مهندسی مکانیک شریف (شریف ویژه مهندسی مکانیک)
سال:1384 | دوره:21 | شماره:29 (ویژه مهندسی مکانیک) |تعداد مقالات:10

در این نوشتار سعی شده است با استفاده از تابع گرین و تابع تبدیل برای معادله دیفرانسیل حاکم بر سیستم جرم و فنر غیر خطی با در نظرگرفتن اثرات نیروی باد، یک حل تحلیلی ارایه شود. این معادله در مدل سازی انواع سازه های فضایی، بال هواپیما و تمامی سازه هایی که در ارتفاع بالا به کار می روند و بهتر است که فونداسیون آنها به صورت فنر غیر خطی مدل شود. کاربرد بسیار زیادی دارد، به طوری که جواب معادله مذکور بیان کننده رفتار مکانیکی سیستم واقعی باشد.

هدف از ارایه این نوشتار ایجاد یک مدل برای بررسی تغییرات دما و رطوبت انباشته در داخل اتاقک خودرو تحت شرایط عملکردی است. مدل ایجاد شده برای اتاقک و سرنشینان بر اساس روش ظرفیت انباشته است. میزان تغییرات دما و رطوبت نسبی بر اساس شرایط عملکرد گذاری خودرو، مانند گرمایش ناشی از تابش مستقیم خورشید به صورت بارهای حرارتی هدایت و جا به جایی از بدنه و بار حرارتی و رطوبت ناشی از سرنشینان در نظر گرفته شده است. با استفاده از پارامترهای دما و دبی هوای خروجی حاصل از کارکرد سیستم تبرید (شرایط عملکردی) و همچنینی هندسه ی خودرو و شرایط آب و هوایی به عنوان ورودی به برنامه، مدل عددی ایجاد شده میزان دمای متوسط و رطوبت نسبی در داخل اتاقک خودرو را به عنوان خروجی مشخص می کند. به کمک تجزیه و تحلیل ظرفیت انباشته برای اجرام داخلی، رفتار گذرای دما و رطوبت انباشته در داخل اتاقک از طریق سه معادله دیفرانسیل کوپله غیر خطی مشخص می شود. مقایسه نتایج این روش با نتایج تست تونل باد بیانگر صحت مدل عددی است .

در صنعت از فرایند خم کاری شعله ای برای شکل دهی قطعه کارهای فولادی استفاده می شود. شکل دهی ورق های بزرگ و تیرها در سازه های فولادی از جمله موارد کاربرد این فرایند هستند. در اکثر موارد فرایند به صورت دستی انجام می گیرد. در این نوشتار با انجام مطالعات پارامتری، پارامترهای موثر بر فرایند خمکاری شعله ای ورق های فولادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای شبیه سازی از تحلیل های کشسانی – خمیری گرمایی فرایند استفاده می شود. با انجام شبیه سازی های عددی و به کمک تحلیل ابعادی، پس از تعیین متغیرهای ورودی و با استفاده از تحلیل رگرسیون چند تایی متغیرهای موثر شناسایی شده، بین پارامترهای گرمایش و انحنا پسماند ورق یک رابطه ارایه می شود. از رابطه به دست آمده می توان برای پیش بینی میزان تغییر شکل ورق و خودکاری فرایند استفاده کرد.

حرکت خزشی به عنوان یک مد حرکتی که در طبیعت، در برخی جانوران از جمله مارها دیده می شود. از تحلیل سینماتیکی و دینامیک خاص خود برخوردار است. ربات مار مانند که با الهام از طبیعت و حرکت خزشی مار طراحی می شود جز ربات های خزنده محسوب می شود. در این نوشتار یک ربات خزنده مار مانند با n+2 درجه آزادی مورد بررسی و تحلیل سینماتیکی و دینامیکی قرار می گیرد. از آنجا که قابلیت حرکت یک رباط خزنده بر روی سطوح ناهموار و شیب دار از اهمیت خاصی برخوردار است، در این تحقیق معادلات حرکت رباط بر روی سطوح شیب دار بررسی می شود. به منظور بررسی و تحلیل حرکت ربات، پس از طراحی یک شیب ساز نرم افزاری، و با استفاده از شبیه ساز فوق پارامترهای بهینه ی حرکتی با معیار انرژی برای حرکت رباط بر روی یک سطح ناهموار تعیین می شود. نتایج این پژوهش بیانگر ارتباط بین پارامترهای بهینه سینماتیکی و دینامیکی ربات با ناهمواری بستر حرکتی آن است که در طراحی حرکتی و کنترل ربات مورد استفاده قرار می گیرد.

در این نوشتار به بررسی مساله تماس بین یک نفوذ کننده به شکل گوه نامتقارن و یک نیم فضا پرداخته شده است. در آغاز، با استفاده از روش های تئوری الاستیسیته، معادلات حاکم بر مساله را به دست آورده و سپس با حل این معادلات، توزیع فشار و طول ناحیه های تماس را در حالت بدون اصطکاک، محاسبه شده اند. بدین ترتیب، حالت کلی تر از مسایل تماسی مورد بررسی قرار گرفته و اثرات عدم تقارن بر توزیع فشار و طول ناحیه های تماس، مشخص شده اند. در نهایت پاسخ های به دست آمده در حالت خاص با کارهای قبلی مقایسه شده و صحت آنها اثبات شده است.

در این تحقیق از روش های تجربی برای بررسی شکل گیری پاشش، زاویه پاشش و همچنین توزیع قطر و سرعت قطرات برای فشار پا شش های مختلف در یک انژکتور پیچشی استفاده شده است. این بررسی ها عکس برداری از پاشش در فشارهای مختلف، اندازه گیری زاویه پاشش، طول شکست، اندازه گیری توزیع سرعت و قطر قطرات با استفاده از PDA را شامل می شود. اندازه گیری ها با استفاده از روش PDA در سه حالت مختلف انجام شده که طی آنها میدان پاشش و تغییرات به وجود آمده در توزیع سرعت، قطر قطرات در جهت محور پاشش (جهت محوری از اریفیس) و عمود بر پاشش (جهت شعاعی از اریفیس) در فشارهای پشت متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است.

در این نوشتار برای اولین بار، جریان دو فازی گاز - مایع، همراه با اعمال مدل تلاطم K-ε غیر خطی مورد مطالعه قرار گرفته است. اسپری با سرعت بالا در محیط گازی پاشیده می شود، جریان اسپری محیط گازی را تحت تاثیر قرار داده و آن محیط را متلاطم می کند. شدت تلاطم متاثر از حرکت قطره و سرعت آن است. در این مطالعه مدل جدید تلاطمی K-ε غیر خطی سوگا مورد استفاده قرار گرفته است. مدل های درجه دو و درجه سه K-ε غیر خطی به طور همزمان بررسی شده و نتایج حاصل از ان با مدل تلاطمی K-ε استاندارد مقایسه شده است.نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که مدل K-ε غیر خطی در مناطقی از محفظه که جریان آن چرخشی باشد، به دلیل در نظر گرفتن آهنگ چرخشی، بهتر از مدل K-ε استاندارد عمل می کند و نتایج آن به نتایج تجربی نزدیکتر است.در این نوشتار، تاکید اصلی بر مقایسه بین دو مدل تلاطم K-ε استاندارد و K-ε غیر خطی، و تاثیر آنها بر میزان تبخیر و نفوذ قطرات است. نتایج نشان می دهد که توانمندی مدل K-ε غیر خطی زمانی که گرادیان سرعت در جهت های محوری و شعاعی تغییرات شدید دارد، بیش از مدل خطی است. با مدل غیر خطی می توان جریان در مجاورت مرز، گوشه های محفظه و اطراف اسپری را بهتر تحلیل کرد. همچنین د راین پژوهش نشان داده می شود که مدل های K-ε غیر خطی درجه دو و درجه سه از مدل استاندارد بهتر عمل کرده و نتایج به دست آمده از مدل K-ε غیر خطی درجه سه به نتایج تجربی نزدیک تر است.  

در این نوشتار روش های کاربردی برای تهیه ترکیبات (PbSO4.nPbO) وPbSo4.3PbO  از طریق شیمی تر و تهیه ترکیبات PbSO4.2PbO;PbSO4.PbO و PbSO44PbO از طریق روش گرمایی معرفی شده است و همچنین از کلیه ترکیبات بالا نمودار XRD تهیه شد. در تمام روش ها از این ترکیبات تصاویر میکروسکوپ الکترونی با بزرگ نمایی 200-4500 برابر تهیه شد. در قسمت دوم این نوشتار به مطالعه تجزیه گرمای ترکیب PbSO4 در مجاورت هوا و در محدوده دمایی 25-1000oC پرداخته شده است و نشان داده شد که این ترکیب در 950oC به PbO تبدیل می شود. این نتایج توسط نمودارهای XRD تایید شد.

در این مطالعه کارایی دو نوع راکتور بی هوازی، شامل UASB به عنوان فرایند رشد معلق و HAIS به عنوان فرایند رشد چسبیده، با هم مقایسه شد. آزمایشات بر روی سه راکتور در مقیاس آزمایشگاهی، شامل 2 راکتور HAIS با حجم 2 و 3.3 لیتر و 1 راکتور UASB با حجم 3.3 لیتر، انجام شد. در راکتورHAIS-PU  از گرانول پلی یورتان(PU)  با نسبت سطح به حجم (A/V) برابر 1100 m2/m3 و راکتور HAIS-PE از فوم پلی اتیلن (PE) با نسبت سطح به حجم (A/V) برابر 1350 m2/m3 استفاده شد. از گرانول های لجن تصفیه کننده فاضلاب کشتارگاه با VSS برابر45 g/l به عنون بارور کننده، و از گلوکز همراه با مواد مغذی ضروری با COD برابر 1750±250 mg/I به عنوان سوبستره استفاده شد. راهبری راکتورها در طی 320 روز در دمای 30±2 oC در سه دوره 100 روزه از بارگذاری های کمتر از 1 kgCOD/m3.d با میزان بیومس 11.5-14 kgVSS/m3 آغاز شد. به منظور پی بردن به نحوه شکل گیری بیوفیلم در اطراف دانه های بستر نگه دارنده از مقاطع مختلف راکتورهای HAIS تصویر برداری CT-Scan انجام شد.نتایج این مطالعه عملکرد مطلوب راکتور HAIS به منظور فراهم آوردن شرایط محیطی مناسب برای رشد و ماند بیومس در طول مدت زمان راه اندازی کوتاه مدت 25 روزه را تایید کرد. در دوره بهره برداری مطلوب، بارگذاری راکتورها عبارت بود ازمیزان بار گذاری آلی 13±6 gCOD/l.d و نسبت غذا به ریزاندامگان (F/M) برابر1.34±0.82 gCOD/g VSS.d در راکتور UASB، میزان بار گذاری سطحی (slR) برابر 28 ± 12gCOD.m2.d، و نسبت غذا به ریزاندامگان برابر1.72±0.77 gCOD/g VSS.d  برای راکتور HAIS-PU و میزان بار گذاری سطحی 23±14gCOD/m2.d نسبت غذا به ریزاندامگان 1.52±0.99 COD/gVSS.d برای راکتور HAIS-PE. در این بارگذاری ها، بازده حذف COD و میزان توید بیوگاز عبارت بود از: %64.3±15.2 و 1771±704 ml/d برای UASB، %63.5±17.5 و 1160±400ml/d برای HAIS-UP، و %61.6±18.6 و 1018±645 mal/d برای HAIS-PE. نتایج این بررسی نشان داد که راکتور UASB با حفظ لجن دانه بندی شده در طول مدت زمان راهبری، و همچنین با دارا بودن قسمت کارامد جدا کننده گاز – مایع (GLS)، عملکرد بهتری از راکتورهای HAIS حاوی لجن تثبیت شده و با بهره گیری از دو جمع آوری کننده بیوگاز با دو شکل مختلف: لوله سوراخ دار (HAIS-PU) و صفحه شیاردارHAIS-PE  است. در بین دو راکتور HAIS، عملکرد راکتور HAIS-PU بهتر از راکتور HAIS-PE بود. این برتری می تواند به تخلخل بیشتر بستر (ε) در راکتور HAIS-PU ( 0.42=ε) و پایین تر بودن احتمال ایجاد اتصال کوتاه هیدرولیکی نسبت به راکتور HAIS-PE (0.28 =ε) مرتبط باشد.