مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1389 | دوره:42 | شماره:3 |تعداد مقالات:9

در راستای توسعه کپسول های آندوسکوپی، در این مقاله طرح یک میکروروبات کپسولی شکل دارای پا با میکروعملگرهای پلیمر یونی کامپوزیت فلزی پیشنهاد می شود. ابتدا چگونگی حرکت میکروروبات توضیح داده می شود سپس ضمن در نظر گرفتن نیروهای سطحی اعمالی و میکروعملگر، میکروروبات مدل سازی دینامیکی می شود. نیروهای سطی شامل اصطکاک لغزشی، چسبندگی سطحی و چسبندگی ایستای و میکروعملگر پلیمری از نوع پلیمر یونی کامپوزیت فلزی است. رفتار زمانی میکروعملگر پلیمری بر اساس معادله مشخصه کوپل مکانیکی – الکتریکی و معادل سازی الکتریکی حجم ژل پلیمری مدل سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی مدل دینامیکی میکروروبات، نشان می دهد که بهترین زاویه نصب پاها 60 درجه، جرم مناسب میکروروبات 2 گرم و سرعت پیشروی 1 میلیمتر بر ثانیه می باشد

بیشتر تمرکز تحقیقات انجام شده روی روباتهای مارشکل بر روی چگونگی ایجاد حرکت، کنترل و یا حل دینامیک روبات بوده است و تلاش کمتری در مطالعه ساختار بدن مار و اقتباس از ظرایف آن در طراحی شده است. در نتیجه روباتهای متحرک مارشکل ساخته شده تاکنون چیزی فراتر از یک نمونه آزمایشگاهی نیستند و هنوز پا به عرصه صنعت نگذاشته اند. هدف این مقاله، مطالعه آناتومی مار و ارائه راه کارهای تازه در طراحی روباتهای مارشکل است تا قابلیت تبدیل آنها به یک روبات صنعتی متحرک افزایش یابد. نتیجه این کار یافتن اثر آناتومی مار در کاهش گشتاور محرکها و طرز تولید نقاط تکیه گاهی در حرکت موجی کناری است که به طراحی روباتهای مارشکل بدون چرخ کمک می کند.

در این تحقیق تاثیر شکل سطح مقطع الیاف و فاصله بین آنها بر توزیع تنش در یک تک لایهی مرکب بررسی شده است. تک لایهی یاد شده تحت بارگذاری کششیP در راستای الیاف قرار داشته و حاوی ترکی متقارن است. دو تک لایهی مرکب که در یکی الیاف دارای مقطع مثلثی شکل و دیگری دارای مقطع مستطیلی شکل، در نظر گرفته شده است. با استفاده از مدل اصلاح شده که در آن ماتریس علاوه بر بار برشی، نیروی کششی را نیز تحمل می کند معادلات دیفرانسیلی- تفاضلی تعادل استخراج شده و میدان های تغییر مکان و نیرو در تک لایه تعیین شده اند. مقایسه نتایج حاصل از مدل شیرلگ با نتایج حاصل از مدل اصلاح شده، ضعف مدل شیرلگ را در بررسی صحیح توزیع تنش نشان می دهد. در مدل اصلاح شده، با افزایش فاصله فیبرها، تمرکز تنش در الیاف و ماکزیمم تنش برشی در ماتریس کاهش می یابد. همچنین، فیبرهای مثلثی شکل تنش برشی در ماتریس را بیش از الیاف دایره ای شکل کاهش می دهند. با کاهش زاویه q مربوط به شکل، سطح مقطع الیاف مثلثی شکل، تنش برشی بدست آمده بیش از پیش کاهش یافته در حالی که ماکزیمم تنش کششی در الیاف ماکزیمم ثابت باقی می ماند. در صد کاهش در تنش برشی بین الیاف دایره ای و مثلثی شکل ( qبرابر 30 درجه)، به ازا کسری حجمی یک برابر 32 درصد است.

شکل دهی غلتکی سرد یکی از فرآیندهای شکل دهی ورق های فلزی است که در آن ورق با عبور از بین یک سری غلتک های شکل دهی در ایستگاه های متوالی به طور پیوسته و ملایم خم شده و شکل نهایی را به خود می گیرد. با وجود سادگی ظاهری، به دلیل زیاد بودن کمیت های دخیل در فرآیند و اثر متقابل آنها، طراحی و کنترل فرآیند با چالش هایی درگیر است که پدیده برگشت فنری یکی از آن ها است.هدف اصلی در این مقاله، ارائه معیاری ساده برای برگشت فنری و بیان راه حلی برای دستیابی سریع به آن معیار است که شبکه عصبی مصنوعی به عنوان ابزاری قدرتمند برای نیل به این هدف انتخاب شد. شکل دهی غلتکی سرد برای مقطع کانالی شکل در ایستگاه اول، با نرم افزار مارک منتات شبیه سازی شد و با استفاده از داده های به دست آمده از شبیه سازی، آموزش و امتحان شبکه عصبی انجام شد. مقایسه خروجی های شبکه عصبی با نتایج شبیه سازی اجزای محدود که در مجموعه داده های آموزشی موجود نیستند درستی عملکرد شبکه عصبی را به اثبات رساند.

یکی از روشهای جدید پرداخت کاری با استفاده از نیروی مغناطیسی، براده برداری در محدوده نانومتر، پرداخت کاری سایشی مغناطیسی(MAF)  می باشد. انرژی حاصل از میدان مغناطیسی، برای حرکت ابزار ساینده استفاده می گردد. با حرکت نسبی میدان مغناطیسی و قطعه کار، ذرات ساینده نیز به دنبال میدان مغناطیسی حرکت می کنند.در این پژوهش، فرآیند پرداخت کاری سایشی مغناطیسی معرفی و یک نمونه آزمایشگاهی از تجهیزات MAF برای کار روی سطوح مستوی طراحی و ساخته شده است. عوامل موثر بر صافی سطح تعیین و بهترین شرایط پرداخت کاری مشخص شده است. صافی سطح به عنوان هدف طراحی قرار گرفته و تلاش شده است تا کوچکترین مقادیر بدست آید. برخی عوامل تاثیر زیادی بر تغییرات صافی داشته و آن را به میزان چند ده نانومتر کاهش می دهد.نتایج این تحقیق نشان می دهد که افزایش سرعت دورانی قطبها اثر قابل توجهی در بهبود صافی سطح دارد. نوع، شکل و ابعاد ذرات ساینده باعث تغییر در صافی سطح خواهد شد. با افزایش زمان پرداخت کاری، بهبود در صافی سطح قابل توجه است. صافی سطح بدست آمده تحت بهترین شرایط mm 0.41 اندازه گیری گردید.

ماشینکاری فولادها به طور ذاتی دمای بالایی را تولید می کند؛ این دما علاوه بر کاهش عمر ابزار، باعث پایین آمدن کیفیت قطعه تولیدی می شود. از طرفی کاربرد مواد خنک کننده به سلامتی اپراتور آسیب می رساند و باعث آلودگی محیط زیست می شود. در این مقاله ماشینکاری در شرایط خشک توسط ابزار کاربایدی بر روی فولاد (st37) انجام شد و برای به دست آوردن دمای منطقه تماس ابزار-براده از دو روش: ترموکوپل جایگذاری شده در ابزار و دوربین مادون قرمز استفاده شد. نتایج تجربی با نتایج نرم افزارهای سوپرفرم و فلوئنت مقایسه شده است. با ثابت نگاه داشتن هندسه ابزار و تغییر در پارامترهای سرعت برش، نرخ پیشروی و عمق برش و مقادیر حرارت ایجاد شده در ابزار مورد مطالعه قرار گرفت. سپس به کمک نتایج تجربی حاصل از ترموکوپل با روش طراحی آزمایش و توسط آنالیز رگرسیون، فرمول تخمین دمای سطح ابزار به دست آمد و نشان داده شد که اثر افزایش سرعت برشی، پیشروی، عمق برش و اثر دو طرفه سرعت برشی و پیشروی، به ترتیب بیشترین تاثیر را بر دمای سطح ابزار دارند. همچنین تاثیر پارامترهای سرعت برش و پیشروی همزمان با دما بر روی نیروهای ماشینکاری مورد بررسی قرار گرفت.

در این مقاله، یک مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط دو معیاره برای زمان بندی سلول ها و قطعات در هر سلول به طور همزمان در یک سیستم تولید سلولی (CMS) ارائه می شود. هدف این مدل، کمینه کردن زمان کل تکمیل ساخت قطعات و حرکت بین سلولی قطعات با در نظر گرفتن زمان های راه اندازی وابسته به توالی خانواده قطعه اختصاص یافته به سلول ها می باشد. در طراحی و برنامه ریزی سیستم تولید سلولی، سه مرحله اصلی می بایست مد نظر قرار گیرد که شامل تشکیل سلول، استقرار سلول ها و ماشین ها، و زمان بندی آنها است. از آنجا که این مدل پیشنهادی و مساله زمانبندی CMS جزء مسایل چندجمله ای نامعین سخت است، از الگوریتم ژنتیک (GA) به عنوان یکی از روش های فراابتکاری کارامد برای حل مدل استفاده می شود. در پایان برای نشان دادن کارایی این الگوریتم پیشنهادی، چند مساله نمونه حل شده، نتایج محاسباتی مربوطه با نتایج به دست آمده به کمک یک ابزار بهینه ساز مورد مقایسه قرار می گیرد.

در این مقاله، مساله تعیین همزمان مکان، زمان و مقدار پرداخت ها در مسائل زمان بندی پروژه با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی جریان های نقدی پروژه مد نظر قرار گرفته است. با توجه به طبیعت پیچیده این مساله، از یک روش ابتکاری دو مرحله ای تکرار شونده استفاده شده است؛ به طوری که در مرحله اول با تثبیت زمان بندی فعالیت ها، زمان بندی پرداخت ها تعیین می گردد؛ در مرحله دوم با تثبیت مکان و مقدار پرداخت ها، با هدف بیشینه کردن ارزش خالص فعلی پیمانکار، فعالیت ها دوباره زمان بندی می شوند. این دو مرحله تا زمان رسیدن به جواب های ایده آل تکرار می گردند. در مرحله اول، دو رویکرد مد نظر قرار دارد؛ بیشینه کردن ارزش خالص فعلی پیمانکار و بیشینه کردن ارزش خالص فعلی کارفرما و دو الگوریتم فرا ابتکاری بر مبنای الگوریتم ژنتیک و شبیه سازی ذوب و انجماد تدریجی طراحی و پس از تنظیم پارامترها با هم مقایسه شده اند. با استفاده از مسائل استاندارد 120 فعالیتی، اجرای روش به طور کامل بررسی و تاثیر پارامترهای مدل بر روی ارزش خالص فعلی و زمان تکمیل هر دو هدف ارائه می گردد. همچنین تاثیر مرحله دوم در امکان پذیر کردن پروژه ها و بهبود وضعیت پیمانکار بررسی و نشان داده شده است که روش پیشنهادی در تکرارهای متوالی، قادر است به جوابهایی ناچیره دست یابد.