مهندسی مکانیک مجلسی
سال:1388 | دوره:3 | شماره:1 (پیاپی 9) |تعداد مقالات:8

بررسی جریان اطراف موانع با سطح مقطع های متفاوت و تعیین ضرایب نیروهای وارد بر آنها از طرف جریان، از اهمیت زیادی برخوردار است. همچنین تعیین میزان انتقال حرارت از این اجسام در مدارهای الکترونیکی جهت خنکاری صحیح ارزش بالایی دارد. در این تحقیق بطور عددی در محدوده اعداد رینولدز جریان اطراف موانع مربعی شکل پشت سرهم با فواصل مختلف بررسی شده است. با حل معادلات ناویر - استوکس و انرژی، کمیت های مختلف میدان جریان سیال و دما بدست آمده است. در محدوده اعداد رینولدز بررسی شده هر دو رژیم جریان های دایم و غیردایم بوجود می آیند. برای فاصله بین سیلندری G=5 عدد رینولدز بحرانی در محدوده تعیین شده است. اثر افزایش عدد رینولدز و تغییر فاصله بین موانع بر الگوی جریان، میدان دما و همچنین کمیت های کلی جریان مطالعه شده است. مقایسه نتایج مختلف بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود توافق خوبی را نشان می دهد.

در این مقاله به تحلیل الاستوپلاستیک مخازن جدار ضخیم FG تحت فشار داخلی می پردازیم. امروزه مخازن جدار ضخیم حاوی مایعات با فشار زیاد، در صنایع شیمیایی استفاده می شوند. با توجه به فشار داخلی زیاد، مخزن در بخشی از ضخامت خود وارد محدوده پلاستیک می شود؛ به همین دلیل برای تحلیل مخزن به بررسی رفتار الاستوپلاستیک نیاز داریم. در این تحقیق رفتار الاستوپلاستیک مخازن کروی و استوانه ای  FGتحت فشار داخلی بررسی می شود. برای مقایسه با مخازنFG ، به بررسی رفتار الاستوپلاستیک  مخازن همگن نیز می پردازیم. به این منظور با فرض وجود رفتار پلاستیک ایده ال تحت شرایط تقارن محوری و اعمال معیار تسلیم ترسکا برای مخازن کروی و استوانه ای همگن و  FGاز جنسAl A359/SiCp  نتایج تحلیلی حاصل از تحلیل این مخازن بررسی می شوند. از مدل توانی برای توصیف تغییر تدریجی خواص مکانیکی مواد FG در راستای شعاعی استفاده می شود. نتایج به صورت تحلیلی بیان می شوند. نتایج حاصل از تحلیل مخازن FG پس از ساده سازی با نتایج مربوط به تحلیل مخازن همگن یکسان هستند. همچنین مشاهده خواهد شد که بکارگیری مخازن FG به جای مخازن همگن ظرفیت تحمل فشار داخلی را بیشتر می کند.

این تحقیق ارتعاش آزاد ورق های چند لایه ای همراه با شرایط مرزی مختلف را بررسی می نماید. ابتدا یک ورق S-FGM با شرایط مرزی مختلف بررسی می شود. سپس یک ورق دو لایه ای که در آن یک لایه S-FGM بر روی یک زیر لایه هموژن (همگن) پوشانده شده، تحت شرایط مرزی مختلف بررسی می گردد که برای سادگی S-FGM-coated نامیده می شود. دیگری یک ورق سه لایه ای که در آن S-FGM به عنوان لایه وسط بکار گرفته شده و مواد هموژن متفاوتی در لایه های بالایی و پایینی هستند؛ که تحت شرایط مرزی مختلف می باشد، بررسی گردیده که این ورق FGM-undercoated نامیده شده است. مدول یانگ ورق تابعی در راستای ضخامت متغیر فرض شده است و ضریب پوآسون در سراسر ورق ثابت باقی می ماند. گرادیان ماده در قسمت FGM از ساختار لمینیت از توابع  Sمانند پیروی می کند، بدین منظور این ورقها S-FGM نامیده شده اند. برای ساختارهای چند لایه ای، محاسبات کمیت های A11, B11, C11, Q11, S11 در این موارد پیچیده تعریف شده اند، بنابراین در این تحقیق یک روشی برای راحت تر شدن محاسبات آنها بکار برده شده است. ابتدا نتایج با نرم افزار المان محدود ABAQUS مقایسه شده و مطابقت خوبی را نشان دادند. سپس مقادیر فرکانسهای هر سه ورق برای شرایط مرزی مختلف و نسبتهای طول به عرض برای تعدادی از پارامتر ماده بدست آمده اند و به صورت نمودار ارایه گردیدند.

در این مقاله، با توجه به خصوصیات ظرفیت حمل بار بالا و فضای کاری نسبتا بزرگ روبات های کابلی، ماکزیمم ظرفیت حمل بار دینامیکی برای روبات کابلی بین دو نقطه داده شده از فضای کاری همراه با مسیر بهینه محاسبه شده است. برای این کار، ابتدا دینامیک روبات های کابلی به روش لاگرانژ بدست آمده است و سپس برای یافتن ظرفیت حمل بار دینامیکی روبات های کابلی علاوه بر در نظر گرفتن قید ظرفیت گشتاور موتورها، قید فضای کاری نیز جهت بدست آوردن نیروی کشش مثبت در کابل ها در نظر گرفته شده است. مساله به صورت یک مساله بهینه سازی مسیر فرمول بندی شده است که اساسا یک مساله بهینه سازی مقید غیر خطی است و سپس روش برنامه ریزی خطی تکرار پذیر برای حل مساله بهینه سازی به کار رفته است. در پایان یک مثال عددی از روبات کابلی 6 درجه آزادی ارائه شده و نتایج حاصله بحث شده است.

در این مقاله به بررسی ارتعاشات آزاد سه بعدی صفحات دایروی توپرFGM  با شرایط مرزی مختلف در لبه ها پرداخته می شود. با استفاده از روش نیمه تحلیلی که ترکیبی از روش فضای حالت(SSM)  و مربعات دیفرانسیلی (DQM) می باشد، مساله حل شده و فرکانس های طبیعی و مدهای ارتعاشی در حالت ارتعاشات آزاد به دست می آیند و در ادامه با نوشتن برنامه کامپیوتری به کمک نرم افزارMATLAB ، جواب نهایی که همان فرکانس طبیعی ورق می باشد بدست می آید و تاثیر پارامترهای مختلف بر مقدار فرکانس طبیعی در شرایط مرزی مختلف بررسی می شود. در انتها با حل مساله نمونه عددی و در نظر گرفتن شرایط مرزی، حالات مختلف را مورد بررسی قرار داده و نتایج بدست آمده در جداولی با نتایج مشابه در مرجع [18] و ANSYS مقایسه می شود.

در این مقاله بررسی نیروی نورد و سهم کاهش ضخامت لایه ها از کاهش ضخامت اعمالی در نورد سرد ورقهای چندلایه در دستور کار قرار گرفته است. برای این منظور دو ترکیب متفاوت ورقها انتخاب شده است. در ابتدا و بمنظور اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی اجزای محدود، شرایط تست تجربی شبیه سازی اجزای محدود شده و با نتایج تجربی مقایسه شده تا صحت عملیات مشخص شود. سپس ترکیبهای مورد نظر از لایه ها بمنظور بررسی پارامترهای فوق در برنامه اجزای محدود قرار گرفته است. در پایان نیروی نورد، سهم کاهش ضخامت لایه ها از کاهش ضخامت اعمالی و تاثیر فاکتور اصطکاک بین ورق و غلتک بر نیروی نورد و کاهش ضخامت هر لایه بدست آمده است. نتایج نشان می دهند که علاوه بر نرمی و سفتی لایه ها، نسبت ضخامت پوشش به هسته نیز در کاهش ضخامت هر لایه موثر می باشد. همچنین با افزایش فاکتور اصطکاک بین ورق و غلتک، میزان کاهش ضخامت لایه پوشش کاهش و میزان کاهش ضخامت لایه هسته افزایش و نیروی نورد به صورت کلی افزایش می یابد.

وقتی جریان سیال از روی دسته لوله ها عبور می کند انرژی سیال به لوله ها انتقال پیدا می کند. نیروهای وارد شده به لوله ها از طرف سیال یکی از مهمترین مسایلی است که در دسته لوله ها وجود دارد. این مساله باعث ایجاد مشکلات فراوان در سیستمهایی که شامل دسته لوله ها هستند، می شود. در کار حاضر ابتدا برای چک کردن برنامه و روش حل ابتدا جریان آرام حول یک استوانه داخل کانال بررسی می شود. این مساله در دو عدد رینولدز 20 (جریان دایم) و 100 (جریان غیر دایم و پریودیک) حل شده است. استوانه در مرکز کانال قرار ندارد. بنابراین وجود خارج از مرکزیت باعث می شود که نیروی لیفت وارد شده به استوانه از طرف سیال مخالف صفر شود. در ادامه جریان حول یک دسته لوله با بیست و چهار لوله بررسی می شود. تعداد شش ردیف لوله در جهت جریان که در هر ردیف چهار لوله قرار دارد. این مساله در عدد رینولدز 50 تا 40000 بررسی می شود و پروفیل های سرعت و فشار و الگوی جریان رسم می شود. در انتها جریان مغشوش حول یک دسته لوله با اعمال شرایط مرزی خاص و با استفاده از روش ادیهای بزرگ و برنامه نویسی موازی بررسی می شود. با انتخاب یک یا دو ردیف لوله و اعمال شرایط مرزی خاص، جریان روی دسته لوله ای با آرایش مستطیلی شبیه سازی خواهد شد. با حل جریان سیال و بدست آوردن پارامترهای جریان، میدان سرعت و همچنین نیروهای اعمال شده به لوله ها و تغییرات آنها بررسی شده است. نتایج حاصل، ضمن تطابق با نتایج تجربی جهت مطالعه و طراحی سیستم های شامل دسته لوله کاربرد فراوان دارد.

ارتعاشات در میز های هوایی ماشین های فوق دقیق مانع تحقق دقت های در حد نانو می گردد. انواع ارتعاشات داخلی، ریز لرزه ها و چکش هوایی، و عوامل بوجود آورنده آنها در مقاله حاضر بررسی می شوند. و برای کاهش تاثیر آنها پیشنهاد هایی ارایه می گردد. در این مقاله همچنین به آزمایشات ارتعاشی بر روی میز های هوایی ساخته شده با تعداد حوضچه های هوایی متفاوت نیز پرداخته شده است. فشار های بحرانی، تحلیل ارتعاشات خود تحریک و پیش بینی رفتار نقاط مختلف میز (که ممکن است بر آن ابزار یا قطعه کار بسته شود) توسط داده های مختلف ارتعاشی، از نتایج آزمایشات است.