مهندسی مکانیک مجلسی
سال:1388 | دوره:3 | شماره:2 (پیاپی 10) |تعداد مقالات:8

توسعه و بهبود ربات های تغییر شکل پذیر برای افزایش قابلیت های حرکتی و افزایش پایداری و مانورپذیری هر چه بیشتر لازم است. این گونه ربات ها قادر به عبور از زمین های ناهموار و بیشه زارها با حفظ پایداری و انجام عملیات از پیش در نظر گرفته شده می باشند. علت این توانایی، حفظ پایداری به صورت دینامیکی بدون کاهش ارتفاع مرکز جرم ربات می باشد. در این مقاله ربات SRR با افزودن یک درجه آزادی به ارابه بهبود داده شده است. در حالی که مجری نهایی بر روی یک مسیر فضایی در حرکت است، این درجه آزادی اضافی توانایی حفظ پایداری دینامیکی را به ربات می دهد. همچنین استراتژی تغییر شکل بهینه دینامیکی بر اساس معیار پایداری نیرو – زاویه و به کمک الگوریتم ژنتیک طراحی شده است. برای این منظور دینامیک ربات به کمک سه روش نیوتن- اویلر، لاگرانژ و کین به صورت پارامتری در نرم افزار MATLAB حل شده است و نتایج بهینه سازی بر روی کنترلر غیر خطی طراحی شده ربات اعمال شده است و بر روی تاثیر ثابت های کنترلر بر حاشیه پایداری و عکس العمل زیر تایرها بحث شده است. همچنین ساختارهای متفاوت ارابه ارایه و مورد تحلیل قرار گرفته است. برای اجتناب به نزدیک شدن به حاشیه ناپایدار، باید در هر لحظه میزان پایداری را محاسبه کرد. از آنجا که محاسبه این معیار زمان بر است، برای کنترل بلادرنگ ربات مشاهده گر پایداری نیرو - زاویه به کمک شبکه عصبی طراحی شده است. در نهایت جهت اعتبار سنجی نتایج بهینه سازی، ربات در نرم افزار  ADAMSشبیه سازی شده است.

بر اساس مدل دو بعدی تنش صفحه ای و فانکشتال دو شاخه ای بر اساس تئوری عمومی یگانگی هیل در مختصات قطبی، شرایط بحرانی چروکیدگی الاستیک لبه ورق گرد (تعداد موج های تشکیل شده در لبه ورق و همچنین محدوده چروکیدگی)، طی فرآیند کشش عمیق به طور تحلیلی و به منظور بهبود نتایج قبلی، به دست آورده شده است. در این حل تحلیلی، حد الاستیک بودن ماده علاوه بر شرایط بحرانی محدوده چروکیدگی الاستیک، لحاظ شده و در به دست آوردن فانکشنال دوشاخه ای از تئوری تغییر شکل کوچک و بزرگ استفاده گردیده  و در نهایت به مقایسه این دو تئوری پرداخته  شده است. مزیت قابل توجه نتایج به دست آمده با این روش نسبت به نتایج سایر مولفین که اغلب از روش های عددی استفاده نموده اند، به دست آوردن پاسخ صریح و همچنین استفاده از تئوری تغییر شکل بزرگ در به دست آوردن مقادیر بحرانی می باشد.

طول تغییر شکل یکی از پارامترهای مهم فرایند شکل دهی غلتکی سرد است که در تعیین فاصله بین ایستگاه ها و نیز آهنگ تغییر شکل، نقش اساسی دارد. باتاچاریا برای نخستین بار ضمن معرفی طول تغییر شکل، رابطه بسته ای برای این طول، در شکل دهی کانال متقارن به دست آورد. این مقاله به بررسی و تعیین طول تغییر شکل در شکل دهی غلتکی مقطع لوله گرد می پردازد. برای این کار از دو روش تحلیلی و شبیه سازی عددی اجزای محدود استفاده شده است. روش تحلیلی ارایه شده در این مقاله، بر اساس الگوی پیشنهادی در روش باتاچاریا استوار است. البته به دلیل پیچیده تر شدن هندسه تغییر شکل یافته نوار ورق، روابط مربوط به کرنش و انرژی تغییر شکل پیچیده تر و حل تحلیلی مساله دشوارتر می شود. همچنین با استفاده از روش تحلیلی ارایه شده، طول تغییر شکل برای یک مثال عددی خاص محاسبه و با نتایج شبیه سازی اجزای محدود نرم افزار  ABAQUS مقایسه می شود. سازگاری بین نتایج روش تحلیلی و شبیه سازی اجزای محدود، اعتبار روش ارائه شده را نشان می دهد. در پایان نیز اثر پارامترهای شکل دهی بر طول تغییر شکل، بررسی شده است.

در این مقاله جریان جابجایی آزاد آرام در یک محفظه شیبدار دارای پله بررسی شده است. یک دیواره این محفظه در دمای سرد و دیواره مقابل دارای منبع حرارتی دما ثابت است. سایر دیواره های محفظه آدیاباتیک است. یک پله عایق نیز بر روی دیواره پایینی محفظه وجود دارد. هدف از این بررسی، پیش بینی اثر عدد رایلی، شیب محفظه، ابعاد پله، و موقعیت منبع گرمازا بر میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت می باشد. جهت این بررسی، معادلات دو بعدی بقا جرم، مومنتم، و انرژی، از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم کنترل و الگوریتم سیمپل حل شده اند. نتایج نشان دهنده تاثیر ناچیز شیب محفظه، ارتفاع پله و موقعیت منبع حرارتی در اعداد رایلی کوچک است. این درحالی است که در اعداد رایلی بزرگ عوامل فوق تاثیر بسزایی بر جریان سیال و نرخ انتقال حرارت از محفظه دارند.

در این مطالعه، ابتدا جریان جابجایی توام آرام درون محفظه ای مستطیلی با AR=10 و دیواره متحرک مدلسازی شده و با نتایج حاصل از مطالعه دیگر محققان مقایسه شده است. پس از نشان دادن صحت محاسبات، جریان فوق به صورت درهم و با استفاده از مدل های معتبر آشفتگیRNG  و Standard حل شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد، شدت آشفتگی به دیواره های عمودی و لایه مرزی محدود شده است، به گونه ای که جریان در ناحیه مرکز محفظه، درهم و در نزدیکی دیواره ها آرام می باشد. همچنین مشخص گردید با افزایش عدد ریچاردسون و حاکمیت جریان جابجایی طبیعی، نرخ انتقال حرارت کاهش می یابد.

در سال های اخیر روش بهینه سازی تکاملی سازه ها موسوم بهESO (Evolutionary Structural Optimization)  به عنوان یک ابزار موثر در طراحی سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. مبنای روش ESO استفاده از نتایج تحلیل المان محدود مساله در هر مرحله از فرآیند و حذف تدریجی مواد زاید بر مبنای این نتایج می باشد. در روش مذکور برخی از پارامترهای تجربی از قبیل نرخ حذف مواد و نرخ تکاملی وجود دارد که در نتایج بدست آمده موثر می باشند. در مقاله ارایه شده تاثیر مرتبه المان مورد ارزیابی قرار گرفته و در این راستا از المان مربعی با هشت گره استفاده شده است و ضمن مقایسه نتایج آن با المان مربعی چهار گره ایی، تاثیر آن در مقادیر تنش، کاهش حجم و برخی از پارامترهای روش ESO از قبیل نرخ تکاملی و نرخ حذف مواد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برخی از مقادیر محاسبه شده جهت المان های مرتبه پایین برای استفاده در مسایل با المان های مرتبه بالاتر مناسب نیستند و در این راستا مقادیر مناسب جهت این پارامترها ارائه گردیده است. در ادامه چندین مثال با شرایط مرزی مختلف بیان شده است.

در این تحقیق رفتار دینامیکی مکانیزم خودتخریب مربوط به یک کنترل کننده به کمک روش اجزا محدود سه بعدی در نرم افزار آدامز شبیه سازی شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این تحقیق بر روی کنترل کننده مربوط به پرتابه های با شتاب بالا تمرکز دارد. این کنترل کننده از نوع مکانیکی بوده و در نوک پرتابه قرار می گیرد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی نحوه عملکرد مکانیزم خودتخریب یعنی حرکت قطعات سوزن و ساچمه ها به سمت بالا و بازگشت آن ها می باشد. همچنین بدست آوردن زمان و سرعت زاویه ای آغاز حرکت قطعات سوزن و ساچمه ها به سمت بالا و نیز بازگشت آن ها که پارامترهای مهمی در این مکانیزم هستند، مورد بررسی قرار می گیرند. در پایان، موارد رخ داده در خلال این شبیه سازی از نظر کیفی با اطلاعات موجود مقایسه شده است. این مقایسه درستی این شبیه سازی را تایید می نماید.

عملیات برداشت محصول سیب زمینی یکی از مشکل ترین، کاربرترین و حساس ترین مراحل می باشد. محصول به همراه حجم زیادی سنگ و کلوخ وارد کمباین سیب زمینی شده و در این بین جداسازی سیب زمینی ها از سنگ و کلوخ های هم اندازه یک مشکل اساسی به شمار می رود.از میان روش های مورد مطالعه توسط محققین بر پایۀ خواص فیزیکی سیب زمینی و سنگ و کلوخ، در این تحقیق، با توجه به شرایط مزارع و وضعیت اقتصادی کشاورزان ایران، روش تسمه نقاله شیب دار ترجیح داده شده است. در این روش ابتدا طرح واره ای از بخش جدا کننده سنگ و کلوخ از محصول طراحی و ساخته شد و پارامترهایی نظیر زاویه سطح، سرعت حرکت تسمه نقاله و نوع تسمه که در عمل جدا سازی نقش مهمی ایفا می کند، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی و با سه فاکتور زاویه در پنج سطح (10، 5، 15، 17.5 و 20 درجه) و سرعت در پنج سطح (100، 200، 300، 400 و 600 دور در دقیقه) و نوع تسمه در دو سطح (صاف و زبر) با پنج تکرار در نظر گرفته شد. به منظور تحلیل داده ها از نرم افزار SPSS استفاده شد. نتایج نشان داد که بهترین ترکیب زاویه، سرعت و نوع تسمه برای بیشترین جدایش و کمترین میزان سنگ و کلوخ در محصول جدا شده به ترتیب عبارت بود از زاویه 15 درجه، سرعت 300 دور در دقیقه با تسمه صاف و برای تسمه نوع زبر زاویه 17.5 درجه و سرعت 200 دور در دقیقه بود.