دانشکده فنی دانشگاه تهران
سال:1382 | دوره:37 | شماره:3 (پیاپی 81) |تعداد مقالات:14

در این مقاله روش نیمه لاگرانژی نیمه ضمنی برای حل معادلات آب کم عمق در مختصات کارتزین به کار برده شده است. برای حل معادلات آب کم عمق از شبکه C - آراکاوا استفاده شده است. روش نیمه لاگرانژی که به صورت نیمه ضمنی به معادلات آب کم عمق اعمال می شود به صورت نامشروط پایدار است، بنابر این یکی از مشکلات روش های اویلری که کوچک بودن گام زمانی می باشد با به کاربردن این روش مرتفع می شود دقت روش نیمه لاگرانژی - نیمه ضمنی با دقت میان یابی های انجام شده در این روش تعیین می شود، در اینجا از میانیابی درجه سوم که یکی از روش های دقیق میان یابی است، استفاده شده است. ضحت این روش به وسیله حل کانال آب یک بعدی در مقایسه باحل تحلیلی مشخصه ها مورد تایید قرار گرفته است. همچنین این روش در حالت دو بعدی به یک جریان کانال هوا که دارای شرایط مرزی دوره ای در مرزهای شرقی و غربی و شرایط مرزی سخت در مرزهای شمالی و جنوبی است، اعمال شده است. این روش در حالت یک بعدی و دو بعدی به لحاظ پایستگی کمیت هایی مانند انرژی کل، آنستروفی و عمق متوسط اشاره بسیار خوب عمل می کند.

در این مقاله حل عددی شکل پایستار معادلات آب کم عمق در صفحه بتا با استفاده از روش فشرده مرتبه چهارم ارائه می شود. معادلات آب کم عمق در واقع بیان کننده حرکت یک جو یا اقیانوس یک لایه ای همراه با تقویب هیدوستاتیک می باشند، که در آنها فرض می شود چگالی ثابت است و علاوه بر آن جو را خشک و هر دو را بدون اصطکاک فرض می کنند. برای گسسته سازی زمانی معادلات از شکل دلتای روش بیم و وارمینگ که نسبت به روابط پایه ای این روش از مزایای بیشتری برخوردار است، استفاده می شود. در ادامه پس از خطی سازی، معادلات حاصل با استفاده از روش ADI در دو راستای محورهای مختصات شکسته می شوند. سپس برای گسسته سازی مکانی معادلات ار روش فشرده مرتبه چهارم استفاده می شود. به دلیل به وجود آمدن خطای دگرنامیدن ناشی از اندرکنش جمله های غیر خطی موجود در معادلات با استفاده از اضافه نمودن عبارت های اتلافی به معادلات می توان بر این خطا غلبه نمود. آزمایش های عددی انجام گرفته نشان می دهند که نتایج بهتر برای غلبه بر این خطا هنگامی به دست می آیند که از یک پالاینده در طول مراحل انتگرال گیری به صورت متناوب استفاده شود. کمیت های ناوردای مدل مانند انستروفی و انرژی کل در طول انتگرال گیری عددی از معادلات به خوبی پایستگی خویش را حفظ می نمایند، این مطالب موید این حقیقت است که ماهیت غیر خطی معادلات با استفاده از روش عددی به کار رفته به خوبی مدل شده است. اعتبار حل عددی ارائه شده با مقایسه جواب های حاصل با نتایج محققان قبلی سنجیده می شود. نتایج پاره ای از آزمایش های عددی به منظور نشان دادن دقت بالاتر روش فشرده در مقایسه با روش های متداوول نیز ارائه می شود.

تحلیل فرآیند های آهنگری به کمک روش حد بالای اجزایی برای حل مسائل پیچیده آهنگری با قالب بسته بسیار مناسب است .تحلیل فرایند با تقسیم سطح قطعه با المانهای استاندارد ازپیش تعیین شده و میدان های سرعت معین کلی مربوط به آنها با استفاده از تئوری حد بالا انجام گرفت. با استفاده تئوری ارائه شده هر دو دسته مسائل کرنش مسطح و تقارن محوری حل شده اند و مثالهائی برای هر دو ارائه شده است. برای حالت کرنش مسطح از المان های مستطیلی و ذورنقه ای شکل و برای مسائل محور متقارن از المان های رینگی با مقاطع مثلثی و مربع شکل استفاده شده است. میدان های سرعت برای هر المان شکل کلی استانداردی دارند که با بکارگیری آنها در کنار هم می توان شکل خاص میدان سرعت را برای هر مسئله بدست آورد. در این مقاله میدان های سرعت المانها با بهینه سازی ثابت های آنها نسبت به کارهای قبلی بهبود یافته اند .میدان سرعت در هر المان براساس فرض تراکم ناپذیری ماده بدست آمده است با استفاده از روابط حاصل از میدان های سرعت مولفه های مختلف مربوط به توان حد بالا بدست آمده و بهینه می شوند محاسبه نیروی لازم و تغییر شکل قطعه درمراحل مختلف فرآیند را می توان به دست آورد وبدین ترتیب شبیه سازی کامپیوتری فرآیند امکان پذیر می گردد. تاثیر عوامل مختلف از قبیل ابعاد قالب، پلیسه، شرایط اصطکاکی و ... بر فرایند بررسی و مورد تحلیل و مشاهده قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از این تئوری با نتایج تئوری و تجربی دیگران مقایسه و بهبود خوبی مشاهده شده است.

کیفیت فرمان پذیری یک خودرو که بیانگر رفتار دینامیکی آن در حرکت بر روی مسیرهای منحنی است متاثر از ویژگیهای هندسی و عملکردی سازو کارهای گوناگون بکار رفته در خودرو نظیر سیستم فرمان ، سیستم تعلیق و سیستم ترمز می باشد. بر این اساس در طراحی هر یک از سیستم های یاد شده باید تاثیر ویژگیهای آن سیستم در فرمانپذیری خودرو بعنوان یکی از معیارهای مهم در نظر گرفته شود. در این مقاله، تاثیر هندسه (و بطور مشخص مختصات اتصالات و لولاها) سازو کار دنده شانه ای بکار رفته در سیستمهای معمول فرمان بر فرمانپذیری خودرو برسی شد و روش جدیدی برای دستیابی به بهترین کیفیت فرمانپذیری با استفاده از الگوریتم های ژنتیک پیشنهاد شده است. بدین منظور مدل دینامیکی فرمان دنده - شانه ای با مدل دینامیکی کل خودرو تلفیق شده و پارامترهای دینامیکی و قیدهای سینماتیکی ساز و کار فرمان در مدل دینامیکی مناسبی که با استفاده از مدل خطی تایر برای بررسی فرمانپذیری خودرو انتخاب شده ادغام گردیده است. سپس معادلاتی که به این طریق بدست می آید به ازاء ورودی پله ای به غربیلک فرمان و به کمک نرم افزار MATLAB حل شده و مقادیر شاخص های فرمانپذیری خودروی مورد نظر محاسبه شده و مورد بحث قرار گرفته است همچنین دلایل بکارگیری الگوریتم ژنتیک برای یافتن مختصات بهینه اتصالات ساز و کار فرمان و مزایای استفاده از این روش توضیح داده شده است

دراین مقاله فرآیند خنک سازی پره های سوزنی شکل به روش جا بجایی مختلط مورد بررسی قرار گرفته شده است. به منظور افزایش انتقال حرارت از پره ها و نیز ازدیاد نیروی درافت سیال دودکش در بالای پایه نگهدارنده پره ها منظور شده است مجموعه پره های سوزنی و صفحه متصل به آن بصورت یک محیط متخلخل با جریان Forchheimer مدل شده است. آنگاه وضعیت اپتیمم آرایه این پره های سوزنی برای مقادیر معین گرمای اتلافی از سیستم برحسب مقادیر بهینه قطر پره ها و ضریب تخلخل آنها برای جریان کاملا توسعه یافته بدست آمده است. نتایج بدست آمده با داده های موجود توسط سایر محققین مقایسه گردیده و اثرات جریان جابجایی مختلط در مقایسه با جریان آزاد بحث شده است.

در مقاله حاضر، با ترکیب روش های تخمین توابع متوالی (SFSM) و روش تقابل دوگانه اجزا مرزی (DRBEM)، یک روش جدید برای حل مسائل معکوس هدایت حرارتی با خواص ترموفیزیکی ثابت ارائه گردیده است. در روش حاضر تخمین شرط مرزی مجهول با استفاده از دو ماتریس تبدیل صورت می گیرد. این ماتریسها با انجام عملیات ریاضی براساس روش تخمین توابع متوالی بر روی ماتریس هایی که در روش تقابل دو گانه اجزا مرزی برای حل مستقیم به کار می روند به دست آمده اند. مساله ای که مورد بررسی قرار گرفته است. تخمین یک شار حرارتی مجهول اعمال شده به سطح فعال به صورت تابعی از زمان و مکان است. در این مساله سطوح غیر فعال عایق در نظر گرفته شده اند. برای مقایسه سرعت و دقت روش با روش تخمین توابع متوالی از یک مساله شبیه سازی شده که از حل تحلیلی به دست آمده استفاده گردیده است. نتایج حاکی از افزایش قابل توجه در سرعت و همچنین افزایش در دقت است.

عمده ترین تفاوت میان انفجار زیر آب و انفجارهای معمولی (انفجار در هوا)، مربوط به دینامیک محصولات انفجار است. در انفجار زیر آب، توده گازی حاصل از انفجار میدان فشار خاصی در آب تولید می کند که شمال موج ضربه ای اولیه و پالسهای ثانویه است. در این تحقیق، رفتار حباب حاصل از انفجار ماده منفجره کروی شکل در زیر آب مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی با استفاده از معادلات اولر یک بعدی و در مختصات لاگرانژی انجام شده است. برای حل معادلات از روش گودونفی با دقت مکانی مرتبه سه (PPM) استفاده معادلات حال JWL و Mie - Gruneisen تعریف شده اند. نحوه تشکیل موج ضربه ای در حباب و تولید پالسهای ثانویه در آب نشان داده شده است.همچنین توزیع خواص در حباب و آب، در زمانهای مختلف ارائه گردیده اند.

در این مقاله آنالیز غیر خطی دو صفحه دایروی و حلقوی که توسط فنرهای پیچشی خطی به یکدیگر متصل شده اند و تحت بار یکنواخت نسبتا بزرگ واقع شده اند مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به دخالت نیروهای غشائی، معادلات دیفرانسیل حاکم بر مساله، به دو معادله دیفرانسیل غیر خطی کوپله می انجامد که به معادلات فون - کارمن معروف هستند. با بکارگیری پارامترهای مناسب، این جفت معادله به دوازده معادله دیفرانسیل غیر خطی مرتبه اول می شوند. این معادلات با استفاده از روش پرتاب موازی و تصحیح نیوتن - رافسون و تعیین ژاکوپین مربوطه با روش نو حل شده اند. تغییر شکل ها و تنشهای غشائی و خمشی و ماکزیمم آنها روی صفحات بررسی شده و نهایتا تغییرات ماکزیمم تنش خمشی و غشائی بر حسب تغییرات ضخامت صفحات، تغییرات نسبت شعاعهای صفحات، تغییرات بار وارده و تغییرات ضریب سختی فنر حلزونی آورده شده است. در انتها، با توجه به بکر بودن مساله، به منظور اعتبار تحلیل انجام شده، حل این مساله در حالت مخصوص با نتایج مساله موجود در مرجع ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍[12]مقایسه شده است.

ایجاد ساختار ستونی در آلیاژهای آلنیکو سبب می شود که خواص مغناطیسی این آلیاژها تا حد قابل ملاحظه ای بهتر شود. افزودن تیتانیم به آلیاژهای آلنیکو نیز تاثیر چشمگیری بر بهبود خواص مغناطیسی این آلیاژها دارد ولی مانع از ایجاد ساختار ستونی در آنها می شود. تیتانیم با مکانیزم های متعددی در فرایند انجاماد جهت دار آلیاژهای آلنیکو اختلال ایجاد می کند. بطوریکه حتی با فراهم آوردن شرایط "انجماد جهت دار" برای آلیاژهای آلنیکو حاوی تیتانیم بوسیله تکنیکهایی مانند "قالب پیش گرم"،"قالب گرمازا"  و "ذوب منطقه ای" هم نمی توان به ساختار کاملا ستونی در آنها دست یافت. افزودن عناصری از قبیل گوگرد، کربن، سلنیم، تلوریم و فسفر به ایجاد ساختار ستونی در آلیاژهای آلنیکو حاوی تیتانیم مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه حاصل از تحلیل هار ترمودینامیکی و بررسی های آزمایشگاهی، حاکی از آن است که کربن با مکانیزم اکسیژن زدایی مذاب، شکل گیری آخالهای اکسیدی تیتانیم را منتفی می سازد و با این کار مانع از بوجود آمدن یکی از جوانه زاهای موثر در مذاب می شود؛ در حالی که گوگرد با تشکیل سولفید تیتانیم و رسوب بر سطح آخالهای نیترنیم اثر جوانه زایی آخالهای نیتریدی را از بین می برد و سبب خنثی سازی تاثیر دیگر جوانه زا موثر موجود در مذاب می شود.

چکیده: انتخاب جنس فولادهای ابزار برای تامین نیازهای مشتری منحصر به یک نوع فولاد نیست. در واقع هر مشتری نیازهای خود را در یک محدوده بیان می کند. از طرف دیگر مشخصات فنی فولادهای ابزار مطلق نیست و همواره از میانگین، مقداری انحراف دارد. به همین دلیل در این مقاله از تئوری منطق فازی یا شلال برای انتخاب مناسب فولاد ابزار استفاده شد. مراحل به شرح زیر انجام شد:در انتخاب فولاد ابزار از چهار مشخصه فنی سختی خام، سختی پس از عملیات حرارتی، حداکثر درجه حرارت کار و چقرمه گی و همچنین از متغیر قیمت، استفاده شد. مشخصات فنی و قیمت فولادهای ابزار ساخت داخل از سازندگان دریافت شد. مقدار میانگین و انحراف معیار برخی از مشخصه های فنی محاسبه شد. توابع عضویت برای قیمت و مشخصه های فنی فوق تعریف شد. فولادهای ابزار بر اساس مطلوب بودن برای مشتری ها درجه بندی شدند. از منطق شلال بری انتخاب فولادهای ابزار درجه بندی شده برای هر مشتری استفاده شد. با استفاده از منطق شلال فولادهای ابزار مطلوب مشتری ها معین شد و نهایتا مطلوب ترین فولاد ابزار برای مشتری ها انتخاب شد. همچنین تاثیر گران شدن یکی از فولادهای ابزار منتخب در انتخاب مناسب فولاد ابزار بررسی شد در این مقاله علاوه بر آن که انتخاب فولاد ابزار فرموله شد امکان کاهش تنوع جنس فولاد ابزار برای تولید کننده به وجود آمد که ماحصل آن کاهش قیمت تمام شده فولاد ابزار برای تولید کننده است.

امروزه بسیاری از قطعات خوروها بویژه قطعات سیستم تعلیق و دینامیک خورو از فولادهای میکروآلیاژی تهیه می شوند. تجربه نشان داده است که دمای ای قطعات ضمن تحمل بارهای سیکلی در حین کاربری تا حدود 200 درجه سانتیگراد بالا می رود. فولادهای مورد استفاده در ساخت این قطعات می توانند دارای ساختارهای متفاوت از جمله پرلیتی - فریتی، بینیتی، فریتی - مارتنزیتی و چند فازی باشند. در این پژوهش با تکیه بر پتانسیل فولادسازی داخلی، فولادهای میکروآلیاژ محتوی وانادیم تهیه و جهت ایجاد ریز ساختارهای متفاوت تحت عملیات حرارتی همدمای متوالی قرار گرفتند. سپس تاثیر ریزساختارهای متفاوت بر عمر خستگی در دماهای محیط و 200 درجه سانتیگراد مطالعه شد. نتایج نشان می دهند که عمر خستگی به شدت تحت تاثیر دمای آزمایش، ترکیب شیمیایی و ریز ساختار اولیه می گیرد. افزایش دمای آزمایش باعث بروز پدیده پیرکرنشی و افزایش عمر خستگی بویژه در ریز ساختارهای فریتی - مارتنزیتی می گردد.

جهت تهیه الومینای ریزدانه و عاری از هر گونه رشد دانه غیر نرمال لازم است شریط خاصی در رابطه با مواد اولیه (پودر میکرونی با خلوص بالا) و شرایط پخت (دما، زمان، فشار مکانیکی و اتمسفر کوره) اعمال شود. بالاترین تراکم پذیری تا حد دانسیته تئوری در شرایط زینترینگ تحت بار با فشار مکانیکی Mpa 45 تحت اتمسفر محیط خلا، شرایط دمایی و زمانی 1450درجه سانتی گراد بمدت 30 دقیقه و درحضور PPm 500 اکسید منیزیم حاصل می شود. مشاهدات ریز ساختاری وجود ذرات رسوبی ریز که بطور یکنواخت در زمینه پراکنده شده اند را نشان داده که بعنوان موانع رشد دانه عمل می نمایند. از طرفی در شرایط خلا حذف تخلخلها که کنترل کننده سرعت رشد دانه هستند. در مراحل اولی و میانی زینترینگ صورت می پذیرد. اکثریت ذرات رسوبی کربنی بوده که بواسطه نفوذ کربن از سیستم پرس گرم اعم از قالب و سنبه های گرافیتی شکل گرفته اند.

یکی از مشکلات اساسی حین انجماد چدنهای نشکن، جدایش عناصر آلیاژی می باشد. جدایش عناصر آلیاژی منجر به افت خواص چدنهای نشکن و چدنهای نشکن آستمپر شده می شود. در این پژوهش ضمن بررسی نحوه توزیع عناصر آلیاژی گرافیت زا و کاربیدزا در زمینه چدنهای نشکن، به منظور همگن نمودن توزیع عناصر آلیاژی در زمینه چدنهای نشکن برای اولین بار، عملیات حرارتی همگن سازی از طریق ذوب جزئی به کار گرفته شد . نتایج Spot - EDS نمونه ها، حاکی از توزیع یکنواخت و همگن شدن توزیع عناصر آلیاژی پس از عملیات حرارتی همگن سازی بود. نتایج آنالیز تصویری از نمونه های همگن و آستمپر شده نشان داد عملیات حرارتی همگن سازی با استفاده از ذوب جزئی بر همگن نمودن ریز ساختار پس از عملیات حرارتی آستمپرینگ چدنهای نشکن بسیار موثر می باشد. بررسی مورفولوژی گرافیتها قبل و بعد از عملیات حرارتی همگن سازی از طریق ذوب جزئی، حاکی از تاثیر جزئی عملیات حرارتی همگن سازی از طریق ذوب جزئی بر مورفولوژی گرافیتها بود.