مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1390 | دوره:43 | شماره:2 |تعداد مقالات:9

به طور معمول در تحلیل تغییرشکل های بزرگ، معادلات بنیادین نرخی مورد استفاده قرار می گیرند. در مختصات فضائی، تانسور الاستیسیته فضایی، نرخ عینی یک تانسور تنش را به نرخ تغییرشکل مرتبط می نماید. تانسور الاستیسیته فضایی برای یک ماده مشخص در معادلات بنیادین نرخی مختلف، متفاوت است و یافتن رابطه بین آن ها مورد علاقه برخی از محققین است. تحقیقات انجام شده در این زمینه محدود بوده و نتایج آن ها فقط برای چند مدل خاص ارائه شده است. در این تحقیق یک رابطه عمومی و صریح بین تانسورهای الاستیسیته در معادلات بنیادین ارائه شده است. این رابطه تابعی از تانسور گرین - کاوشی چپ و بردارهای ویژه آن است.

در این مقاله فرمولبندی و حل تحلیلی مساله تیر انعطاف پذیر با خواص مکانیکی متغیر در راستای ضخامت ارائه شده است. گرچه تغییرشکل در تیر انعطاف پذیر در اندازه های بزرگ اتفاق می افتد، اما با کرنش های الاستیک بسیار کوچک همراه بوده، به محدوده پلاستیک وارد نمی شود. فرمول بندی تغییرشکل های بزرگ با استفاده از مختصات محلی و کارتزین برای تیر انعطاف پذیر غیرهمسانگرد با شرایط مرزی گیردار - آزاد، منجر به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیرخطی درجه دوم می شود که با حل تحلیلی آن، مولفه های تغییرشکل به دست می آید. نتایج حل تحلیلی برای تیر انعطاف پذیر غیرهمسانگرد با نتایج حل المان محدود انسیس مقایسه شده است. تاثیر معکوس شدن توزیع خواص مکانیکی در بعد ضخامت بر رفتار خمشی تیر انعطاف پذیر و میزان تاثیر خواص مکانیکی متغیر در تغییرشکل تیر انعطاف پذیر نسبت به حالت خواص مکانیکی ثابت، به دست آمده است. نتایج روش ارائه شده را می توان برای اعتبار سنجی نتایج روش های دیگری که برای حل مساله تیر انعطاف پذیر با خواص مکانیکی متغیر ارائه می شود، به کار گرفت.

در این مقاله، مساله ضربه عرضی با سرعت پایین بر روی پانل ساندویچی با هسته هدفمند مرتبه ای در نظر گرفته شده است. فعل و انفعال ضربه زننده و پانل به کمک سیستم دو درجه آزادی جرم و فنر مدل شده است. برای تخمین نیروی برخورد، روش عددی بر پایه تئوری بهبودیافته مرتبه بالای ورق ساندویچی به کار برده شده است. تئوری برشی مرتبه اول برای رویه ها بکار رفته، در حالی که تئوری الاستیسیته سه بعدی برای هسته استفاده شده است. برای اولین بار اثر تنش های صفحه ای برشی و نرمال در هسته در نظر گرفته شده است. مولفه های جابجایی در هسته با تابعی چند جمله ای فرض شده که دارای ضرایب مجهول است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که استفاده از مواد هدفمند مرتبه ای در هسته می تواند میزان تغییر شکل ها را کاهش دهد ولی بیشینه نیروی برخورد را افزایش خواهد داد.

در این مقاله با استفاده از روش جدیدی بر اساس نظریه بهبودیافته مرتبه بالا صفحه های ساندویچی، ارتعاشات آزاد این صفحات مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون و روش انرژی بدست آمده است. برای رویه ها از تئوری برشی مرتبه اول استفاده شده است و در هسته، جابجایی ها در جهت های مختلف، به صورت چند جمله ای با ضرایب نامعلوم فرض شده اند. نیروهای اینرسی، ممانهای اینرسی و تغییرشکل های برشی در هسته میانی و رویه ها در نظر گرفته شده اند. همچنین بر خلاف در نظر نگرفتن تنش های صفحه ای هسته در مقالات قبلی، در این مقاله فرض شده است که هسته قابلیت تحمل تنش های صفحه ای را دارد و اثر آن ها در جواب ها مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حل نیمه تحلیلی برای یک صفحه ساندویچی با شرایط مرزی ساده، با استفاده از روش نویر و با حل معادله مقادیر ویژه بدست آمده است. این روش مودهای بالاتری را نسبت به سایر نظریه های صفحات ساندویچی دارد. دقت و صحت این تئوری با مقایسه بین نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی و عددی موجود در مراجع، بررسی شده است. اثر تعدادی از پارامترهای فیزیکی و یا هندسی روی فرکانس های طبیعی مورد بررسی قرار گرفتند.

در این مقاله کنترل مقاوم ربات های سیار با وجود اغتشاشات خارجی و نامعینی های پارامتری سیستم دینامیکی که قید سینماتیکی غیرهولونومیک عدم لغزش را برآورده نمی کنند، مورد بررسی قرار گرفته است. بر خلاف کارهای قبلی که بر روی طراحی کنترل سینماتیکی متمرکز شده اند، یک کنترلر مقاوم گشتاور بر اساس نوسانگر دینامیک میرا با فرکانس نوسان قابل تنظیم، به صورت یک روش یگانه برای هر دو مساله ردیابی مسیر مرجع و پایدارسازی ربات حول وضعیت ثابت توسعه یافته است. کنترلر پیشنهادی، همگرایی نمایی خطای ردیابی را به یک همسایگی کوچک دلخواه از مبدا تضمین می کند. برای نشان دادن عملکرد کنترلر پیشنهادی، نتایج شبیه سازی برای دو نمونه از ربات های رانش تفاضلی و فرمانش لغزشی ارائه شده است.

الهام گیری از طبیعت برای تولید محصولات رفع کننده نیازهای بشر همواره مورد توجه انسان بوده است. در این بین حرکت و مانور آبزیان از جایگاه خاصی برخوردار است. در این مقاله ابتدا به مقایسه قابلیت های گونه های مختلف ربات های مقلد می پردازیم و سپس با توجه به بررسی خواص ربات ماهی ها گوناگون، به طراحی و ساخت نوعی ربات ماهی می پردازیم که برای ساخت آن از ماهی شمشیری الهام گرفته ایم. این ربات با یک باله موجی چندتکه ای در قسمت زیرینش، نیروی لازم را برای پیشروی و مانور ربات فراهم می نماید. تغییر جهت و عمق شنای ربات نیز به وسیله یک سیستم مکانیکی شامل دو سروو موتور امکان پذیر است. این ربات به کمک یک دسته کنترلی و توسط یک سیستم کنترل بی سیم، فرمان های لازم را به بورد کنترلی نصب شده بر روی ربات ماهی جهت حرکت و مانور ارسال می کند. بدین ترتیب کنترل ربات از بیرون استخر امکان پذیر است. به کمک این سیستم کنترلی می توان سرووموتورهای موجود در باله و سیستم مکانیکی کنترل جهت و عمق شنای ربات را کنترل نمود. در پایان اثر عوامل گوناگون بر روی مانور و سرعت شنای ربات ماهی از دیدگاه آزمایشگاهی بررسی خواهد شد.

در این پژوهش اثر استفاده از سیستم ورقگیر نوسانی بر عمق قابل دستیابی ظرف استوانه ای از جنس آلومینیوم 1050 به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار، از یک سیستم ورقگیر جدید استفاده شده است. با کمک این سیستم در هر بازه نوسانی، ابتدا با حذف نیروی ورقگیر از روی ورق، ماده به راحتی به داخل حفره قالب جریان می یابد و در ادامه برای جلوگیری از جریان اضافی ماده و چروکیدگی، از نیروی ورقگیر فنرها استفاده شده است.شبیه سازی عددی فرایند در نرم افزار آباکوس 1 6.7 انجام شده است. عمق و توزیع ضخامت ظرف در حالت های تجربی و عددی برای ورقگیر ثابت و نوسانی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که با استفاده از یک ورقگیر با سیستم نوسانی و با انتخاب فرکانس و گپ (فاصله ورق با ورقگیر) مناسب، علاوه بر توزیع ضخامت بهتر، می توان عمق ظرف قابل دستیابی را افزایش داد. نتایج تجربی و عددی برابری خوبی با یکدیگر دارند.

در این پژوهش از روش تاگوچی برای بهینه سازی عوامل موثر بر مقاومت به خوردگی فولادهای زنگ نزن سوپردوفازی در جوشکاری قوسی تنگستن - گاز از طریق جریان پالسی استفاده شده است. تحلیل واریانس بر روی داده های نسبت سیگنال به اختلال انجام گرفت. برای رسیدن به شرایط بهینه در تخمین بالاترین پتانسیل حفره دار شدن، مشخصه «هر چه بیشتر بهتر» انتخاب شد. در شرایط بهینه، پتانسیل حفره دار شدن 1.06 ولت بوده که بسیار نزدیک به پتانسیل حفره دار شدن پیش بینی شده (1.08 ولت) به دست آمد. از میان چهار عامل در سه سطح، عوامل جریان پالس و جریان زمینه که به ترتیب با درصد تاثیر %66.28 و %25.97 هستند دارای بیش ترین اثر بر مقاومت به خوردگی این نوع جوش ها هستند. در حالیکه اثر عوامل فرکانس پالس و مقدار زمان جریان پالس در یک دوره به مراتب کمتر از عوامل جریان پالس و جریان زمینه شد.

در این مقاله زمان بندی یک ماشین پردازش گر انباشته با هدف حداقل سازی زمان انجام کل کارها (Cmax) بررسی شده است. منظور از یک ماشین پردازشگر انباشته، ماشینی است که قابلیت انجام عملیات هم زمان روی گروهی از کارها را در قالب یک دسته یا انباشته دارد. البته با اعمال این محدودیت که مجموع اندازه کارهایی که در یک انباشته با هم می آیند از ظرفیت ماشین (B) بیشتر نباشد. برای هر یک از کارها دو عامل اندازه و زمان پردازش مفروض است. زمان انجام عملیات ماشین بر روی یک انباشته برابر با زمان عملیات مورد نیاز کاری است که در میان کارهای متعلق به آن انباشته بزرگ ترین زمان پردازش را دارد. برای این مساله، دو روش جدید تولید حد پایین روی مقدار بهینه تابع هدف با نام های LB2 و LB3 ارائه شده و ثابت می شود که نسبت به تنها حد پایین موجود در ادبیات موضوع مساله (LB1) عملکرد بهتری دارند. هم چنین ثابت می شود که عملکرد LB3 حداقل به خوبی عملکردLB2  است.