مهندسی مکانیک شریف (شریف ویژه مهندسی مکانیک)
سال:1384 | دوره:21 | شماره:31 (ویژه مهندسی مکانیک) |تعداد مقالات:8

واگن ها یا لوکوموتیوها به وسیله بوژی با ریل ارتباط دارند. یک بوژی با محور ها، سیستم تعلیق و ساز و کارهای مناسب عامل حرکت قطار است و وزن سازه را به ریل منتقل می کند. در سال های اخیر سایش شدید چرخ ها توجه بسیاری را جلب کرده است. پروفیل چرخ یک عامل بسیار مهم در ایمنی و رفتار دینامیکی بوژی و قطار است. در این نوشتار سه نوع پروفیل S1002، SZD و پروفیلی با سایش در تاج، بر روی ریل استاندارد UIC60 با شیب 1.40 در نظر گرفته شده و پس از تحلیل پروفیل ها با مدل سازی یک نوع بوژی MD36، تاثیر پروفیل چرخ در پایداری، رفتار بوژی و سایش چرخ معرفی شده است. همچنین هانتینگ (Hunting) بوژی معرفی شده و تاثیر سه نوع پروفیل در پایداری بوژی بررسی شده است. با در نظر گرفتن مسیر زیگزاگی با شعاع انحنای 200 m و با ناهنجاری اتفاقی، تاثیر این سه نوع پروفیل در رفتار سازه همچون راحتی سفر، خروج ا زخط، نیروی وارد بر سیستم تعلیق و سایش ارایه شده است. در انتها سه نوع پروفیل مقایسه شده و بر تاثیر بسیار شدید پروفیل چرخ در سایش رفتار دینامیکی بوژی تاکید شده است. لزوم تحقیق بر روی پروفیل بهینه با جامع نگری، مورد تاکید قرار گرفته است. همچنین بر لزوم بازدید سایش تاج چرخ تاکید شده است.

در این تحقیق با استفاده از یک برنامه ی رایانه ای، میدان جریان و احتراق ناشی از مخلوط سوخت و هوا که سرعت چرخشی دارند از طریق حل معادلات جریان، انرژی و اجزا محاسبه شده اند. برای مدل سازی تنش های آشفته از فرضیه بوزینسک توسعه داده شده در جریان چرخشی استفاد شده است. جریان مغشوش توسط مدل RNG κ-ε مدل سازی شده و احتراق توسط دو مدل معروف آرنیوس دو مولکولی و شکست گردابه (EBU) شبیه سازی شده است. هر دو نرخ واکنش به دست آمده از این دو مدل با یکدیگر مقایسه می شوند و کوچک ترین آنها – از نظر قدر مطلق – به عنوان نرخ کنترل موثر در محاسبات استفاده می شود. روش عددی به کار رفته در این تحقیق حجم محدود است. نتایج حاصله از شبیه سازی عددی اتاق احتراق با نتایج تجربی موجود برای توزیع سرعت و توزیع درجه حرارت مقایسه شده است. این مقایسه نشانگر تطبیق قابل قبولی بین نتایج عددی و تجربی است. در این تحقیق با متغیر قرار دادن خواص سیال نتایج بهتری به دست آمد. نتایج نشان می دهند که وجود دو عامل چرخش و احتراق، هر دو باعث کوتاه تر شدن ناحیه بازگشتی جریان می شوند. نتایج به دست آمده از مدل κ-ε استاندارد نیز طول ناحیه ی بازگشت کوتاه تری را، نسبت به آنچه از مدل RNG κ-ε به دست می آید، پیش بینی می کند.

از آنجا که اندازه گیری ارتعاشات ابزاری کلیدی در بسیاری از زمینه های پژوهشی است، روش های مختلفی برای ثبت و تحلیل ارتعاشات یک سیستم ابداع و پیاده سازی شده اند. روش های مرسوم مثل شتاب سنجی، که اندازه گیری را با روش های تماسی انجام می دهند در اندازه گیری ارتعاشات بدن انسان دارای محدودیت هایی بوده و در نحوه نصب روی بدن انسان خظای ساختاری دارند. در این نوشتار، مراحل عملی اندازه گیری ارتعاشات و تحلیل داده ها با استفاده از روش تصویر بردرای، و با رویکرد خاص به اندازه گیری ارتعاشات واداشته بدن انسان در راستای قائم بیان شده است. در مقایسه روش تصویربرداری با روش شتاب سنجی در اندازه گیری ارتعاشات باید گفت، حساسیت روش تصویر برداری به نویز بسیار کمتر از روش شتاب سنجی بوده و در این روش اندازه گیری ها به صورت نامحسوس و بدون تماس با موضوع آزمایش انجام می شود و با توجه به کاربرد روش های مبتنی بر تصویر برداری در آزمایشگاه بیومکانیک، استفاده از این روش در اندازه گیری ارتعاشات هزینه های سخت افزاری را به میزان قابل توجهی کاهش داده است.

این نوشتار روند طراحی و ساخت یک ربات امدادگر با نام «سدرا» را ارایه می دهد که از ساز و کار میگو شکل بهبود یافته استفاده می کند. همچنین ضمن طرح نیازها و مشخصه های یک ربات امدادگر، بهبودها و پیشرفت های این ربات نسبت به نمونه های قبلی آن مورد بررسی قرار می گیرد. کلیه بخش های سیستم شامل مکانیک، برق، کامپیوتر و رابط کاربر توضیح داده می شوند و نهایتا با یک آزمایش امداد، کارایی سیستم اندازه گیری می شود و در مورد آن بحث می شود.

برای مطالعه رفتار آیرودینامیکی هواپیماهای جنگنده در حال انجام مانور نوسانی، مدل استاندارد یک هواپیمای جنگنده موسوم به SDM را در تونل باد مافوق صوت دانشگاه امام حسین (ع) مورد آزمایش های استاتیکی و دینامیکی قرار داده ایم. این آزمایشات در اعداد ماخ 0.4 و 0.6 و 1.5 به ترتیب متناظر با اعداد رینولدز 0.84 و 1.26 و 3.15×107 بر واحد طول، فرکانس نوسانی 1.25، 2.77 و 6 هرتز و محدوده زوایای حمله استاتیک صفر تا 14 درجه انجام گرفته اند. در این آزمایشات، رفتار آیرودینامیکی مدل SDM در دو مانور نوسانی مختلف پیچشی وعمودی مورد بررسی قرار گرفته و نیروها و گشتاورهای استاتیکی و دینامیکی و نیز مشتقات پایداری دینامیکی در هر دو حالت نوسانی ارایه شده است. مقایسه ی نتایج به دست آمده با نتایج آزمایش های مشابه در مراکز معتبر تحقیقاتی در خارج از کشور نشان می دهد که آزمایش های کنونی از دقت قابل قبولی برخوردارند. لازم به ذکر است که راه اندازی امکان انجام آزمایش های دینامیکی در محدوده تراکم پذیر برای اولین بار در کشور انجام شده و به طراحی و تحلیل عملکرد انواع موشک ها و هواپیماهای جنگنده در داخل کشور کمک شایانی خواهد کرد. همچنین علاوه بر تهیه یک بانک اطلاعاتی نسبتا گسترده از رفتار آیرودینامیکی و وضعیت پایداری مدل مورد آزمایش، نرم افزار تهیه شده برای اخذ، پردازش و تحلیل نتایج نیز از دستاوردهای ارزشمند این پروژه محسوب می شود.

در این نوشتار، طراحی یک سکو با هدف کمینه سازی زمان غیر کاری دنبال شده است. در این مورد، مولفه شتاب قائم، بیشترین تاثیر را دارد و لذا دست یابی به طرحی با رفتاری  شتاب قائم حداقل، مطلوب است. در این بحث، نیروی وارده از سوی امواج منظم خطی، با بهره گیری از نظریه امواج خطی و معادله ی موریسون و صرف نظر از تاثیرات بازتاب امواج محاسبه شده است. به این ترتیب، کلیه پاسخ های سکو به کمک نرم افزار مدل سازی سکو استخراج شده و نهایتا در مرحله پایانی، با به کارگیری روش الگوریتم ژنتیک، طرح بهینه سازی سکو تعیین شده و پاسخ های نهایی، با اطلاعات موجود مقایسه و مورد تحلیل قرار گرفته است.

ترمیم چسبی ترک های موجود در سازه هواپیما به وسیله وصله مواد مرکب به دلیل مقاومت زیاد، وزن کم، سهولت و سرعت انجام کار، در دو دهه اخیر کاربرد زیادی پیدا کرده است. در این نوشتار با تحلیل دو بعدی یک ترمیم چسبی نامتقارن در یک صفحه آلومینیومی با ترک مرکزی که امتداد آن عمود بر جهت الیاف وصله و امتداد بار است، به روش اجزا محدود، به جست و جستجوی شکل بهینه وصله با ضخامت ثابت پرداخته می شود. برای این منظور، وصله با حجم ثابت در اشکال مستطیل، بیضی، و شش ضلعی با ابعاد متغیر مدل شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که شش ضلعی شکل مناسبی برای وصله در ترمیم نامتقارن است.