مهندسی مکانیک مجلسی
سال:1389 | دوره:4 | شماره:1 (پیاپی 13) |تعداد مقالات:7

نانو لوله کربن به دلیل خواص مکانیکی فوق العاده اش، استحکام دهنده مناسبی برای استفاده به عنوان تقویت کننده در رزین برای ساخت نانوکامپوزیت می باشد. یکی از این خواص که با استفاده از تقویت کننده نانولوله کربن افزایش می یابد، مدول الاستیک رزین است. با افزودن مقدار ناچیزی نانولوله کربن، مدول الاستیک رزین به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. در این پژوهش مدول الاستیک نانوکامپوزیت از چند روش مدل سازی محاسبه شده است. برخی از این مدل سازی ها توسط روش اجزاء محدود و نرم افزار ANSYS انجام شده است. لذا قسمت بسیار کوچکی از نانوکامپوزیت به عنوان المان سطحی معرف انتخاب شده، تا با محاسبه مدول الاستیک آن، بتوان مدول الاستیک نانوکامپوزیت را محاسبه کرد. مدول الاستیک المان سطحی معرف از 3 روش مختلف مدل سازی اجزاء محدود، میانگین گیری و میکرومکانیک محاسبه شده و نتایج بدست آمده، با نتایج روش آزمایشگاهی دیگر محققین مقایسه شده و مشاهده شد که نتایج با هم تطابق دارند. از آنجا که در بین 3 روش ارائه شده، استفاده از روابط میکرومکانیک ساده تر می باشد، لذا می توان از این روش برای محاسبه مدول الاستیک این نانوکامپوزیت ها استفاده کرد.

در دهه اخیر، کاهش نرخ سایش، افزایش بار محوری چرخ ها و سرعت سیر قطارها، مکانیزم اصلی آسیب چرخ های فولادی را از سایش به خستگی تماس غلتشی تغییر داده است. خستگی تماس غلتشی باعث ایجاد ترک های سطحی و زیرسطحی می شود. ترک های سطحی در تقابل با سایش عمدتا از بین می روند اما ترک های زیرسطحی رشد کرده و منتج به شکست های عمیق تر و سانحه خیزتر می شوند. در این مطالعه، عمر یک چرخ فولادی در سامانه ریلی ایران با فرض دارا بودن یک ترک زیرسطحی بیضوی با استفاده از روش اجزا محدود تحت شرایط خستگی تماس غلتشی تخمین زده شده است. برای این منظور از مدل سازی سه بعدی و تحلیل اجزا محدود چرخ ترک دار با قطر 920 میلیمتر و جنس R7T و ریل UIC60 در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. پس از استخراج تاریخچه ضرایب شدت تنش ترک زیرسطحی طی یک دور غلتش چرخ روی ریل، با استفاده از دو مدل تاناکا و لیو - ماهادوان ضریب شدت تنش معادل محاسبه شده و نهایتا به کمک رابطه والکر عمر چرخ تخمین زده شده است. این مقاله معیاری از طول بحرانی ترک و عمر رشد ترک زیرسطحی به صورت بومی را به عنوان الزامات بازدیدهای چرخ در حال سیر، به دست می دهد.

در این طرح هدایت و کنترل یک ربات زیر آبی شامل سه موتور و پروانه های متصل به آن به کمک کنترل فازی بررسی شده است. کنترل فازی بر اساس تجربیات انسانی و قوانین مورد نیاز انجام می گیرد. ربات همچنین قابل کنترل و هدایت توسط کاربر نیز می باشد. از این ربات می توان در محیط دریا یا استخر برای یافتن نقطه هدف و قرار گرفتن در جهت مورد نظر استفاده کرد. علاوه بر این ربات می تواند مسیری مشخص را نیز دنبال کند و در آن مسیر به جستجو بپردازد. این ربات قادر است انواع موانع در سطح یا در عمق را پشت سر بگذارد و به سمت هدف حرکت کند و عبور از موانع را با استفاده از قوانین فازی انجام می دهد، بدین معنی که در برخورد با هر نوع مانعی، ربات زیرآبی تصمیم لازم را برای عدم برخورد با آن در نظر گرفته و از آن عبور می کند. برای شبیه سازی سیستم مورد نیاز از نرم افزارهای webots که یک نرم افزار قوی در شبیه سازی ربات های متحرک می باشد و نرم افزار ریاضی maple استفاده شده است.

در صنعت، ناپایداری جریان در یاتاقان های ژورنال و در سرعت های دورانی بالا از اهمیت زیادی برخوردار است. معیار ناپایداری برای جریان غیر لزج بین دو استوانه هم محور دوار توسط تیلور-کوئت ارائه شده است هر چند که لزجت در یک سیال می تواند نقش پایدارکننده و یا ناپایدارکننده داشته باشد. درکار حاضر، تئوری های پایداری جریان بین دو استوانه هم محور دوار بررسی شده است و سپس الگوهای ناپایداری جریان، میدان سرعت، میدان فشار، و میدان ورتیسیته در فاصله بین دو استوانه توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. در این روش، در ابتدا جریان به صورت آرام در نظر گرفته می شود و سپس با افزایش تدریجی سرعت نسبی بین استوانه ها عدد تیلور بحرانی محاسبه و با رابطه تحلیلی تیلور مقایسه می شود. از نتایج عددی مشاهده می شود که با افزایش عدد تیلور به تدریج گردابه ها در جریان قدرت بیشتری یافته و لزجت نقش ناپایدارکننده را بازی می کند. با ناپایدار شدن جریان، الگوهای سلولی مربعی و ویژگی های آن در جریان قابل مشاهده و تحلیل است.

در سال های اخیر با توجه به کاربرد وسیع فولادهای زنگ نزن 316 L به عنوان پلاک های شکستگی تثبیت کننده، در بدن انسان مورد توجه بوده است. جدیدترین مطالعات بر روی خواص سطحی و متالورژیکی این مواد متمرکز شده است. این مواد به علت زیست سازگاری با محیط بدن و خواص مکانیکی بالا، پرمصرف ترین بیومواد داخل بدن انسان محسوب می شوند. در این تحقیق پلاک های تامین شده از چهار منبع متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی ها در سه مرحله انجام گرفت که مرحله اول، در حالت پلاک های تولید شده، مرحله دوم پلاک های استفاده شده در بدن و مرحله سوم پلاک هایی که دچار شکستگی شده اند. چهار مارک تجاری از پلاک های فولادی رایج انتخاب شده است. مارک آلمانی (AESCULA)، مارک سوئیسی (SANTEZ)، مارک هندی (SIORA) و مارک ایرانی (SINA). این پلاک ها تحت آزمایش های مکانیکی نظیر ضربه، سختی و خستگی مطابق استاندارد قرار گرفته اند.ریزساختار نیز توسط میکروسکوپ نوری، آنالیز شیمیایی و همچنین سطح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد و نوع شکست مشخص شد. آزمایش خوردگی شبیه سازی شده در بدن انسان، توسط محلول هنک جهت برآورد میزان خوردگی پلاک ها مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است.هدف بررسی ها در این تحقیق، ارزیابی کیفی و تعیین کیفیت بالاتر از نظر داشتن خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شکست می باشد. همچنین بدون در نظر گرفتن مارک تجاری، بررسی روش هایی که به هر صورت ممکن چه پزشکی و یا متالورژیکی، از شکست ایمپلنت ها در داخل بدن جلوگیری به عمل آورد. نمونه ایرانی تا حدود زیادی مشابه نمونه سوئیسی و آلمانی می باشد و نمونه هندی از لحاظ ریز ساختار، ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی با استاندارد پزشکی تطابق ندارد و وجود فازهای ثانویه دلیل بر شکست این نوع ایمپلنت در بدن می باشد.

در این مقاله یک روش بهبود یافته برای طراحی جاذب ارتعاشی خطی تحریک شده توسط ارتعاشات اتفاقی ارائه و مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا معادلات تحلیلی برای شتاب نویز سفید غیریکنواخت استخراج می گردند. این معیار با معیارهای رایج قدیمی مورد استفاده برای طراحی سازه های تحت اثر ارتعاشات اتفاقی متفاوت است و بر مبنای کمینه کردن تغییرات جابه جایی یا شتاب پاسخ های سازه اصلی، بدون در نظر گرفتن کارایی مورد نیاز در برابر شکست می باشد. این مطالعه به بررسی روش بهینه سازی چندمنظوره برای طراحی جاذب ارتعاشی برای کنترل ارتعاشات سازه ای غیریکنواخت تحریک کننده یک سازه مکانیکی که بر مبنای فرآیند شتاب اتفاقی توسعه داده شده، می پردازد. این کار بر مبنای الگوریتم بهینه سازی زنبور عسل انجام شده است. در ادامه یک مطالعه موردی برای یک سازه با چند درجه آزادی مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج اهمیت فرآیند طراحی اولیه را بیان کرده و نشان می دهند که روش طراحی اولیه بر مبنای بهینه سازی چندمنظوره، روشی مقرون به صرفه است و موجب کاهش زمان تحلیل و کسب اطلاعات خام می گردد.این روش بخصوص برای سازه های با درجات آزادی بالاتر به خوبی کارایی خود را نشان می دهد.

امروزه در عصری قرار داریم که کیفیت، سرعت، دقت و قیمت مهمترین پارامترها در طراحی و ساخت قطعات می باشند. برای ساخت قطعات با توجه به پیچیدگی آن از روش های سنتی و غیرسنتی استفاده می شود. آزمایش های آیرودینامیک معمولا نیاز به یک یا چند مدل برای تست در تونل باد دارند و این مدل ها معمولا دارای پیچیدگی های خاصی می باشند که برای ساخت آنها از روش های ماشینکاری، ریخته گری و یا نمونه سازی سریع استفاده می کنند و استفاده از هر کدام از این روش های ساخت دارای مزایا و معایبی می باشد. انتخاب یک روش ساخت بهینه می تواند بر روی نتایج و کیفیت ساخت تاثیرگذار باشد. در این تحقیق اثر تجربی صافی سطح یک نمونه پرتابه بر روی ضرائب آیرودینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور سه پرتابه با سه کیفیت سطح عالی، متوسط و خشن ساخته شد و در زاویه های حمله و سرعت های مختلف ضرائب آیرودینامیکی و نسبت برا به پسا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در سرعت های بالا و زاویه های حمله بالا بهتر است که از مدل با کیفیت سطح عالی استفاده شود زیرا باعث کاهش دراگ و افزایش نسبت برا به پسا می گردد و در نتیجه بر روی ضرائب آیرودینامیکی تاثیرگذار است و با افزایش زبری رینولدز بحرانی نیز کاهش می یابد.