the mobile base and end-effector of such complex robotic systems. مدل‌سازی و کنترل مسیر ربات‌های سیار، یکی از مباحث مطرح در رباتیک است. در این مقاله ابتدا، مدل سینماتیکی و دینامیکی یک بازوی مکانیکی با مفاصل دورانی-کشویی که روی یک پایه سیّار با چرخ‌های غیرهولونومیکی قرار دارد، به روش گیبس-اپل ارائه شده است. در واقع، مزیت استفاده از این روش دینامیکی این است که می‌توان از مشکلات ضرایب لاگرانژ که از قیود غیرهولونومیک ناشی می‌شوند، رهایی یافت. سپس از روش کنترل پیش‌بین غیرخطی برای پیدا کردن قوانین کنترل سینماتیکی و دینامیکی برای ردیابی مسیر مرجع استفاده شده است. اساس این روش، پیش‌بینی پاسخ‌های مدل غیرخطی ربات در بازه زمان پیش‌بین با استفاده از بسط سری تیلور می‌باشد. قوانین کنترلی بهینه بر اساس کمینه کردن اختلاف بین پاسخ‌های مطلوب و پیش‌بینی شده خروجی‌های سیستم، به‌صورت تحلیلی توسعه داده می‌شوند. قوانین کنترلی استخراج شده منجر به خطی‌سازی فیدبک خواهند شد. کنترل‌کننده سینماتیک سرعت‌های زاویه‌ای و خطّی مطلوب پایه سیّار و بازوهای مکانیکی را به‌دست می‌آورد. سپس، سرعت‌های مطلوب به‌دست آمده به‌عنوان مقادیر مطلوب برای طراحی کنترل‌کننده دینامیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پایان، نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی به‌منظور تأکید بر توانایی روش ارائه شده در مدل‌سازی ریاضی و کنترل ردیابی مسیر همزمان پایه سیّار و مجری نهایی نشان داده شده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3875_ccc81a97c1535f9a631b9db584a264e4.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Kinematic Modeling of a Spatial Soft Robot by an Improved Analytical Method Based on Serial Robots مدل‌سازی سینماتیکی ربات نرم فضایی به روش تحلیلی بهبودیافته مبتنی بر ربات‌های سری 1065 1080 3814 10.22060/mej.2020.17233.6543 FA سپیده اکبری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران حامد غفاری راد دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران محمد زارعی نژاد پژوهشکده فناوری‌های نو، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2019 10 17 In this paper, kinematic modeling of a soft pneumatic robot, including a combination of 3 soft actuators, with the capability of spatial positioning is presented. The proposed kinematic model in this research, unlike former methods, corresponds to the physics of robot and the main idea is modeling its configuration and movement by serial rigid robots which generate the same configuration and movement. The given kinematic model consists of forward and inverse problems and uses accurate geometrical solutions. In addition, the velocity Jacobian of soft robot has been determined by two different approaches based on rigid serial robot principles. Furthermore, the robot workspace and its configurations have been determined by considering the kinematic constraints. Modeling accuracy has been evaluated by finite element simulation and also experiments. Simulation results show the maximum error of 1.6% for the inverse kinematic model and the maximum error of forward kinematic model has been 13% in experiments due to manufacturing errors and gravity effects. These results demonstrate that the proposed model has proper accuracy for motion modeling and its control in future works. در این مقاله مدل‌سازی سینماتیکی یک ربات نرم نیوماتیکی، شامل ترکیب موازی سه عملگر نرم، با قابلیت موقعیت‌دهی فضایی مورد بررسی قرار‌ گرفته است. روش پیشنهادی بررسی سینماتیک ربات در این پژوهش، برخلاف مدل‌های پیشین، با فیزیک ربات نرم همخوانی داشته و ایده‌ی اصلی آن، مدل‌کردن شکل و حرکت ربات نرم با ربات‌های صلب سری است که شکل و حرکت مشابهی ایجاد نماید. مدل سینماتیکی ارائه‌شده شامل حالات مستقیم و معکوس بوده و از روش‌های دقیق هندسی بهره می‌برد. همچنین، ژاکوبین‌ سرعت مجری نهایی ربات نرم با دو روش‌ مختلف، مبتنی بر اصول ربات‌های سری، استخراج گردیده است. در ادامه، فضای‌کاری ربات با توجه به قیود سینماتیکی، مشخص و شکل ربات در آن فضا تعیین گردید. صحه‌گذاری مدل‌سازی جدید ارائه شده، توسط شبیه‌سازی المان محدود و همچنین آزمایش‌های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی المان محدود نشان‌دهنده‌ی حداکثر 6/1 درصد خطا برای مدل سینماتیک معکوس پیشنهادشده می‌باشد. همچنین نتایج آزمایش تجربی، بیانگر حداکثر 13 درصد خطا -با توجه به خطاهای ناشی از ساخت و تاثیرات جاذبه- برای مدل سینماتیک مستقیم است. نتایج حاصل نشان می‌دهد مدل جدید ارائه شده با توجه به ساده‌سازی ساختاری بر مبنای ربات های سری، دارای دقت مناسب برای استفاده در مدل‌سازی حرکتی و در ادامه کنترل ربات را خواهد داشت.

https://mej.aut.ac.ir/article_3814_c563c2c394023a07d56ad6b3eb09537a.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Attitude Stabilization of Quadrotor Using Adaptive Fuzzy Proportional Integral Derivative Controller پایدارسازی زاویه‌ای کوادروتور با استفاده از کنترل‌کننده فازی تطبیقی تناسبی-انتگرالی-مشتقی 1081 1094 3786 10.22060/mej.2020.16893.6468 FA حسین چهاردولی دانشکده فنی، گروه مهندسی مکانیک،دانشگاه آیت ا.. بروجردی علی قاسمی دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران سپهر فردرهنما دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال Journal Article 2019 08 13 Quadrotor is an unmanned aerial robot from multi-rotor drones group that has high maneuverability, vertical take-off, and landing and stationary flight capabilities. In the most practical applications, the quadrotor system is subjected to external disturbance forces due to wind and unbalanced weight or inertia of the payload. To maintain balance and hold the position, attitude stabilization of the quadrotor is necessary for the presence of disturbances and unbalanced forces. Using conventional controllers with constant gains is not very efficient to eliminate variable disturbances that affect quadrotor motion in different conditions. In this paper, an adaptive fuzzy proportional integral derivative controller is designed for quadrotor attitude stabilization in which controller gains are regulated continuously based on the adaptive laws and the fuzzy inference system. The performance of the proposed controller is examined in the disturbance rejection test and is compared to the conventional proportional integral derivative controller. Also, the performance of the proposed controller is approved by hardware in the loop experimental tests using a 3 degree of freedom pilot platform. The experimental results will show the effectiveness of the adaptive fuzzy proportional integral derivative controller compared with the conventional proportional integral derivative controller. کوادروتور یک ربات پرنده بدون سرنشین از دسته پهپادهای چندملخه است که قابلیت مانورپذیری بسیار بالا، نشست و برخاست عمودی و پرواز ساکن در هوا را دارا می‌باشد. با این حال، دینامیک غیرخطی و زیر‌تحریک کوادروتور نیازمند کنترل‌کننده‌های پیشرفته‌تری برای غلبه بر اغتشاش‌های خارجی، حفظ تعادل و ردیابی دقیق مسیر پرواز است. در اغلب کاربردها، سیستم دینامیکی کوادروتور در معرض نیروهای اغتشاشی ناشی از وزش باد و نامتوازنی وزن یا اینرسی ناشی از حمل بار است. برای حفظ تعادل و تثبیت موقعیت، پایدارسازی زاویه‌ای کوادروتور در حضور نیروهای اغتشاشی و نامتوازنی‌ها ضروری است. استفاده از کنترل‌کننده‌های سنتی با بهره‌های کنترلی ثابت برای حذف اغتشاش‌های متغیری که در شرایط متفاوت به سیستم دینامیکی کوادروتور وارد می‌شوند چندان کارآمد نیست. در مقاله حاضر یک کنترل‌کننده فازی تطبیقی تناسبی-انتگرالی-مشتقی برای پایدارسازی زاویه‌ای کوادروتور طراحی شده که در آن بهره‌های کنترلی بر مبنای عملکرد قانون تطبیق و سیستم فازی به طور پیوسته تنظیم می‌شوند. عملکرد کنترل‌کننده طراحی شده در شبیه‌سازی یک آزمون غلبه بر نامتوازنی وزنی بررسی و با کنترل‌کننده سنتی تناسبی-انتگرالی-مشتقی مقایسه شده است. همچنین عملکرد کنترل‌کننده طراحی شده با استفاده از یک استند آزمایشگاهی سه درجه آزادی در یک آزمون تجربی به روش سخت‌افزار در حلقه مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3786_34306d99c63613fad5b2a140398c0420.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Tracking control of quadrotors in the presence of obstacles based on potential field method کنترل تعقیب مسیر کوادروتورها در حضور موانع بر مبنای روش میدان پتانسیل 1095 1110 3901 10.22060/mej.2020.17223.6541 FA علی کیماسی خلجی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران ایمان سعادت گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران Journal Article 2019 10 16 In this paper, by introducing a robust hybrid controller using an obstacle avoidance unit based on potential functions, the trajectory tracking control of quadrotors in the presence of obstacles is discussed. Quadrotors are underactuated systems and the design of a robust tracking controller has become one of the most challenging topics in recent researches. First, dynamic modeling of a quadrotor is considered using the Newton-Euler method by considering the nonlinear terms. In the following, the system state space is represented. Then, a control method based on linear control algorithms is designed to control the outer loop and for the inner loop of the controller, the backstepping method is presented. The combination of the control methods is designed to obtain the best performance of the system in terms of convergence to the reference path, minimum steady-state errors, and transient response specifications of the system. In the following, an obstacle avoidance unit based on potential functions is designed to prevent the collision of the quadrotor with obstacles by creating a repulsive force between the system and the obstacles. Finally, trajectory tracking case studies are considered for a quadrotor in the presence of obstacles. Obtained results show the robust performance of the controller in tracking the trajectories and avoiding obstacles. در این مقاله، با معرفی یک کنترلر ترکیبی مقاوم به همراه یک واحد اجتناب از موانع مبتنی بر توابع پتانسیل به کنترل تعقیب مسیر کوادروتور در حضور موانع پرداخته شده است. کوادروتورها، سیستم‌هایی کم‌‌عملگر بوده و طراحی کنترلر تعقیب مسیر مقاوم برای آن‌‌ها به یکی از پرچالش‌‌ترین مباحث در پژوهش‌‌های اخیر تبدیل شده است. در ابتدا مدلسازی دینامیکی کوادروتور با استفاده از روش نیوتن-اویلر و با در نظر گرفتن تمامی ترم‌‌های غیرخطی آن در نظر گرفته شده و در ادامه، فضای حالت سیستم به دست آمده است. سپس یک روش کنترلی با الهام از الگوریتم‌‌های کنترل خطی برای کنترل حلقه‌‌ی بیرونی طراحی شده و برای کنترل حلقه‌‌ی داخلی کنترلر، روش کنترلی پسگام ارائه شده است. ترکیب این دو روش کنترلی به نحوی صورت گرفته که سیستم بهترین عملکرد را در تعقیب مسیرهای دلخواه از نظر همگرایی به مسیر مرجع حرکت، خطای حالت ماندگار کمینه و دیگر مشخصات پاسخ گذرای سیستم داشته باشد. در ادامه یک واحد اجتناب از موانع مبتنی بر توابع پتانسیل طراحی شده که با ایجاد نیروی دافعه بین سیستم و موانع از تصادم کوادروتور جلوگیری می‌‌کند. در انتها دو آزمایش ردیابی مسیر دایره‌‌ای و زینی شکل برای یک کوادروتور در حضور موانع در نظر گرفته شده است و نتایج حاصله، عملکرد مقاوم کنترلر را در تعقیب مسیرها و اجتناب از موانع نشان می‌‌دهد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3901_4fc848051e4459b8a6afeb210c3664ec.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Time-delay compensation for networked hardware-in-the-loop simulation of a flight control system using polynomial prediction جبران‌سازی تأخیر زمانی در شبیه‌سازی سخت افزار در حلقه تحت شبکه سیستم کنترل پرواز با استفاده از روش پیش‌بینی چندجمله‌ای 1111 1124 3922 10.22060/mej.2020.17283.6562 FA مصطفی نصیری گلپایگان*مهندسی مکانیک Journal Article 2019 10 26 Hardware-in-the-loop simulation is an effective approach for testing the electronic controller of a closed-loop control system within a computer-based real-time simulation of the rest of the system. In this paper, the pitch attitude hold mode controller of an aircraft vehicle is tested using hardware-in-the-loop simulation. A computer is used for real-time simulation of flight, and an electronic board is employed for controller implementation. The controller and the simulator are connected using a network protocol. The hardware-in-the-loop simulation can achieve unstable behavior or inaccurate results due to the time-delay of network connection. The maximum allowable delay bound in networked connection is derived using the method of delayed differential equations. The sufficient conditions for the stability of linear time-delay systems are given. The proof makes use of Lyapunov–Krasovskii functional and the condition is expressed in term of linear matrix inequalities. Therefore, a polynomial-based predictor is designed for the time-delay compensation of network connection. The consistency of the experimental real-time simulation and off-line simulation shows the applicability of the presented method for mitigating the effect of time-delay in the networked hardware-in-the-loop simulation. Also, the uncertainty of the model due to stability and control derivatives are considered for analyzing the stability of the networked hardware-in-the-loop simulation. شبیه‌سازی سخت‌افزار در حلقه روشی برای تست سخت‌افزار کنترل‌کننده یک سیستم کنترل حلقه بسته به صورت واقعی در کنار شبیه‌سازی نرم‌افزاری بقیه اجزای سیستم است. در این مقاله به شبیه‌سازی سخت افزار در حلقه سیستم کنترل زاویه فراز یک هواپیما پرداخته می‌شود. این سیستم شامل یک کامپیوتر برای شبیه‌سازی زمان- واقعی پرواز و یک بورد الکترونیکی به عنوان سیستم کنترل پرواز است که با پروتکل شبکه به هم متصل شده‌اند. تأخیر زمانی ناشی از اتصال کامپیوتر شبیه‌سازی پرواز و سخت‌افزار در سیستم حلقه بسته می‌تواند باعث کاهش عملکرد سیستم و یا حتی ناپایداری شود. برای جبران‌سازی و اثر تأخیر زمانی در عملکرد سیستم، از روش پیش‌بینی چندجمله‌ای استفاده شده است. با استفاده از این روش پیش‌بینی، نتایج شبیه‌سازی سخت افزار در حلقه با نتایج شبیه‌سازی کامپیوتری بدون تأخیر زمانی مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی سخت‌افزار در حلقه بیانگر عملکرد مناسب پیش‌بینی کننده چندجمله‌ای در جبران اثر تأخیر زمانی ایجاد شده است. همچنین عدم قطعیت در مدل هواپیما که ناشی از مشتقات پایداری و کنترل است در تأخیر زمانی بحرانی، بررسی شده است و بعضی از مشتقات پایداری و کنترل هواپیما که تأثیر بیشتری بر تأخیر زمانی بحرانی در شبیه‌سازی سخت‌افزار در حلقه تحت شبکه دارند، بدست آمده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3922_d90e5b6628b4291225cba0bdc643c295.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Control of the Amount of Oncolytic Virus Injection by Considering Time Delay کنترل میزان تزریق ویروس آنکولیتیک با در نظر گرفتن تاخیر زمانی 1125 1136 3877 10.22060/mej.2020.17294.6566 FA فاطمه رحیمی گروه مهندسی مکانیک، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران یوسف بازرگان لاری گروه مهندسی مکانیک، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران Journal Article 2019 10 30 Oncolytic viral therapy is a new promising strategy against cancer. Oncolytic viruses can replicate in cancer cells rather than in normal cells, leading to lysis of the tumor mass and stimulate the immune system. During cancer viral therapy, there is a time delay from the initial virus infection of the tumor cells up to the time those infected cells reach the stage of being able to infect other cells. It is important to understand how the delay affects cancer viral therapy. For this purpose, a mathematical model is introduced to identify this delay. To analyze the effects of delay on virus therapy, the model was reconstructed by adding both virus therapy and immunotherapy control. Finally, using a numerical simulation, a fuzzy parallel distributed compensation controller was designed for the first time. Numerical results showed that with proper control, the tumor cell population decreased to below 10% over time. It is also observed that the use of a delay-independent stability criterion for the design of the parallel distributed compensation controller has reduced the sensitivity of the system response to increasing time delay to an acceptable level. Since the studied system is introduced only in one reference and only the optimal controller is applied, the comparison shows the superiority and power of the designed fuzzy parallel distributed compensation controller. ویروس‌درمانی آنکولیتیک یک استراتژی نوید دهنده جدید علیه سرطان است. ویروس‌های آنکولیتیک می‌توانند در سلول‌های سرطانی و نه در سلول‌های طبیعی تکثیر شوند، که منجر به لیز توده تومور و تحریک سیستم ایمنی می‌شود. حین ویروس‌درمانی، یک تاخیر زمانی از زمانی که سرایت ویروسی اولیه در سلول‌ تومور اتفاق افتاده تا زمانی که این سلول‌های آلوده به مرحله‌ای برسند که قادر به آلوده کردن سایر سلول‌های تومور باشند، وجود دارد. دانستن تاثیر این تاخیر بر ویروس‌درمانی سرطان مهم است. بدین منظور یک مدل ریاضی برای شناخت این تاخیر معرفی شده‌ است. برای تحلیل اثرات تاخیر در ویروس‌درمانی، مدل با افزودن دو کنترل ویروس‌درمانی و ایمن‌درمانی بازسازی شد. در نهایت، با استفاده از شبیه‌سازی عددی، برای نخستین بار طراحی و استفاده از یک کنترل‌کننده جبران‌ساز توزیع شده موازی فازی انجام شد. نتایج عددی نشان داد با اعمال کنترل مناسب، با گذشت زمان، کاهش جمعیت سلول‌های توموری به زیر ۱۰ درصد رخ می‌دهد. همچنین مشاهده می‌شود استفاده از معیار پایداری مستقل از تاخیر برای طراحی کنترل‌کننده جبران‌ساز توزیع شده موازی حساسیت پاسخ سیستم به افزایش تاخیر زمانی را تا حد قابل قبولی کاهش داده است. از آنجا که سیستم مورد مطالعه فقط در یکی از مراجع معرفی و تنها کنترل‌کننده بهینه بر آن اعمال شده است، مقایسه صورت گرفته، برتری و قدرت کنترل‌کننده طراحی شده را نشان می‌دهد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3877_8d9a6e908ed2b731fb96151d9bb94d49.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Nonlinear Electro-aero-elastic Vibration Analysis of a Nanocomposite Laminated Trapezoidal Actuator تحلیل ارتعاشات غیر‌خطی الکتروآیروالاستیکی یک عملگر لایه‌ای نانو‌کامپوزیت 1137 1158 3911 10.22060/mej.2020.17292.6564 FA مرضیه نوروزی دانشجوی دکتری فیروز بختیاری نژاد صنعتی امیرکبیر Journal Article 2019 11 03 The nonlinear vibration behaviors of a cantilevered piezoelectric carbon nanotube-reinforced composite trapezoidal plate as an actuator in micro air vehicles are considered in this article. The assumption of the uniformly distributed single-walled carbon nanotubes along the thickness is taken into consideration. The plate is exposed to subsonic airflow which is modeled by linear potential flow theory and subjected to combined parametric and external excitations. The large deflection von Karman plate assumptions are applied to derive the governing equations of the motion of the laminated trapezoidal plate by using Hamilton’s principle. Galerkin’s approach combined with proper transformation is formulated and utilized to transform the geometry of the trapezoidal plate into a rectangular computational domain. The nonlinear two-degrees-of-freedom ordinary differential equations with cubic nonlinearities in the case of 1:3 internal resonance and primary resonance are solved by using the multiple scales method. The frequency-response and time-response curves are obtained to analyze the nonlinear dynamic behavior of the plate and study the effects of different parameters such as the amplitudes and frequencies of the excitations and aerodynamic pressure on the nonlinear vibration and dynamic stability of the thin laminated plate. As a result, a complex softening nonlinearity is observed in frequency-response curves. دینامیک غیر‌خطی و رفتارهای ارتعاشی یک صفحه‌ی ذوزنقه‌ای یکسرگیردار، با یک لایه‌ی نانوکامپوزیت و دو لایه پیزوالکتریک، در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. این صفحه که به عنوان یک عملگر در ریز‌پرنده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، در معرض جریان مادون‌صوت بوده که با کمک نظریه جریان پتانسیل خطی مدل گردیده و تحت تحریک‌های الکتریکی و نیروی خارجی قرار دارد. لایه میانی صفحه توسط نانو‌لوله‌های‌کربنی که به صورت یکنواختی در سرتاسر ضخامت صفحه توزیع شده‌اند، تقویت شده است. معادلات غیر‌خطی صفحه با فرض جابجایی‌های بزرگ ون‌کارمن و با کمک اصل همیلتون استخراج شده و طی نگاشتی، هندسه‌ی صفحه ذوزنقه‌ای از حوزه فیزیکی به حوزه محاسباتی مستطیلی انتقال می‌یابد. همچنین با استفاده از روش گلرکین معادلات دیفرانسیل با دو درجه آزادی و جزء‌های غیر‌خطی مرتبه سه استخراج می‌شود. معادلات با بکارگیری روش مقیاس‌های چندگانه و در حالت تشدید همزمان اولیه و داخلی 1:3 حل گردیدند. در ادامه منحنی‌های پاسخ فرکانسی و زمانی بدست آورده شد و اثرات پارامتر‌های مختلف مانند فشار آیرودینامیک، دامنه‌ی بار‌های عرضی و ولتاژ الکتریکی بر ارتعاشات غیر‌خطی صفحه نازک مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج بدست‌آمده در منحنی پاسخ فرکانسی، رفتار نرم‌شوندگی غیرخطی پیچیده‌ای با دو قله در مد بالاتر مشاهده می‌شود.

https://mej.aut.ac.ir/article_3911_1bf50aaf147b3b0ddd26a820d2ed394d.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Free vibration of axially functionally graded nanobeam with an attached mass based on nonlocal strain gradient theory via new ADM numerical method بررسی ارتعاشات آزاد یک نانو تیر مدرج هدفمند طولی به همراه جرم متمرکز با استفاده از روش عددی جدید توسعه تقریبی و تئوری غیرموضعی گرادیان کرنشی 1159 1178 3830 10.22060/mej.2020.17013.6495 FA محمدرضا اقبالی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0002-2330-1952 سیدامیرحسین حسینی گروه صنایع، مکانیک و هوافضا، دانشگاه فنی و مهندسی بوئین زهرا، بوئین زهرا، قزوین، ایران امید رحمانی دانشیار گروه مهندسی مکانیک معاون پژوهشی دانشکده مهندسی دانشگاه زنجان 0000-0001-5439-2837 Journal Article 2019 09 06 The purpose of this paper is to study the free vibrations along a longitudinal line of a targeted graded nano beam with an attached mass based on the theory of nonlocal strain gradient theory using the asymptotic development method. nowadays due to the importance and usage of nano structures, investigation and recognition of their mechanical and mechanical properties seem necessary. Due to its small size and behavior depending on its size and the inability of classical theories to predict dependant mechanical behaviors, non-classical theories have been used. The governing equations and boundary condition relations of targeted graded nano beam with five boundary conditions simplesimple, clamped-free, clamped-clamped, clampedsimple, and clamped-attached mass have derived by using Hamiltonian principle. Then differential equation is solved analytically to obtain the frequency equations for the five boundary conditions. In the following, dimensionless frequencies by using the solving zero and the first order of numerical asymptotic development method have derived. Advantage of this method is simplicity, noncomplex mathematical relations and proper coding execution time. Eventually, the effect of nonlocal parameters, material length scale, type of material, the ratio of length to thickness, and mode number on free vibration nano beam has been investigated. در این مقاله هدف، مطالعه ارتعاشات آزاد طولی یک نانو تیر مدرج هدفمند به همراه جرم متمرکز براساس تئوری غیرموضعی گرادیان کرنشی با استفاده از روش عددی توسعه تقریبی می‌باشد. امروزه با توجه به اهمیت و کاربرد روز افزون نانو سازه‌ها، بررسی و شناخت خصوصیات مکانیکی و ارتعاشی آن‌ها ضروری به نظر می‌رسد. به دلیل ابعاد کوچک سازه و رفتار وابسته به اندازه آن و عدم توانایی تئوری‌های کلاسیک در پیش‌بینی رفتارهای مکانیکی وابسته به اندازه، از تئوری‌های غیرکلاسیک استفاده گردیده است. معادلات حاکم و روابط شرایط مرزی با استفاده از اصل همیلتون استخراج گردیده و برای نانو تیر مدرج هدفمند با پنج شرط مرزی لولا-لولا، گیردار-آزاد، گیردار-گیردار، گیردار-لولا و گیردار-جرم متمرکز ارائه شده است. سپس، معادله دیفرانسیل به صورت تحلیلی حل گردیده است تا معادله‌های فرکانس برای پنج شرط مرزی به دست آیند. در ادامه با استفاده از روش عددی توسعه تقریبی و با حل مرتبه صفر و مرتبه یک، فرکانس‌های بی‌بعد استخراج گردیده است. مزایای استفاده از این روش سادگی روابط و زمان اجرا مناسب در کدنویسی می‌باشد. در نهایت تاثیر پارامترهایی مانند پارامتر غیرموضعی، مقیاس طول ماده، تاثیر نوع تغییر ماده و نسبت طول به ضخامت بر روی ارتعاشات آزاد نانو تیر بررسی شده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3830_fcde14913c766cf307c75059e0e89af5.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 The effect of accuracy of the length scale parameter on natural frequencies of porous rectangular microplate تاثیر دقت پارامتر مقیاس طول بر فرکانس های طبیعی میکرو ورق مستطیلی متخلخل مرتعش 1179 1196 3823 10.22060/mej.2020.17112.6513 FA علی بخششی گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران حسین مهبادی گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0002-8080-5364 Journal Article 2019 09 26 The length-scale parameter as a primary factor has an important role in the approximation of natural frequencies of micro-structures. Applying the exact length scale parameters which are recently determined by researchers, natural frequencies of porous microstructures are determined. Since the assumption of constant length-scale parameter leads to deviation of natural frequencies from their exact value, this research applies a length scale parameter which is a function of plate thickness and material. To model the porous structure of the microplate, various porous models including evenly porosity mode, unevenly symmetric porosity model, and unevenly asymmetric porosity model are employed. The microplate is assumed to be thin, and classical plate theory is utilized to approximate the displacement field of the microplate. The modified couple stress theory is used to capture the microstructural behavior of the microplate. The trial functions which satisfy the boundary conditions are taken as the polynomial form. Evaluating the energy values of the system, the Rayleigh-Ritz method is employed to solve the governing equations of the system. The results obtained in the present work are validated with data given in the literature search. A parameter study is performed to study the effects of various parameters on the natural frequency of the microplate. پارامتر مقیاس طول به عنوان یک فاکتور اساسی نقش مهمی در تقریب مقادیر فرکانس طبیعی میکروساختارها ایفا می‌کند. در این پژوهش با استفاده از پارامترهای مقیاس طول دقیق که اخیرا توسط پژوهشگران در مقیاس آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده است، فرکانس‌های طبیعی میکروورق‌های متخلخل محاسبه شده است. با توجه به اینکه ثابت فرض‌نمودن پارامتر مقیاس طول باعث انحراف مقادیر فرکانس طبیعی از مقدار دقیق آن می‌شود، در این تحقیق مقادیر پارامتر مقیاس طول، تابعی از جنس ماده و ضخامت ورق در نظر گرفته شده است. به منظور مدلسازی ساختار مختلخل ورق، از مدل‌های تخلخل پیشنهادی شامل مدل تخلخل یکنواخت، مدل تخلخل غیریکنواخت متقارن و مدل تخلخل غیریکنواخت نامتقارن استفاده شده است. میکروورق نازک درنظرگرفته‌شده و میدان جابجایی بر اساس فرضیات صفحات نازک درنظرگرفته‌شده است. برای تقریب رفتار ورق در ساختار میکرو، مدل غیرکلاسیک تنش کوپل اصلاح‌شده بکار گرفته شده است. توابع حدس به فرم چندجمله‌ای برای ارضا شرایط مرزی مختلف ارائه شده است. حل معادلات پس از محاسبه مقادیر انرژی سیستم به روش عددی رایلی- ریتز انجام گرفته است، و پس از بررسی صحت روند حل انجام شده به وسیله اعتبار سنجی نتایج با مراجع معتبر، تاثیر پارامترهای مختلف ورق در قالب جداول و منحنی بر فرکانس طبیعی سازه مورد ارزیابی قرار گرفته است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3823_bca382c81484983f2d437f97d1e141f3.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Investigation of the effect of longitudinal grading of material on vibrations of axially moving systems مطالعه تأثیر گرادیان طولی مواد بر ارتعاشات سیستم‌های متحرک محوری 1197 1210 3863 10.22060/mej.2020.17295.6567 FA علی فروغی مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران مهران صفرپور مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران اکبر علی بیگلو مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Journal Article 2019 10 30 For the first time, vibrations of the axially graded Rayleigh moving beams are studied. It is supposed that the material characteristics of the system change linearly or exponentially in a longitudinal direction continuously. By using the Galerkin method and eigenvalue problem, the natural frequencies and divergence of the system are computed numerically. Also, the analytical relations are extracted for the critical velocity of the system. Essential contours of velocity and stability maps are investigated for different distributions of material. As indicated, exponential and linear changes lead to more stable operation in the variable state of density and elastic modulus, respectively. Also, the results showed that increasing the elastic modulus gradient parameter or decreasing the density gradient parameter results in an increase in the natural frequency of the system and a development in stability. Hence, alteration in the density and elastic modulus gradient parameters has a different role in the dynamic behavior of the system. The results of this study can be useful for designing and optimizing high-speed non-homogeneous axial movable structures. برای اولین بار، ارتعاشات و پایداری تیرهای رایلی متحرک مدرج محوری با هدف بهبود کارایی سیستم‌های متحرک عبوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه مقایسه‌ای مفصل برای روشن‌کردن اثر پارامترهای مختلف مانند درجه‌بندی محوری مواد و اینرسی دورانی بر مرزهای پایداری تیرهای رایلی و اویلر- برنولی انجام شده است. فرض شده است که مشخصات مادی سیستم به‌طور پیوسته در راستای طولی به‌صورت خطی یا نمایی تغییر می‌کنند. روش گسسته‌سازی گالرکین و همچنین مسئله مقدار ویژه به‌کاربرده شده‌اند تا فرکانس‌های طبیعی، پیکربندی دینامیکی، آستانه‌های ناپایداری فلاتر و دایورژانس سیستم محاسبه شوند. همچنین روابط تحلیلی برای سرعت بحرانی سیستم به‌دست‌آمده‌اند. نقشه‌های پایداری و کانتورهای سرعت بحرانی برحسب توزیع‌های مختلف مورد آزمون قرارگفته‌اند. ضمنا نشان داده شد که در حالت چگالی و مدول الاستیک متغیر، به ترتیب تغییرات نمایی و خطی منجر به سیستم پایدارتر می‌شوند. همچنین نتایج نشان دادند که کاهش پارامتر گرادیان چگالی و یا افزایش پارامتر گرادیان مدول الاستیک، فرکانس طبیعی سیستم را افزایش می‌دهد و محدوده‌های پایداری را گسترش می‌دهد، بنابراین تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک، نقش‌های متضاد در رفتار دینامیکی سیستم دارند. نتایج پژوهش حاضر برای طراحی و بهینه‌سازی سازه‌های متحرک محوری غیرهمگن سرعت بالا می‌تواند مفید باشد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3863_c4d2ce3f3ebb5393a77c33c0cd95dc93.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Finite element modeling of shape memory alloy stent insertion in the vessel with consideration of vessel damage مدلسازی اجزا محدود جایگذاری استنت آلیاژ حافظه‌دار در رگ با درنظرگرفتن آسیب وارد به رگ 1211 1222 3739 10.22060/mej.2019.16697.6423 FA فاطمه روحانی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران محمدرضا ذاکرزاده دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران مصطفی باغانی دانشگاه تهران-مهندسی مکانیک Journal Article 2019 07 05 One of the common methods to resolve artery stenosis is the insertion of a shape memory alloy stent in the artery. The use of shape memory alloys in the manufacturing of self-expandable stent has expanded because of the superelastic behavior of this alloy. In this paper, we simulated a shape memory alloy stent insertion in an artery to explore stress and damage effects arising from the stent insertion on the artery by using ABAQUS software. To simulate the mechanical behavior of artery, we considered the effect of the inelastic arterial properties (stress softening and recoverable inelastic deformation) that activated under supraphysiological loading in the stenting process, and to simulate stent behavior, the Souza model is used. These two models were applied in ABAQUS by UMAT codes. By using the damage model, the amount of damage in the artery, which is one of the factors of restenosis, is investigated. Also, in this paper, we have used real diseased artery geometry, which was specified from high-resolution magnetic resonance images, therefore the analysis is more in line with reality and it is possible to determine the location of the maximum stress and damage in the artery. یکی از روش‌های درمان‌گرفتگی رگ، جایگذاری استنت خوداتساع در رگ می‌باشد،استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار در ساخت استنت خوداتساع به دلیل خواص سوپرالاستیک این آلیاژ گسترش یافته است. در این مقاله با جایگذاری استنت آلیاژی حافظه‌دار در رگ، به بررسی میزان تنش و آسیب وارد به رگ توسط استنت در نرم‌افزار آباکوس پرداخته شده است. به منظور شبیه‌سازی رفتار رگ در این کار خواص غیرالاستیک رگ، که شامل نرم‌شدگی و تغییر شکل پایدار رگ می‌باشد، در نظر گرفته شده و به منظور شبیه‌سازی رفتار استنت از مدل ساختاری سوزا استفاده شده است. با استفاده از مدل آسیب که در این مقاله در نظر گرفته شده است میزان آسیب ایجادشده در رگ، که یکی از عوامل گرفتگی مجدد رگ است، بررسی شده است. در صورت استفاده از مدل هایپرالاستیک و بدون درنظرگرفتن آسیب ایجادشده در بافت رگ، بعد از برداشتن استنت تنش و کرنشی در رگ باقی نمی‌ماند و این نتیجه موجب خطا در پیش‌بینی رفتار رگ بعد از استنت‌گذاری می‌گردد. هم‌چنین در این مقاله از رگ با هندسه‌ی واقعی استفاده شده است، بدین وسیله تحلیل مطابقت بیشتری با واقعیت دارد و امکان تعیین نقاط بیشینه تنش و آسیب در رگ فراهم شده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3739_20885c72ca35d75619d6a378edea9f76.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Prediction of femoral fracture pattern using finite element analysis of dual-energy X-ray absorptiometry -based model پیش‌بینی محل شکستگی استخوان ران با استفاده از تحلیل المان محدود مدل حاصل از تصاویر دستگاه سنجش تراکم استخوان 1223 1236 3752 10.22060/mej.2019.16816.6450 FA زینب محمدی مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس فاطمه السادات علوی اندراجمی تربیت مدرس-مهندسی مکانیک Journal Article 2019 07 26 Osteoporotic bone fracture is a significant public health problem. Therefore, it has attracted several physicians' and biomedical researchers' attention. The main objective of this study is to predict hip fracture location under various loading conditions. The use of bone densitometry in clinics to evaluate and predict osteoporosis has been expanded. Therefore, in this research, finite element analysis is carried out using models based on images and reports of dual-energy X-ray absorptiometry system to predict the femoral fracture pattern. Initially, the finite element models were created based on the bone mineral density reported in four distinct regions including neck, greater trochanter, inter trochanter, and total hip. To improve the accuracy of predictions, the pixel by pixel bone mineral density map was extracted based on the raw data of the HOLOGIC bone densitometry device. Linear finite element analysis was performed using the maximum risk factor, which has been defined based on the ratio of the strain energy density to the yield strain energy density, and thus the location of femoral fractures was determined based on the location of critical elements. The results demonstrate that using the non-homogeneous distribution of bone mineral density in a finite element analysis of the 2D models based on dual-energy X-ray absorptiometry can be considered as a useful tool for predicting the location of the bone fracture. شکستگی استخوانی ناشی از پوکی استخوان، یکی از مشکلات اصلی سلامت عمومی است به همین دلیل، این موضوع توجه بسیاری از پزشکان و محققان زیست پزشکی را به خود جلب کرده است. در همین راستا هدف اصلی از این مطالعه، پیش‌بینی محل شکستگی استخوان ران تحت شرایط بارگذاری مختلف می‌باشد.امروزه استفاده از دستگاه‌های سنجش تراکم استخوان در کلینیک‌ها برای ارزیابی و پیش‌بینی پوکی استخوان گسترش‌یافته است. ازاین رو در این پژوهش تحلیل‌های المان محدود با به‌کارگیری مدل‌هایی بر مبنای تصاویر و گزارش دستگاه جذب‌سنجی دوگانه اشعه ایکس برای پیش‌بینی الگوی شکستگی انجام گردیده است. مدل‌های المان محدود در ابتدا بر مبنای تراکم مواد معدنی گزارش‌شده درچهارناحیه مشخص شامل گردن، تروکانتر بزرگ، تروکانتر میانی و کل استخوان ران مدل تهیه شد. پس‌ از آن به ‌منظور بهبود دقت پیش‌بینی‌های انجام‌شده، نقشه تراکم مواد معدنی استخوانی به ‌صورت پیکسل به پیکسل با توجه به داده‌های خام دستگاه سنجش تراکم استخوان هولوژیک استخراج گردید. تحلیل‌های خطی المان محدود با استفاده از معیار حداکثر فاکتور خطر تعریف‌شده براساس نرخ چگالی انرژی کرنشی به چگالی انرژی کرنشی نهایی انجام شد و بدین ترتیب محل المان‌های بحرانی به ‌عنوان محل شکستگی استخوان ران مشخص گردید. نتایج به‌‌دست‌آمده حاکی از آن است که استفاده از توزیع غیر همگن تراکم مواد معدنی استخوانی در تحلیل المان محدود مدل‌های دوبعدی مبتنی بر روش جذب‌سنجی دوگانه اشعه ایکس می‌تواند به‌ عنوان یک ابزار کارآمد جهت پیش‌بینی محل بروز شکستگی استخوان محسوب گردد. .

https://mej.aut.ac.ir/article_3752_48df7b8e8d586a55cf3e7054a4c85b30.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Investigation of the mechanical properties of multilayer graphene helicoids with different geometric characteristics using molecular dynamics simulation بررسی خواص مکانیکی گرافن‌های مارپیچ چندلایه با مشخصات هندسی متفاوت با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی 1237 1250 3816 10.22060/mej.2020.16923.6473 FA امین نجفی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه امام حسین (ع)، نهران سیدمهدی طاهری کارشناس ارشد، مهدسیمکانیک، دانشگاه تهران رضا باصفا دانشجو کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران Journal Article 2019 08 16 Graphene helicoid is a man-made spiral structure that has recently been created with the advent of nanotechnology inspired by nature. In this study, the mechanical properties of multi-layer graphene helicoid with different geometric characteristics are studied using molecular dynamics simulation and the relationship between several layers, geometric properties, and mechanical properties of nanoparticles are investigated. The results show that the unique geometric properties of these nanoparticles produce interesting mechanical properties that are highly dependent on their structure. The stages of the tensile behavior of these nanoparticles are altered by increasing the number of layers corresponding to the geometric characteristics of the nanoparticles. One of the most important characteristics of these nanoparticles is their high stretchability, even for some specimens, up to 3000%, which, with the addition of a layer to their structure, decreases sharply. The results also indicate a strong increase in force in the small strain range with the onset of the stretching process due to the strong Van der Waals forces between the adjacent layers. The spring constant for these nanoparticles is calculated in this initial area of the tensile test and, decreases with the addition of the layers. Identifying the properties of multilayered graphene helicoid can lead to an increase in their efficiency and their optimal performance in nanoscale devices and even improve multiscale performance. گرافن مارپیچ از‌جمله ساختارهای مارپیچی‌شکل دست‌ساز بشر است که اخیراً با پیشرفت نانوتکنولوژی و با الهام از طبیعت ایجاد شده است. در این تحقیق به بررسی خواص مکانیکی گرافن‌های مارپیچ چندلایه با مشخصات هندسی متفاوت با استفاده از روش دینامیک مولکولی پرداخته می‌شود و ارتباط بین تعداد لایه‌ها، مشخصات هندسی و خواص مکانیکی نانوذرات بررسی می‌شود. نتایج نشان داده‌اند که ویژگی‌های هندسی منحصر به‌فرد این نانوذرات موجب بروز خواص مکانیکی جالبی می‌شود که به‌شدت به ساختار ‌‌آن‌ها وابسته است. به‌گونه‌ای که با افزایش تعداد لایه‌ها متناسب با مشخصه‌های هندسی نانوذرات، مراحل رفتار کششی ‌‌آن‌ها تغییر می‌کند. ازجمله مهم‌ترین ویژگی‌های این نانوذرات کش‌پذیری شدید ‌‌آن‌ها حتی برای برخی نمونه‌ها تا حدود ۳۰۰۰٪ است که با افزوده‌شدن یک‌لایه به ساختار ‌‌آن‌ها به‌شدت کاهش می‌یابد. همچنین، نتایج بیانگر افزایش شدید نیرو در محدوده کرنشی کوچک، همزمان با شروع فرآیند کشش هستند که به‌دلیل نیروهای واندروالس قوی بین‌لایه‌ها است. ثابت فنر برای این نانوذرات در این ناحیه اولیه آزمون کشش محاسبه شده است و با افزوده‌شدن لایه‌ها مقدار آن کاهش می‌یابد. شناسایی خواص گرافن‌های مارپیچ چندلایه می‌تواند منجربه افزایش کارایی ‌‌آن‌ها و عملکرد بهینه‌شان در ادوات نانومقیاس و حتی بهبود کارایی‌های چندمقیاسی‌شان شود.

https://mej.aut.ac.ir/article_3816_c911241d00294e8bb714eee2e83fa475.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Plastic Deformation of Reinforced Aluminum Plates with Polyurea Coating under Impulsive Loading تغییرشکل پلاستیک ورق‌های آلومینیومی تقویت‌شده با روکش پلی‌اوره تحت بار دفعی: بررسی تجربی و مدل‌سازی با شبکه‌ی عصبی 1251 1268 3864 10.22060/mej.2020.17127.6515 FA توحید میرزابابای مستوفی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوان کی، گرمسار، ایران 0000-0002-0460-8799 مصطفی سیاح بادخور گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوانکی مهساسادات میر علینقی استادیار گروه شیمی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ورامین- پیشوا، ورامین، ایران هاشم بابایی گیلان*مهندسی مکانیک Journal Article 2019 09 29 A single-stage gas detonation apparatus was used for the free forming of metallic-polymeric structures. In the experimental section, to improve the performance of aluminum plates under gas mixture detonation loading, a layer of polyurea material was sprayed onto the back surface of the metallic plate. To investigate the effect of the thickness of the metallic and polymeric layers on the dynamic response of the structure, aluminum plates with different thicknesses of 1, 1.5, 2, and 2.5 mm, as well as polyurea coatings with different thicknesses of 3, 4, 5 and 6 mm, were used. Experimental results showed that spraying the polyurea coating onto the back surface of aluminum plates can significantly reduce the maximum permanent deflection of the structure and also prevent the rupture of the aluminum specimens. In the numerical modeling section, the group method of data handling neural network was used to present a mathematical model based on dimensionless numbers to predict the maximum permanent deflection of metallic-polymeric structures under impulsive loading. To increase the prediction capability of the proposed neural network for this process, the experimental data were divided into two training and prediction sets. The results showed that good agreement between the proposed model and the corresponding experimental results is obtained and all data points are within the ±10% error range. از سامانه تک‌مرحله‌ای انفجار مخلوط گاز برای شکل‌دهی آزاد ساختارهای فلز - پلیمر استفاده شده است. در بخش تجربی، به منظور بهبود عملکرد ورق‌های آلومینیومی در برابر بار ضربه‌ای حاصل از انفجار مخلوط گاز، لایه‌ای از ماده پلی‌اوره به پشت ورق فلزی پاشیده شد. به‌ منظور بررسی اثر ضخامت لایه‌های فلزی و پلیمری بر پاسخ دینامیکی سازه، از ورق آلومینیومی در ضخامت‌های 1، 5/1، 2 و 5/2 میلی‌متر و همچنین روکش پلی‌اوره در ضخامت‌های 3، 4، 5 و 6 میلی‌متر استفاده شده است. نتایج تجربی نشان داد که پاشش ماده پلی‌اوره به پشت ورق آلومینیومی می‌تواند بیشترین خیز دائمی سازه را تا میزان بسیار چشم‌گیری کاهش داده و از پارگی نمونه‌های آلومینیومی جلوگیری کند. در بخش مدل‌سازی عددی، از شبکه عصبی از نوع دسته‌بندی گروهی داده‌ها برای ارائه یک مدل ریاضی بر مبنای اعداد بی‌بعد جهت پیش‌بینی بیشترین خیز دائمی ساختارهای فلز - پلیمر تحت بار دفعی استفاده شد. به‌ منظور افزایش قابلیت پیش‌بینی شبکه عصبی پیشنهادی برای این فرآیند، داده‌ها به دو دسته آموزش و پیش‌بینی تقسیم ‌شدند نتایج بدست‌آمده نشان داد که توافق خوبی بین مدل ارائه‌شده با مقادیر تجربی برقرار است به‌طوری‌که تمامی نقاط در محدوده خطای کمتر از10% قرار گرفتند.

https://mej.aut.ac.ir/article_3864_4f8bc5ac1dc2b49434efe9e72f183de8.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Laser Cladding of TiC/316LSS and Analysis of Input Parameters using Response Surface Method پوشش‌دهی لیزری تیتانیوم کارباید/ فولاد زنگ نزن 316 کم‌کربن به کمک روش سطح پاسخ 1269 1286 3931 10.22060/mej.2020.13586.5701 FA مریم فریدزاده دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران محمدحسین صادقی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران عارف مومنی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. Journal Article 2017 11 21 Laser cladding is an effective modification surface approach resulting in a surface with appropriate mechanical characteristics like high wear resistance, high resistance from oxidation in high temperature, suitable hardness, and high corrosion resistance. The effective parameters in this process include the power laser, relative laser speed, the type of coating material, the focal length of the laser, the diameter of the laser spot, the pulse width, etc. Here, the first three cases are considered to find optimum parameters to create proper cladding layer with excellent mechanical properties with high hardness and minimum porosity, dilution, and crack. In this research, the cladding of composite powder of TiC/316LSS with certain volume percentages (TiC/316LSS) 5, 10, 15 on steel 316LSS by using laser type Nd:YAG is investigated. Output parameters include the value of porosity in cladding, the value of transverse crack, and the value of dilution of cladding. With designing experiments and analyzing output results by using response surface method , the effect of input parameters on the quality of cladding surface is investigated. Besides, by obtaining the optimized value of input parameters for creating cladding surface with the lowest value of porosity and crack, cladding surface with hardness of 660 HV 0.1 is achieved, which is 4 times harder than substratum with hardness of 150 HV 0.1. پوشش‌دهی لیزری یکی از روش‌های اصلاح سطحی است که لیزر به عنوان منبع حرارتی موجب ذوب ماده‌ روی سطح قطعه می‌گردد. با توجه به موضعی‌بودن حرارت ایجادشده و به تبع آن کم‌شدن اعوجاج، کوچک‌بودن ناحیه متاثر از حرارت و استحکام مناسب زیرلایه با پوشش این روش کاربرد فراوانی دارد. پارامترهای موثر در این فرآیند شامل توان لیزر، سرعت روبشی لیزر، نوع ماده پوششی‌، فاصله کانونی لیزر، قطر لکه لیزر، عرض پالس و.. می‌باشد که در اینجا سه مورد اول مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. با انتخاب پارامترهای ورودی مناسب منجر به ایجاد سطحی با خواص مکانیکی مطلوب از جمله بالابودن مقاومت سایشی، مقاومت خوردگی، مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا و سختی مناسب همراه با کمترین عیوبی مثل تخلخل، ترک می‌گردد. خروجی‌های فرآیند در اینجا شامل تخلخل، میزان ترک‌های عرضی و رقیق‌شدگی پوشش است. رویه سطح پاسخ به عنوان روشی جهت تحلیل خروجی‌های فرآیند پوشش‌دهی پودر کامپوزیتی تیتانیوم کارباید/ فولاد زنگ نزن 316 کم‌کربن روی فولاد زنگ‌نزن 316 کم‌کربن بکارگرفته شد. در نهایت با یافتن مقادیر بهینه پارامتر‌های ورودی با استفاده از نرم‌افزار آماری مینی‌تب سطحی با کمترین میزان تخلخل، ترک عرضی و رقیق‌شدگی مناسب ایجاد می‌گردد. پوشش نهایی دارای کمترین عیوب با سختی 606 ویکرز 1/0 که نسبت به زیرلایه با سختی 150 ویکرز 1/0 حدود چهار برابر افزایش یافته است، می‌باشد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3931_acff1af62d0f91f4be73f4857552d70c.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Process modeling of force behavior in the automatic bovine cortical bone milling process using adaptive neuro-fuzzy inference system مدل‌سازی رفتار نیرو در فرآیند فرزکاری اتوماتیک استخوان کورتیکال گاو با استفاده از سیستم عصبی- فازی تطبیقی 1287 1306 3824 10.22060/mej.2020.16766.6436 FA وحید طهماسبی صنعتی اراک-مهندسی مکانیک امیرحسین ربیعی مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک مهدی صفری دانشگاه صنعتی اراک*مکانیک Journal Article 2019 07 16 In this article, an adaptive neuro-fuzzy inference system is utilized to model the effect of important parameters in the cortical bone milling process including the rotational speed, feed rate, depth of cut and tool diameter to predict the cutting forces. To model the process force behavior, experimental tests are conducted on the fresh cow femur. Next, the results of performed experiments are used to train and test the inference system. In this model, the most influential parameters of automatic cortical bone milling process including the rotational speed, feed rate, tool diameter and depth of cut are taken as the input parameters, while the cutting forces in the feed direction, normal to the feed direction and normal to the bone surface as well as the resultant force are considered as the output. To this aim, the adaptive neuro-fuzzy inference system relies on 75% of the trained laboratory data and the remaining 25% to test the model validation. The accuracy of the obtained model is investigated using different diagrams and numerous statistical criteria. The results indicate that the adaptive neuro-fuzzy network has shown a successful performance in predicting the cutting forces of cortical bone milling process. در این مقاله، یک سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی برای مدل‌سازی اثر پارامترهای مهم در فرزکاری استخوان کورتیکال شامل سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی، عمق برش و قطر ابزار برای پیش‌بینی نیروهای برش مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور مدلسازی رفتار نیروی فرآیند، آزمایش‌های تجربی بر روی استخوان تازه ران گاو صورت پذیرفته است. سپس از نتایج آزمایش‌های انجام‌شده برای آموزش و تست سیستم استنتاج، بهره گرفته شده است. در این مدل مهمترین پارامترهای فرزکاری اتوماتیک استخوان کورتیکال شامل سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی، قطر ابزار و عمق برش به عنوان پارامترهای ورودی و نیروهای برش در سه جهت پیشروی، عمود بر پیشروی و عمود بر سطح استخوان و همچنین نیروی برآیند به عنوان خروجی در نظر گرفته شده‌اند. در این راستا، سیستم استنتاج عصبی- فازی تطبیقی بر مبنای 75 درصد از داده‌‌های آزمایشگاهی آموزش داده شده و از 25 درصد داده‌‌های باقیمانده به منظور تست درستی مدل بدست‌آمده استفاده شده است. دقت مدل بدست‌آورده‌شده با استفاده از نمودارهای مختلف و همچنین معیارهای آماری متعددی بررسی شده است. از نتایج بدست‌آمده مشخص می‌شود که شبکه عصبی-فازی تطبیقی در پیش‌بینی نیروهای برش در فرآیند سوراخکاری استخوان کورتیکال بسیار موفق عمل کرده‌است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3824_67974233917cea0e42a49a2fb7eb4cf4.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Analysis of Forming Limit of Sheet Metals Considering Vertex Localized Necking and Ductile Damage Criterion آنالیز حد شکل‌پذیری ورق‌های فلزی براساس پدیده گلویی موضعی ورتکس و معیار آسیب نرم 1307 1320 3762 10.22060/mej.2020.16870.6457 FA فرید حسینی منسوب دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشگاهی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران علی باستی گیلان*مهندسی مکانیک ابوالفضل درویزه دانشگاه گیلان*مکانیک اصغر زاجکانی عضو هیئت علمی و مدیر گروه مکانیک دانشگاه بین المللی امام خمینی Journal Article 2019 08 03 In the present paper, a predictive strain-rate-dependent model of localized necking is developed by using a modified Vertex theory. A novel ductile damage-based criterion is proposed to control the necking parameters including on stress triaxiality, strain hardening exponent, and Lode parameters. As a characterization parameter, elastic modulus is eventually chosen to measure the ductile damage during the process of plastic deforming. Furthermore, a vectorized user-defined material subroutine is developed to finite element simulation by ABAQUS software, according to original formulations, to create a linkage between related essential models. A typical strain rate-dependent metal is selected to validate the modified Vertex theory. To examine the accuracy of the results from the present simulated study, the applicability is considered to compare with the experimental results. Tests of forming are also performed for steel 13 and steel 14 sheets to measure forming limit diagram. It should be noted that the simulated forming limit diagrams are in good agreement with the experimental data. However, this correlation at low strain rates is better than high strain rates. However, this increase will be infinitesimal for the lower strain rates as compared to the higher ones. در این مقاله یک روش عددی برای مدلی که توانایی بیان حد شکل‌پذیری ورق‌های فولادی را بر اساس نرخ کرنش، گلویی‌شدن موضعی و آسیب نرم را داشته باشد ارائه شده است. با کاربرد معادله توانی کرنش سختی فلزات که وابسته به نرخ کرنش می‌باشد در تئوری ورتکس، ضمن اینکه پدیده گلویی‌شدن موضعی را می‌توان بررسی کرد اثر نرخ کرنش را نیز می‌توان لحاظ نمود. هدف دیگر این مقاله آنالیز حد شکل‌پذیری ورق‌های فولادی بر اساس معیار آسیب نرم وابسته به حالت تنش است. نتایج مدل عددی ارائه‌شده در زیربرنامه نرم افزار المان محدود آباکوس با نتایج آزمایشگاهی در ورق‌های فولادی ساده کربنی رده 13 و 14 برای اعتبارسنجی مقایسه گردید و مشخص شد که این مدل عددی دارای دقت بسیار بالایی می‌باشد. همچنین بر اساس این نتایج، نمودارهای حد شکل‌دهی ورق‌های فولادی وابسته به نرخ کرنش می‌باشد. به طوری که با افزایش نرخ کرنش سطح نمودارهای حد شکل‌دهی افزایش یافته و این افزایش سطح در نرخ کرنش‌های بالا نسبت به نرخ کرنش‌های پایین قابل‌ملاحظه می‌باشد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3762_9332c513ef44b682e9347822c2e457ac.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Condition monitoring of defective single lap adhesive joint using carbon nanotubes پایش وضعیت اتصالات چسبی تک‌لبه معیوب با استفاده از نانولوله‌های کربنی 1321 1330 3687 10.22060/mej.2019.16939.6479 FA امید سام دلیری دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران محمدرضا فراهانی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0001-5515-4283 Journal Article 2019 08 19 Adhesive joints have been employing in engineering structures such as marine, aerospace, automotive, oil, and gas industry. Since the joints are the weakest part of engineering structures, the fracture possibility in the adhesive joint is high. Therefore, structural health monitoring of adhesive joint is an important issue. The aim of this paper was condition monitoring of damage in the single lap adhesive joint by multiwall carbon nanotubes. This work is carried out by recording the electrical resistance change during the mechanical loading. This damage propagation is observed as a crack extension in the adhesive joint. Firstly, carbon nanotubes with 9 wt.% are dispersed in an epoxy resin by an ultrasonic device. Then, the hardener is added to the nono-adhesive. The obtained material is immediately poured into a single lap adhesive joint mold. The defective adhesive joints were manufactured with circular and square defects in different sizes i.e. 10%, 30%, and 70% overlap area. The specimen is subjected to a tensile test and electrical resistance changes are recorded during the shear load. The results showed that the maximum value of relative resistance change is occurring in the adhesive joint comprises of square defect with 30% overlap area of defect. In this situation, the crack was propagated in nano-adhesive and a small part of a crack was extended from the defect boundary. اتصالات چسبی در سازه‌های مهندسی بویژه درصنایع دریایی، هوافضا، خودروسازی، نفت و گاز به‌کار می‌روند. با توجه به اینکه اتصال ضعیف‌ترین بخش یک سازه مهندسی محسوب می‌شود، احتمال شکست از محل اتصال چسبی بالا است. بنابراین، پایش وضعیت اتصال چسبی از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. هدف از این مقاله، پایش وضعیت آسیب در اتصال چسبی تک لبه با استفاده از نانولوله‌های کربنی چند جداره است. این کار با روش ثبت تغییرات مقاومت الکتریکی طی بارگذاری مکانیکی انجام شده است. این انتشار آسیب به صورت انتشار ترک در اتصال چسبی مشاهده شده است. در ابتدا نانولوله‌های کربنی با 9 درصد وزنی با استفاده از دستگاه آلتراسونیک درون رزین اپوکسی پراکنده شدند. پس از اضافه‌نمودن سخت‌کننده، ماده بدست‌آمده بلافاصله درون قالب اتصال چسبی تک‌لبه ریخته شد. اتصال چسبی معیوب با سطح عیب %10، %30 و %70 و با عیب‌های دایره‌ای و مربعی ساخته شد. این نمونه‌ها تحت آزمون کشش، قرارگرفته و پاسخ مقاومت الکتریکی آن تحت بارگذاری برشی ثبت شد. نتایج نشان داد که بیشترین تغییرات کلی مقاومت در نمونه اتصال چسبی با اندازه عیب 30 درصد مربعی اتفاق افتاده و بخش زیادی از پیشرفت آسیب به صورت انتشار ترک در چسب رسانا مشاهده شد. نتایج بدست‌آمده نشان داد که زمانی که بخش بزرگی از ترک درون چسب و بخش اندکی از آن در مرز عیب رشد می‌کند، بیشترین تغییرات کلی مقاومت مشاهده می‌شود.

https://mej.aut.ac.ir/article_3687_6754e06e46dfa419d5afe3c9781cecad.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Experimental and Numerical Looseness Detection and Assessment in Flanged Joints Using Vibro-Acoustic Modulation Method تتشخیص تجربی و عددی شل‌شدگی اتصالات پیچی فلنجی به کمک روش مدولاسیون ویبروآکوستیک 1331 1344 3755 10.22060/mej.2020.17014.6500 FA سید مجید یادآور نیک روش - دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران مسعود گودرزی مهندسی مکانیک و انرژی، پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. Journal Article 2019 09 10 Flanged joints’ looseness is among the common causes for the failure of industrial structures with flanged joints the timely detection of which can prevent the imposition of heavy financial losses and in some cases injuries. There are conventional methods for detecting this fault and each of them has its drawbacks. For instance, torque control methods have a high error of measurement, impedance-based measurement methods; have high expenses, and vibration or ultrasonic methods lack accuracy due to the use of linear phenomena in fault detection. Vibro-Acoustic modulation method is one of the nonlinear fault detection methods that can detect and assess looseness of flanged joints with high precision through the measurement of the intensity of the vibrational and ultrasonic signals modulation applied to the structure. This paper was an attempt to investigate the efficiency of the Vibro-Acoustic modulation method in the detection and evaluation of flanged joints numerically and experimentally. For this, a laboratory sample composed of two pipes connected with flanged joints is employed. It is revealed that this method can detect bolt looseness with 12.5% precision. Besides, the effect of parameters such as ultrasonic and vibrational frequency, the amplitude of applied torque, sensors and actuators position, as well as excessive increase of torque have been examined and the method precision in the studied structure has been estimated. پیچ‌ها اتصالاتی موقتی و پرکاربرد هستند که اگرچه به واسطه ویژگی‌های مثبت فراوان، در اغلب سازه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ اما به واسطه ماهیت عملکردی‌شان همواره در معرض خرابی و متعاقباً، آسیب‌رسانی به سازه یا تجهیز می‌باشند. از علل رایج خرابی سازه‌های صنعتی دارای اتصالات پیچی، شل‌شدگی پیچ‌ها می‌باشد که تشخیص به‌موقع آن می‌تواند سبب پیشگیری از تحمیل هزینه‌های سنگین مالی و بعضاً جانی گردد. روش‌های مرسوم تشخیص این عیب، معایب مختلفی دارند، به عنوان مثال روش‌های کنترل گشتاور اغلب دارای خطای بالا بوده، روش‌های مبتنی بر اندازه‌گیری امپدانس هزینه‌هایی بالا به همراه داشته و روش‌های ارتعاشی یا اولتراسونیک نیز به واسطه استفاده از پدیده‌هایی خطی در تشخیص خرابی، از دقت بالایی برخوردار نمی‌باشند. روش مدولاسیون ویبروآکوستیک یکی از روش‌هایی است که به کمک اندازه‌گیری شدت مدولاسیون سیگنال‌های ارتعاشی و اولتراسونیک اعمال‌شده به سازه، می‌تواند با دقت بسیار بالایی به تشخیص و ارزیابی شل‌شدگی اتصالات پیچی بپردازد. در این مقاله، با ساخت نمونه‌ی آزمایشگاهی یک پایه برج یک توربین بادی، کارایی روش در تحلیلی تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است و نشان داده شده است که این روش قادر به تشخیص وجود شل‌شدگی با دقتی 5/12 درصدی می‌باشد. علاوه بر این، تأثیر پارامترهایی همچون؛ فرکانس تحریک اولتراسونیک و ارتعاشی، محل قرارگیری حسگر و عملگر، شدت گشتاور اعمال‌شده به پیچ‌ها، تأثیر افزایش بیش از حد گشتاور بررسی‌شده و دقت روش در سازه‌ی مدنظر تخمین زده شده است.

https://mej.aut.ac.ir/article_3755_cd3bbc2d7ca1bbdc055acf58609e6c24.pdf

دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 53 شماره 2 (Special Issue) 2021 04 21 Experimental investigation of the infeed method and machining parameters on the tool wear during thread milling بررسی تجربی اثر روش‌های عمق‌دهی رزوه‌زنی و پارامترهای ماشینکاری بر روی سایش ابزار در فرزکاری رزوه 1345 1356 3850 10.22060/mej.2020.17105.6512 FA حمید غوغا کارشناس ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد، ایران سید علی موسوی 2- استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد، ایران مسعود فرحناکیان 3- استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف‌آباد، ایران Journal Article 2019 09 23 Thread has been considered a widely used technology in industries. Thread milling is suggested as an alternative process of tapping. Thread milling includes a small tool that follows a helical path. This process includes significant advantages such as threading holes with different diameters using a specific tool. One of the important issues in machining is tool wear. In thread milling, effective parameters on the tool wear include tool angles and geometry, infeed method, feed, and tool rotational speed. Tool wear and infeed method in thread milling have not been addressed in recent investigations. Hence, this research studies the infeed methods and effective parameters of the machining process on the tool wear during thread milling. Experimental results showed that increasing feed from 0.2 to 0.4 mm/rev led to 30% to 40% larger values of flank wear. Also, the variation of rotational speed from 500 to 900 rpm increased the flank wear about 50% to 60%. Two cases of incremental and modified flank infeed were employed. Considering different rotational speeds, the incremental infeed method increased the tool life about 100%, while the modified flank infeed method achieved 300% higher tool life. During the incremental infeed method, the tool-workpiece engagement area was distributed between two curring edges and reduced adhesion and diffusion mechanisms of tool wear, which finally resulted in significant tool life. رزوه از جمله تکنولوژی‌هایی است که به صورت گسترده در صنعت به‌کار‌می‌رود. فرزکاری رزوه به عنوان یکی از روش‌های جایگزین قلاویزکاری پیشنهاد می‌شود. در این روش یک ابزار با قطر کوچکتر با حرکت در یک مسیر مارپیچ (هلیکال) عمل رزوه‌زنی را انجام می‌دهد. پارامترهای موثر بر سایش ابزار در این نوع رزوه‌زنی عبارتند از زوایا و هندسه ابزار، روش‌های عمق‌دهی در رزوه‌زنی، پیشروی و سرعت چرخش ابزار می‌باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی روش‌های عمق‌دهی در رزوه‌زنی و تاثیر پارامتر‌های ماشینکاری بر سایش ابزار در فرزکاری رزوه می‌باشد. نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که با افزایش میزان پیشروی از مقدار 2/0 تا 4/0 میلیمتر بر دور، سایش سطح آزاد ابزار بطور میانگین حدود 30 تا 40 درصد افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش سرعت دورانی از 500 تا 900 دور بر دقیقه، سایش سطح آزاد ابزار حدود 50 تا 60 درصد افزایش می‌یابد. روش عمق‌دهی افزایشی در سرعت دورانی‌های مختلف بطور میانگین حدود 300 درصد و روش عمق‌دهی جناحی 28 درجه، بطور میانگین حدود 100 درصد عمر ابزار را نسبت به استراتژی مستقیم افزایش‌می‌دهد. در روش عمق‌دهی افزایشی نه‌تنها کاهش درگیری لبه ابزار و قطعه‌کار باعث کاهش سایش ابزار می‌شود، بلکه دیگر مکانیسم‌های سایش همچون چسبندگی و نفوذ نیز کاهش‌می‌یابد.

https://mej.aut.ac.ir/article_3850_f550e0ba9e1c4e8bb4a5ed0ac23a952d.pdf