دانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622Detection and Evaluation of Core and Face De-bonding in Sandwich Composite Reinforced with Carbon Fibers Using Pulsed Heating Infrared Thermography Methodشناسایی و ارزیابی جدایش هسته و پوسته در مواد مرکب ساندویچی تقویت شده با الیاف کربن با استفاده از روش ترموگرافی مادون قرمز گرمایش مرحلهای401416581610.22060/mej.2025.24030.7833FAحمیدپوربافرانیآزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانابوالفضلعظیمیآزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایراناحمدرضاقاسمیآزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران0000-0002-9326-4990بهزادمسلمی ابیانهآزمایشگاه تحقیقاتی کامپوزیت و نانوکامپوزیت، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانJournal Article20250405<span style="letter-spacing: .05pt;">The de-bonding of core and face is one of the most important defects created in sandwich composite materials during their manufacture and operation. In this study, the pulsed step heating thermography method was used to identify and evaluate core and face de-bonding in carbon fiber reinforced sandwich composites with foam core. For this purpose, the de-bonding defects between the core and the face were implemented in the samples during the manufacturing process. Then, using the pulsed step heating infrared thermography method, the location and number of these defects in the samples were identified. The desired parameters of this method, such as time step and heating rate, were obtained from the finite element modeling. By comparing numerical and experimental thermographic imaging results, the best time to record infrared images is predicted to be one second after the end of heating. Numerical results showed that with increasing thermal power and heating time, the temperature difference between the damaged area and its surroundings increased. Also, the numerical results were in good agreement with the experimental results, which can demonstrate the ability to detect the core and the face de-bonding defect in sandwich composite materials reinforced with carbon fibers and foam core using the pulsed heating thermography method</span>.جدایش بین هسته و پوسته یکی از مهمترین عیوب ایجاد شده در مواد مرکب ساندویچی در حین ساخت و کارکرد آنها است. در این تحقیق از روش ترموگرافی گرمایش مرحلهای، برای شناسایی و ارزیابی جدایش هسته و پوسته در مواد مرکب ساندویچی تقویت شده با الیاف کربن و هسته فوم استفاده شدهاست. به این منظور جدایش بین هسته و پوسته در حین فرآیند ساخت، در نمونهها در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از روش ترموگرافی مادون قرمز گرمایش مرحلهای، موقعیت و تعداد این عیوب در نمونهها شناسایی گردید. پارامترهای مورد نظر این روش مانند گام زمانی و نرخ گرمایش، از مدلسازی اجزای محدود بدست آمد. با مقایسه نتایج روش المان محدود عددی و تصویر برداری ترموگرافی تجربی، بهترین زمان ثبت تصاویر مادون قرمز، یک ثانیه پس از پایان گرمایش تعیین شد. نتایج عددی نشان داد که با افزایش توان حرارتی و زمان گرمایش اختلاف دمایی ناحیه دارای آسیب با اطراف آن بیشتر است. همچنین نتایج عددی همخوانی خوبی با نتایج تجربی دارند که میتواند قابلیت تشخیص عیب جدایش هسته و پوسته در مواد مرکب ساندویچی تقویت شده با الیاف کربن و هسته فوم را با استفاده از روش ترموگرافی گرمایش مرحلهای نشان دهد.https://mej.aut.ac.ir/article_5816_ff1ced3097ccf17c1e67506cdad9ac95.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622Optimum Walking Design for Biped Robots Based on the Improved Inverted Pendulum Modelطراحی بهینه قدم زدن ربات دوپا براساس مدل بهبودیافته پاندول معکوس417452582110.22060/mej.2025.23962.7829FAعباسعظیمیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانمصطفینظریدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایرانسید مجتبیواردی کولائیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران0000-0002-7427-2127Journal Article20250301The Spring-Loaded Inverted Pendulum (SLIP) model limits the controllability and mobility of biped robots in walking due to its omission of the ankle joint. This paper proposes a new walking pattern, titled "Optimized Step Design for Biped Robots Based on an Improved Inverted Pendulum Model," known as the Variable Spring-Loaded Inverted Pendulum with Finite-sized Foot (VSLIP-FF) model. Inspired by human walking characteristics, an adaptive strategy for leg extension and contraction is proposed for step planning, effectively emulating the role of the ankle joint. Finally, we examine the position and velocity of the robot’s center of mass with the VSLIP-FF model during walking on surfaces with varying friction. This stability and adaptability are crucial for the practical use of biped robots on diverse terrains. Simulation results for the model in the stated conditions show that it maintained stability on both flat and inclined surfaces with an 8% slope, exhibiting human-like behavior and achieving longer strides in a shorter time compared to the SLIP model. Friction conditions for the model on flat surfaces were also evaluated; based on this model’s parameters, if the friction coefficient is greater than or equal to 0.047, the friction between the robot's foot contact surface and the ground is static. Otherwise, it is classified as kinetic (sliding) friction. مدل پاندول معکوس با فنر به دلیل سادهسازیهایی مانند نادیده گرفتن نقش حیاتی مچ پا، منجر به کاهش دقت در کنترل و کاهش توانایی در بازتولید حرکات طبیعی در راهرفتن رباتهای دوپا میشود. در همین راستا، این مقاله یک مدل جدید برای بهبود الگوریتم راهرفتن رباتهای دوپا معرفی میکند که با عنوان "طراحی بهینه قدمزدن ربات دوپا بر اساس مدل بهبودیافته پاندول معکوس" شناخته میشود. در این مدل، از یک پاندول معکوس با فنر متغیر و پای دارای طول محدود استفاده شده است. ویژگی مهم این مدل، شبیهسازی بهتر دینامیک واقعی راهرفتن روی سطوح مختلف مانند زمینهای مسطح و شیبدار است که در آن اثر اصطکاک در هر دو حالت ایستایی و لغزشی لحاظ شده است. برای مدلسازی حرکت، از الگوریتم ماشین حالت محدود به منظور مدیریت صحیح انتقال بین فازهای تکپا و دوپا بهره گرفته شده است. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که این مدل میتواند تعادل خود را روی سطح شیبدار با شیب 0/80 نیز حفظ کرده و رفتاری مشابه راهرفتن انسان از خود نشان دهد. همچنین این مدل قادر است گامهای بلندتری را در زمان کمتری نسبت به مدل پایه طی کند. در تحلیل اصطکاک، مشخص شد اگر ضریب اصطکاک بین پا و زمین برابر یا بیشتر از 0/047 باشد، اصطکاک ایستایی خواهد بود؛ در غیر اینصورت، اصطکاک از نوع لغزشی است.https://mej.aut.ac.ir/article_5821_926c11cc055de9b8d697b6a587d40c4d.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622Synergistic Effect of Rotating Magnetic Field and Ultrasonic Vibrations in Magnetorheological Abrasive Flow Finishingاثر همافزایی میدان مغناطیسی دوار و ارتعاشات فراصوت در پرداختکاری جریان ساینده مگنتورئولوژیکال453472582210.22060/mej.2025.24373.7862FAیحییچوپانیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه میبد، میبد، ایران.محسنخواجه زادهگروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانمحمدرضارازفرگروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایرانJournal Article20250709This study employed rotating magnetic fields and ultrasonic vibrations as an effective solution to overcome the limitations associated with the magnetorheological abrasive flow finishing (MRAFF) process. To this end, first, an industrial prototype of the MRAFF setup was designed and fabricated. After preparing the magnetorheological polishing (MRP) fluid, a rotating magnetic field was applied, and subsequently, ultrasonic vibrations were applied to the workpiece in a direction perpendicular to the fluid flow. In order to evaluate the efficiency of the proposed technique, the effect of processing time on three indices, i.e., surface roughness rate, finishing rate, and material removal rate, in aluminum alloy 2024 tubes was investigated. The results indicated that during the first 10 minutes of processing, besides a decrease observed in the surface roughness ratio, the finishing rate and material removal rate also increased; however, due to the destructive effects of abrasive particles, the continuation of the process caused a re-increase in the surface roughness. Microscopic images not only confirmed these findings but also indicated that under optimal conditions, in addition to creating a uniform surface, the proposed technique reduced the roughness of the inner surface of the tubes by 98%. As a result, this method offers a promising prospect as an efficient solution for finishing and deburring inner surfaces, especially in longer tubes.در این مطالعه، از میدان مغناطیسی دوار و ارتعاشات فراصوت بهعنوان راهحلی مؤثر برای رفع چالشهای فرآیند پرداختکاری جریان ساینده مگنتورئولوژیکال استفاده شده است. برای تحقق این هدف، ابتدا یک نمونه صنعتی از فرآیند پرداختکاری جریان ساینده مگنتورئولوژیکال طراحی و ساخته شد. پس از آمادهسازی سیال پولیشکاری مگنتورئولوژیکال، میدان مغناطیسی دوار اعمال شد و در نهایت، ارتعاشات فراصوت در جهت عمود بر جریان سیال به قطعهکار اضافه گردید. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، تأثیر زمان پردازش بر سه شاخصِ نسبت زبری سطح، نرخ پرداختکاری و نرخ برداشت ماده در لولههای آلیاژ آلومینیوم 2024 بررسی شد. نتایج نشان داد که در ۱۰ دقیقه نخست پردازش، علاوه بر کاهش نسبت زبری سطح، نرخ پرداختکاری و نرخ برداشت ماده نیز افزایش یافت؛ اما تداوم فرآیند، بهدلیل اثرات مخرب ذرات ساینده، منجر به افزایش مجدد زبری سطح شد. تصاویر میکروسکوپی نهتنها این یافتهها را تأیید کردند، بلکه آشکار ساختند که روش پیشنهادی در شرایط بهینه، علاوه بر ایجاد سطحی یکنواخت، زبری سطح داخلی لولهها را تا %98 کاهش داده است. در نتیجه، این روش بهعنوان راهکاری کارآمد برای پرداخت و پلیسهگیری سطوح داخلی، بهویژه در لولههای بلند، چشماندازی امیدبخش ارائه میدهد.https://mej.aut.ac.ir/article_5822_fd2ae8ec902471d8956fca3486031013.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622A Numerical Study on the Influence of Geometric Parameters on Tesla Valve Performance within an Automatic Recirculation Control Valve Systemبررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد شیر تسلا در سیستمهای کنترل چرخش خودکار473496582410.22060/mej.2025.24217.7851FAرفعتمحمدیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایرانارسلانرجاییگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایرانناصرمیقانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایرانJournal Article20250603In this study, the performance of a Tesla valve, integrated into Automatic Recirculation Control valves used in industrial applications, is investigated through numerical simulation. The primary objective was to analyze the influence of key geometric parameters of the valve on flow characteristics, including flow rate, pressure drop, and cavitation phenomena. The governing equations were solved using the finite volume method in ANSYS CFX, and the numerical results were validated through comparison with experimental data. The parametric study was conducted in two phases. In the first phase, under a constant pressure drop, the effects of body diameter, stage diameter, stage angle, and the number of stages on flow rate were examined. The results indicated that increasing the diameter and reducing the stage angle can enhance the flow rate by up to 45%, whereas variations in the number of stages had minimal impact on flow rate. In the second phase, the effects of the aforementioned parameters were assessed under varying pressure drops. These results also revealed a direct correlation between pressure drop and flow rate, with trends consistent with the first stage. The findings of this study provide valuable insights for the optimal and customized design of Tesla valves in Automatic Recirculation Control systems, contributing to enhanced efficiency and reduced energy losses in industrial pumping applications. <span lang="FA" style="font-family: 'B Nazanin'; font-weight: normal;">در این پژوهش، عملکرد یک نوع شیر تسلا که به عنوان بخشی از سیستمهای چرخش خودکار در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد، به روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی مطالعه، تحلیل تأثیر پارامترهای هندسی کلیدی این شیر بر مشخصههای جریان، از جمله دبی، افت فشار و پدیده کاویتاسیون میباشد. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در نرمافزار انسیس سیافایکس حل شده و صحت نتایج عددی از طریق مقایسه با دادههای تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. مطالعه پارامتری در دو مرحله انجام شد. در مرحله نخست، با در نظر گرفتن افت فشار ثابت، تأثیر قطر بدنه و مراحل، زاویه مراحل، و تعداد مراحل شیر بر میزان دبی جریان بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش قطر و کاهش زاویه مراحل میتواند موجب افزایش دبی تا 45 درصد گردد، در حالیکه تغییر تعداد مراحل تأثیر قابل توجهی بر دبی ندارد. در مرحله دوم، اثر پارامترهای مذکور در مقادیر مختلف افت فشار بررسی شد. نتایج این بخش نیز حاکی از وجود رابطه مستقیم بین افت فشار و دبی جریان و هماهنگی روند تغییرات هندسی مشابه مرحله نخست بود. بهعلاوه، توزیع فشار و تحلیل کاویتاسیون نشان داد که در ناحیه انتهایی شیر، وقوع پدیده کاویتاسیون بهدلیل افت شدید فشار اجتنابناپذیر است، با این حال تأثیر معناداری بر عملکرد کلان شیر ندارد. یافتههای این مطالعه میتواند بهعنوان مبنایی برای طراحی بهینه و سفارشی شیر تسلا در سیستمهای چرخش خودکار بهکار رود و نقش مهمی در افزایش بهرهوری و کاهش تلفات انرژی در سیستمهای پمپاژ صنعتی ایفا کند.</span>https://mej.aut.ac.ir/article_5824_b7f520a55897b35e6eb462bbf80915c6.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622Dynamic Progressive Buckling of Thin Wall Foam-Filled Conical Tubes Under Impact Loadingکمانش پیش رونده دینامیکی در لولههای مخروطی جدار نازک شیاردار حاوی فوم تحت بار ضربهای497520582610.22060/mej.2025.24158.7845FAسعیدفعلیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران0000-0003-0638-2380عرفانمخصوصگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایرانسید سجادجعفریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران0000-0002-9155-592XJournal Article20250515Energy absorbers are of particular importance today due to their extensive application in industry, and they are recognized as key elements in enhancing safety and reducing damage resulting from impact. These absorbers dissipate the impact caused by axial loads through plastic deformation and buckling. In this paper, the impact loading on foam-filled grooved conical absorbers has been investigated using analytical and numerical simulation methods. Initially, a novel analytical model for calculating the mean crushing force and the amount of energy absorption in absorbers is presented. This model is based on elastic and plastic energy absorption, which includes hinge bending and deformation between hinges. Numerical simulation of progressive dynamic crushing in these absorbers has been performed using Abaqus, and the results have been compared with the analytical model and experimental results. The aim of this comparison was to evaluate the accuracy of the analytical model in predicting the actual behavior of the absorbers. Finally, the effect of various parameters such as cone angle, number of grooves, and foam density of the absorber on the amount of energy absorption has been investigated. The results of this investigation can be a useful guide in the optimal design of this type of energy absorbers.جاذبهای انرژی به دلیل کاربرد گستره در صنعت، امروزه از اهمیت ویژهای برخوردارند و بهعنوان عناصر کلیدی در ارتقای ایمنی و کاهش خسارات ناشی از ضربه شناخته میشوند. این جاذبها با تغییر شکل پلاستیک و چروکیدگی، ضربه ناشی از بار محوری را جذب میکنند. در این مقاله، بارگذاری ضربهای در جاذبهای مخروطی شیاردار پرشده با فوم به روش تحلیلی و شبیهسازی عددی موردبررسی قرارگرفته است. ابتدا یک مدل تحلیلی جدید برای محاسبه نیروی متوسط فروریزش و میزان جذب انرژی در جاذبهای حاوی فوم ارائهشده است. این مدل بر اساس جذب انرژی الاستیک و پلاستیک که شامل خمش مفاصل و تغییر شکل بین مفاصل میباشد، ارائه شده است. شبیهسازی عددی فروریزش پیشرونده دینامیکی در این جاذبها با استفاده از نرمافزار آباکوس انجامشده و نتایج با مدل تحلیلی و نتایج تجربی مقایسه شده است. هدف از این مقایسه، ارزیابی دقت مدل تحلیلی در پیشبینی رفتار واقعی جاذبها بوده است. در نهایت، تأثیر پارامترهایی همچون زاویه مخروط، تعداد شیار و چگالی فوم جاذب بر میزان جذب انرژی بررسیشده است. نتایج این بررسی میتواند راهنمای مفیدی در طراحی بهینه این نوع جاذبهای انرژی باشد.https://mej.aut.ac.ir/article_5826_99f42c473afe0eb4bd047ae133b851fc.pdfدانشگاه صنعتی امیرکبیرنشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر2008-603257420250622Experimental and Numerical Investigation of the Effects of Metal Fibers on Heat Conduction in Phase Change Materialsبررسی تجربی و عددی تأثیر افزودن الیاف فلزی در بهبود انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده521542583010.22060/mej.2025.24293.7855FAمحمدجوزیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایرانجعفرجماعتیگروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران0000-0002-1949-6240Journal Article20250702Several methods have been proposed to enhance the thermal conductivity coefficient of phase change materials. In this study, the effect of incorporating metallic fibers on the enhancement of thermal conductivity in PCMs is investigated through both experimental and numerical approaches. The impact of fiber material, diameter, length, and volume fraction on the conductive heat transfer performance of PCMs has been investigated. Experimental results demonstrate that the addition of a small volume fraction of metallic fibers (approximately 2%) can improve the thermal conductivity of PCMs by up to four times. In two identical experimental setups, replacing steel fibers with copper fibers resulted in a 55% increase in thermal conductivity. The numerical results indicate that increasing the volume fraction of fibers from 2.35% to 3.9% leads to an improvement of more than 50% in the effective thermal conductivity. On the other hand, increasing the orientation angle of the fibers by 15 degrees relative to the direction of heat flow results in a 31% decrease in thermal conductivity. This study also presents a novel approach for evaluating the microstructure of fibrous composites and determining their effective thermal conductivity.روشهای متعددی برای ارتقاء ضریب انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده پیشنهاد شده است. در این مقاله تأثیر استفاده از الیاف فلزی برای بهبود انتقال حرارت هدایت در مواد تغییر فاز دهنده به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. در همین راستا، اثر جنس، قطر، طول و کسر حجمی الیاف فلزی در بهبود انتقال حرارت هدایت مواد تغییر فاز دهنده بررسی شده است. نتایج تجربی نشان داد که با افزودن کسر حجمی بسیار کمی الیاف فلزی (حدود دو درصد) میتوان ضریب انتقال حرارت مواد تغییر فاز دهنده را تا 4 برابر بهبود بخشید. در دو نمونهی آزمایشی یکسان، هنگامی که از الیاف مسی بجای الیاف استیل استفاده شود ضریب انتقال حرارت ماده تغییر فاز دهنده 55 درصد بهبود مییابد. نتایج شبیهسازی عددی نشان داد، با افزایش کسر حجمی الیاف از 2/35تا 3/9 درصد ضریب انتقال حرارت مؤثر بیش از 50 درصد افزایش خواهد یافت و هنگامی که زاویهی مؤثر الیاف با راستای انتقال حرارت 15 درجه افزایش مییابد، ضریب انتقال حرارت مؤثر 31 درصد کاهش مییابد. در کار حاضر یک روش جدید برای مطالعهی ریزساختار ترکیبات دوفاز فیبری و تعیین ضریب انتقال حرارت مؤثر آنها ارائه شده است.https://mej.aut.ac.ir/article_5830_e520f70ac3930490458892665cda6620.pdf