شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک (مهندسی مکانیک جامدات)
سال:1393 | دوره:7 | شماره:3 (پیاپی 17) |تعداد مقالات:8

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد تیر نانوکامپوزیتی پایه پلیمری تقویت شده با نانولوله های نیترید بور بر روی بستر الاستیک پرداخته شده است. نانولوله ها صاف، بدون نقص و با جهت گیری یکنواخت و مستقیم در ماتریس در نظر گرفته شده است. نحوه توزیع نانولوله ها در راستای ضخامت تیر به صورت یک توزیع یکنواخت و سه توزیع هدفمند متفاوت در نظر گرفته شده است. خواص تیر نانوکامپوزیتی با استفاده از یک مدل میکرومکانیکی بدست آمده و معادلات حاکم بر اساس تئوری تیر تیموشنکو و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش دیفرانسیل کوادریچر تعمیم یافته حل شده و فرکانس های طبیعی تیر بدست آمده است. در ادامه تاثیر پارامترهای مختلف از قبیل کسر حجمی نانولوله، نحوه توزیع نانولوله در راستای ضخامت تیر، نوع بستر الاستیک، شرایط مرزی مختلف و نسبت لاغری تیر بر روی فرکانس طبیعی بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تغییر هر کدام از این پارامترها تاثیر بسزایی بر روی فرکانس طبیعی دارد.

پرداختکاری قطعات صنعتی یکی از مهم ترین مراحل تولید در صنایع وابسته به کیفیت سطح هست. پرداختکاری با استفاده از میدان مغناطیسی روشی جدید در پرداخت سطوح است. در این فرآیند براده برداری به صورت مکانیکی انجام می شود و گل ساینده نیمه همگن پرداخت سایش سطح را انجام می دهد. نیروی مورد نیاز جهت پرداخت سطوح توسط میدان مغناطیسی ایجاد می شود. ازاین رو، این روش یک روش ماشین کاری مدرن محسوب می گردد. یکی از کاربردهای روش های ماشین کاری مدرن کار در نقاطی است که شیوه های سنتی نمی توانند کار انجام دهند. مارپیچ ها و پیچ ها امروزه جایگاه مهمی در صنعت پیدا کرده اند، این امر باعث توجه بیشتر به روش ساخت و پرداختکاری این قطعات شده است. این مکانیزم برای پرداختکاری مارپیچ Ball Screw دستگاه CNC با استفاده از دستگاه تراش TN-50 صورت پذیرفته است. همچنین میدان مغناطیسی توسط آهن ربای دائمی نوع Nd-Fe-B ایجاد شده است. در آزمایش های انجام گرفته تاثیر چهار پارامتر موثر بر کیفیت سطح موردبررسی قرار گرفت. این پارامترها شامل سرعت دوران، سرعت پیشروی، اندازه ذرات ساینده و مقدار ذرات فرومغناطیس می باشند. اثر بیشتر پارامترها مثبت بوده و باعث افزایش کیفیت سطح می شوند، اما به طورکلی هر پارامتر مقداری بهینه داشته که با رسیدن به این مقدار کاهش راندمان و کیفیت سطح در کار مشاهده گردید. هم چنین برخی پارامترها ازجمله سرعت پیشروی تاثیر کمتری در فرایند داشته اند. نمونه اولیه دارای زبری سطح 1.017 میکرومتر بوده و بهترین کیفیت سطح به دست آمده 0.352 میکرومتر است.

در این تحقیق، محاسبه فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشات خمشی تیرهای بدون ترک و ترک دار تیموشنکو با شرایط مرزی مختلف به روش اجزاء محدود موردنظر است. روش مورداستفاده در این پژوهش، روش انرژی است. در اینجا با استفاده از روش انرژی و در نظر گرفتن تئوری تیر تیموشینکو، ماتریس های سختی و نرمی برای تیر بدون ترک استخراج می شود. سپس به منظور اعمال شرایط ترک، از ماتریس سختی المان ترک دار استفاده می شود و با واردکردن شرایط مرزی دو طرف تیر، فرکانس های طبیعی تیر بدست می آیند. پس ازآن با اعمال اثر بستر در معادلات، تاثیر بستر بر فرکانس طبیعی موردبررسی قرار می گیرد.

تحلیل کمانشی پوسته های استوانه ای جدار نازک به دلیل فرآیند ساخت آن ها دارای اهمیت ویژه ای می باشند. برای افزایش استحکام کمانشی معمولا از تقویت کننده های طولی و عرضی استفاده می شود. در این مقاله با در نظر گرفتن یک پوسته استوانه ای جدار نازک تقویت شده با تقویت کننده های طولی و عرضی داخلی، تحت ترکیب نیروهای محوری و فشار جانبی، به بررسی تاثیر نسبت نیروی محوری به نیروی جانبی بر مقدار نیروی کمانش برای نسبت های مختلف ابعادی اعم از نسبت ضخامت به شعاع و نسبت طول به شعاع پوسته استوانه ای پرداختیم. نتایج تحلیلی بر مبنای معادلات پایداری خطی کلاسیک دانل برای پوسته های استوانه ای غیر همسانگرد، با نتایج برآمده از تحلیل المان محدود به وسیله نرم افزار ANSYS مقایسه شد .نتایج نشان می دهد روش تحلیلی دانل در محدوده ای از نسبت های ابعادی کارایی دارد. همچنین در اکثر نسبت های ابعادی، با افزایش نسبت نیروی محوری به نیروی محیطی، نیروی کمانش محوری افزایش و نیروی کمانش محیطی کاهش می یابد.

در تحقیق حاضر به بررسی پارامترهای موثر بر روش اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار بر روی فلز تیتانیوم پرداخته شده است. ابتدا با شناخت پارامترهای موثر بر این روش، پارامترهای اصلی و عملی انتخاب و پس از آن برای بدست آوردن سطح بهینه این روش برای فلز تیتانیوم اقدام به طراحی جداول آزمایش به روش طراحی آزمایش تاگوچی شد. پس از طراحی جدول آزمایش کلیه آزمایشات به روش المان محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس اجرا و نتایج بدست آمد و نتایج بدست آمده به روش مذکور بهینه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که بهینه ترین سطح آزمایش برای ECAP فلز تیتانیوم در بین آزمایشات انجام شده استفاده از قالب با زاویه کانال 120 درجه، دمای محیط، 2 پاس و مسیر تکرار است.

با توجه به اهمیت سیکل های تولید توان و از آن جمله سیکل ترکیبی، در سال های اخیر مطالعات فراوانی در این زمینه صورت گرفته و محققان بسیاری با استفاده از روش های موجود سعی در بهینه کردن این سیکل ها داشته اند. در این تحقیق به بررسی سیکل آب- آمونیاک پرداخته شده است. در سیکل ترکیبی آب-آمونیاک از مخلوط دوگانه آب- آمونیاک به عنوان سیال عامل استفاده می شود. این سیکل قابلیت استفاده از منابعی مانند انرژی اتلافی سیکل قدرت معمولی و یا منبع حرارتی مستقلی که از انرژی خورشیدی و یا زمین گرمایی استفاده می کند را دارد. هدف از این مقاله بررسی تاثیر دمای ورودی به توربین بر عملکرد ترمودینامیکی سیکل ترکیبی آب-آمونیاک هست. در این پژوهش به کمک نرم افزار EES ابتدا سیکل تولید توان آب- آمونیاک مدل سازی شده و سپس به منظور بررسی و مقایسه، سیکل ترکیبی گاز- رانکین شبیه سازی ترمودینامیکی شده و از دیدگاه قانون اول و دوم ترمودینامیک موردمطالعه قرارگرفته اند. درنهایت به بررسی تاثیر دمای ورودی به توربین بر عملکرد ترمودینامیکی پرداخته شده است.

در مقاله حاضر تحلیل تنش و حل صریح تنش برای صفحه مستطیلی با سوراخ دایره ای با محل اختیاری، تحت تنش نرمال خطی که به دولبه آن وارد می شود مورد بررسی قرار گرفته است. تابع تنش ایری و توزیع تنش اطراف سوراخ دایره ای شکل بدست آمده است. در این روش از تئوری دو بعدی الاستیسیته با استفاده از تابع تنش ایری استفاده شده است. روش ارائه شده برای حل صریح، و بدست آوردن تابع تنش ایری از روش های قبلی حل صریح قوی تر و ساده تر است. با استفاده از تابع تنش و تنش در مختصات قطبی، توزیع تنش اطراف سوراخ دایره ای شکل محاسبه شده است. با استفاده از رابطه تنش ایری بدست آمده معادله توزیع تنش اطراف دایره بدست آمده و نمودار آن رسم شده و با توزیع تنش حاصل از روش المان محدود در نرم افزار آباکوس مقایسه شده است. این مقاله صحت این روش حل را نشان می دهد. مشاهده می شود که توزیع تنش حاصل از تابع تنش از محل سوراخ مستقل بوده و فقط به اندازه سوراخ بستگی دارد.

فرایند نورد نامتقارن سیم برای دو ماده مس و برنج با نرم افزار آباکوس مورد شبیه سازی قرارگرفته است. مدل المان محدود موردنظر در این شبیه سازی تیری نورد، انحنای خروجی و عرض سطح تماس را در حالت نامتقارنی فرایند (عدم برابری قطر غلتک ها، سرعت دورانی غلتک ها و صافی سطح غلتک ها) پیش بینی می کند. مواد مورداستفاده شده در تحلیل خاصیت کرنش سختی دارند. برای صحه گذاری بر داده های این مطالعه، نتایج به دست آمده از این شبیه سازی با نتایج مطالعه تحلیلی نورد متقارن تخت سیم سایر محققین مقایسه شده است. مقایسه نتایج تطابق خوب بین این دو روش را نشان می دهند.