مهندسی مکانیک مدرس
سال:1393 | دوره:14 | شماره:9 |تعداد مقالات:26

امروزه مدل سازی تومورها و نتایج شبیه سازی آنها برای پیش بینی چگونگی انتقال دارو به سلول از طریق مویرگ ها و بافت ها به کار می رود. این مدل سازی شامل بررسی جریان درون بافتی (جریان پخش و جا به جایی در ماتریس فراسلولی) و جریان عبوری از مویرگ ها، ایجاد شده توسط تومور است. در این مقاله مدل جامعی از جریان در بافت توموری و نرمال دربر گیرنده آن با در نظر گرفتن مقیاس های مختلف، (جریان جا به جایی خون در مویرگ ها به عنوان کوچک ترین مقیاس تا جریان سیال درون بافتی) ارائه شده است. در این مقاله برای اولین بار به کمک مدل ریاضی، شبکه مویرگی ناشی از تومور با دو رگ والد در اطراف آن تولید شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن خواص رئولوژی ناپیوسته خون در مویرگ ها و تطابق پذیری قطر مویرگ ها به عوامل جریانی و متابولیکی، جریان خون در شبکه مویرگی، مدل سازی شده است. این جریان همزمان با جریان درون بافتی که از طریق جریان عبور از دیواره مویرگ به هم متصل شده اند حل شده است. نتایج، فشار درون بافتی بالا در ناحیه توموری و همچنین شبکه مویرگی نامتناجس را که از عوامل اختلال در دارورسانی به تومورها هستند پیش بینی کرده است.

محاسبه نیروی برشی در همه فرآیندهای ماشینکاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله، ضخامت براده تغییر شکل نیافته در فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاش آلتراسونیک یک بعدی محاسبه و سپس، مدلی برای تعیین نیروی برشی در این فرآیند ارائه شده است. روابط تحلیلی نشان می دهند که بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی بیشتر از فرزکاری معمولی است ولی، میانگین نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی کاهش یافته است. برای راستی آزمایی مدل سازی پیشنهاد شده، به کمک یک تنظیم تجربی خاص و اعمال ارتعاش یک بعدی در راستای پیشروی به قطعه کار، نیروی برشی در فرزکاری معمولی و ارتعاشی به صورت تجربی اندازه گیری شده است. بزرگتر بودن بیشینه نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و کاهش میانگین نیروی برشی در آن نسبت به فرزکاری معمولی، در نتایج تجربی نیز مشاهده می شود. مقایسه مقادیر متوسط نیروی برشی نشان می دهد که روابط تحلیلی برای پیش بینی نیروی برشی در فرزکاری معمولی به طور متوسط 16% و در فرزکاری آلتراسونیکی به طور متوسط 40% خطا دارد. با توجه به اینکه محاسبه تحلیلی ضخامت براده تغییر شکل نیافته و نیروی برشی در فرزکاری آلتراسونیکی و همچنین مقایسه نیروهای تجربی با نیروهای مدل سازی شده، برای نخستین بار در این مقاله انجام شده است، می توان دقت روابط ارائه شده را قابل قبول دانست.

به دلیل افزایش بسیار زیاد توان محاسباتی در سال های اخیر، شبیه سازی های عددی به دلیل در نظر گرفتن مکانیزم های مختلف و پیچیده شکست، بیشترین سهم در طراحی سازه های کامپوزیتی را از آن خود کرده اند. با این حال مدلسازی دقیق و سه بعدی آسیب های ناشی از پدیده ضربه هنوز هم به عنوان چالشی جدی مطرح می باشد. در تحقیق حاضر از پیشرفته ترین روش مدل سازی المان محدود کامپوزیت ها (آباکوس - اکسپلیسیت (صریح))، جهت تعیین رفتار سازه های مشبک استوانه ای کامپوزیتی، هنگامی که تحت برخورد قرار می گیرند، استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پوسته و تقویت کننده ها از المان های جامد سه بعدی و جهت تعیین رفتار ماده، از مدل مادی وی یومت بر مبنای معیارهای آسیب پاک و هاشین (سه بعدی) استفاده شد. به دلیل عدم وجود معیارهای ذکر شده در نسخه های تجاری نرم افزار و اهمیت در نظر گرفتن چنین آسیب هایی در مدلسازی عددی، معیارهای مذکور با استفاده از کدنویسی در محیط نرم افزار فرترن نوشته شدند و به این شکل تحلیل پدیده نفوذ در سازه های کامپوزیتی که با المان های جامد سه بعدی مدل شده اند به قابلیت نرم افزار اضافه گردید. نمودارهای تغییرات سرعت و نیروی پرتابه، گستردگی سطح خرابی و مکانیزم های مختلف شکست به عنوان نتایج گزارش شده اند. در این تحقیق به منظور اعتبارسنجی مدل از آزمون های تجربی استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی توافق بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهند.

در این تحقیق، فرآیند غربال مواد دانه ای که توسط سرند ارتعاشی انجام می شود، با روش المان گسسته یا به بیانی دیگر دینامیک ملکولی شبیه سازی شده است. برای مدل سازی نیروی بین ذرات و مرزها، تابع پتانسیل کوتاه برد ویسکوالاستیک هرتز استفاده شده است. ذرات مورد غربال دارای هندسه کروی بوده و روزنه های توری سرند به شکل مربع مستطیل هستند و به سطح توری ارتعاش خطی اعمال شده است. طی شبیه سازی، معادلات دیفرانسیل حرکت ذرات بصورت عددی حل شده و رفتار آنها پیش بینی می شود. برنامه های کامپیوتری لازم جهت اجرا در نرم افزاری منبع باز تهیه و متغیرهای موثر در حل عددی تنظیم و مقادیر مطلوب انتخاب شده اند. با اجرای تعداد زیادی شبیه سازی، اثر پارامترهای مختلفی از جمله شیب توری، فرکانس ارتعاش، زاویه ارتعاش و سایز روزنه های توری بر بازده سرند مورد مطالعه عددی قرار گرفته و نتایج مربوطه در قالب نمودار گزارش شده اند. نتایج حاصل با گزارش های منتشر شده در مرجع های مرتبط مورد مقایسه کمی و کیفی قرار گرفته و اعتبار و صحت نتایج تایید گردیده است. هر چند راهکار تحقیق جاری عمومیت داشته و به یک مساله خاص محدود نیست، با این حال برای انتخاب برخی مقادیر عددی از اطلاعات یک مساله واقعی سرند گندله آهن مربوط به کارخانه گندله سازی گل گهر سیرجان استفاده شده است.

در این مطالعه تاثیر دمای هوای ورودی بر بهینه سازی مصرف انرژی، آسایش حرارتی و عمر متوسط موضعی هوا در سیستم تهویه جا به جایی برای یک اتاق نمونه مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج تحقیق، هنگامی که دمای هوای ورودی سیستم تهویه جابه جایی در تابستان از 17.8 به 25.8 افزایش یابد، انرژی مصرفی به اندازه %50 کاهش می یابد. با توجه به اینکه بهینه سازی مصرف انرژی یک اقدام مقید به حفظ شرایط آسایش حرارتی ساکنین است، به کمک دینامیک سیالات محاسباتی، به بررسی پارامترهای میانگین آراء افراد نسبت به شرایط گرمایی محیط و درصد نارضایتی افراد نسبت به شرایط گرمایی محیط به عنوان دو شاخص آسایش حرارتی عمومی پرداخته شده است. هم چنین گرادیان عمودی دمای هوا به عنوان شاخص نارضایتی حرارتی موضعی و عمر متوسط موضعی هوا به عنوان شاخص کیفیت هوا مورد ارزیابی قرار گرفته اند. تمامی شاخص های ذکر شده به جز عمر متوسط موضعی هوا، با افزایش دما در محدوده مورد نظر استاندارد ایزو 7730 قرار می گیرند اما شاخص کیفیت هوا دچار اندکی افت کیفی در ناحیه استنشاقی می گردد. این افت اندک، قابل اغماض بوده و سیستم تهویه جا به جایی به عنوان سیستم تهویه ای مناسب برای کاربردهای تابستانی قابل استفاده است.

در این مقاله بررسی دینامیک یک خودروی شاسی بلند هنگام حرکت روی دو چرخ مدنظر قرار گرفته است. هدف بدست آوردن معیاری فراگیر برای تعیین آستانه چپ شدن خودروهای شاسی بلند است. در این راستا ابتدا مدل جدیدی برای حرکت خودرو روی دو چرخ ارائه شده است تا بر اساس نتایج آن آستانه ای برای چپ شدن مشخص شود. این نتایج می توانند اساس طراحی کنترلرهای جدید برای پیش گیری از چپ شدن خودروها در بهترین زمان ممکن قرار گیرند. پس از مدلسازی خودرو، نیروهای وارد بر تایرها مورد نظر قرار گرفته اند و سعی شده است از مناسب ترین مدل ها در این زمینه بهره گرفته شود. در ادامه اعتباردهی به مدل پیشنهادی انجام شده است. به عنوان یکی از مهمترین قسمت ها، تحلیلی بر پایداری مدل آمده است. برای استخراج آستانه چپ شدن خودرو هنگام حرکت روی دو چرخ، از حل معادلات حرکت در حالت پایدار بهره گرفته شده است و بر همین اساس معیار پیش بینی آستانه چپ شدن خودرو مشخص شده است. پس از آن شبیه سازی خودرو در شرایط گوناگون تحت چند مانور انجام گرفته تا کارایی معیار ارائه شده تایید شود. در نهایت مشخص گردید که معیار ارائه شده بسیار کاراتر از معیارهای موجود است و می تواند در شرایطی بهینه آستانه چپ شدن خودرو را در سرعت ها و ورودی های فرمان مختلف، پیش بینی کند.

در مطالعه حاضر، به ساخت و بررسی عملکرد لایه تشعشعی کاتالیستی در شرایط کارکردی و آب و هوایی مختلف پرداخته شده است. برای تهیه کاتالیست از 1g هگزا کلروپلاتینیک اسید شش آبه در 0.5 لیتر حلال شامل 50% آب مقطر و 50% اتانول استفاده شده و محلول حاصل روی پایه از جنس پتوی آلومینا - سیلیکاتی اسپری گردید. لایه آغشته شده، پس از خشک شدن و کلسیناسیون در کوره، آماده استفاده شد. عملکرد لایه کاتالیستی با طراحی و ساخت دستگاه تست با قابلیت اندازه گیری پارامترهایی نظیر دمای سطح و عمق لایه کاتالیستی، میزان آلاینده های CO و NOx، دبی و فشار سوخت و دبی گردش هوای اجباری بر روی سطح پنل، مورد ارزیابی قرار گرفت. با قرار دادن پنل حاوی لایه کاتالیستی در یک محفظه تست محیطی، اثر شرایط آب و هوایی زمستانی چند شهر ایران نظیر بروجرد، خلخال، لاوان، ماهشهر و پولادشهر روی عملکرد پنل بررسی شد. دمای سطح پنل به طور میانگین برابر با 350oC بوده و میزان تولید آلاینده های NOx برابر با صفر و میزان CO زیر 5 ppm اندازه گیری شد. همچنین در شهر خلخال با کمترین دما و رطوبت، بیشترین میزان دمای سطح ثبت گردید و بیشترین میزان انتشار CO (حدود 3 ppm) در شهر ماهشهر با بیشترین دما و رطوبت، ثبت شد. نشان داده شد که افزایش دبی سوخت باعث افزایش دمای سطح و افزایش میزان آلاینده CO می شود و با کاهش دما و رطوبت محیط، دمای سطح افزایش می یابد.

در این پژوهش، روشی تحلیلی برای بررسی رفتار ترموالاستیک نانو پوسته کروی تحت شوک حرارتی با استفاده از تئوری محیط پیوسته غیر محلی ارائه شده است. پوسته به صورت جامدی الاستیک، همگن و همچنین ایزوتروپ در نظر گرفته شده است. حل تحلیلی معادلات دیفرانسیل حاکم، با استفاده از تبدیل لاپلاس و نیز به کارگیری روش تبدیل دیفرانسیلی (DTM) صورت گرفته است. مجهولات معادله بازگشتی استخراج شده با استفاده شرایط مرزی، در حوزه لاپلاس تعیین شده اند. نتایج به دست آمده، با استفاده از تبدیل لاپلاس معکوس سریع (FLIT) از حوزه لاپلاس به حوزه زمانی تبدیل شده اند. برای صحه گذاری روش ارائه شده، نتایج عددی با نتایج موجود در مقالات مرتبط مقایسه گردیده است. نتایج به دست آمده، از دقت قابل قبولی نسبت به نتایج به دست آمده در پژوهش های پیشین برخوردار است. همچنین، اثر پارامتر غیر محلی و نیز ضخامت پوسته در جابجایی شعاعی و همچنین تنش های شعاعی و محیطی نقاط مختلف پوسته تحت شوک دمایی مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیلی ارائه شده، زمینه مناسبی برای بررسی رفتار گذرای ترموالاستیک در پوسته های کروی تحت بارهای دمایی و مکانیکی مختلف فراهم می کند.

در این تحقیق یک مدل سازی دقیق سیستمی از پرنده بالزن ارایه شده که به نوبه خود جدید است و شامل همه پارامترهای موثر بر عملکرد آن است. مکانیزم بال زدن مزیت های قابل توجه مانور پذیری و سرعت کم را در میکرو پرنده ها بدست داده است. فعالیت جاری ضمن پرداختن به جنبه های مختلف مدل سازی و تلفیق معادلات ایروالاستیک، امکان یک مطالعه پارامتری جامع را فراهم اورده است. مدل سازی بر مبنای توسعه معادلات حاکم بر یک بال انعطاف پذیر انجام شده و در گام دوم، با قیاس داده های تجربی حاصل از یک سکوی تست استاتیک، اعتبار مدل ارزیابی و تایید شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و مطالعه پارامتری در قالب رفتار میانگین کمیت های عملکردی ارایه شده است. تغییرات نیروی جلوبرنده، توان مصرفی و راندمان بر حسب سختی پیچشی و نیز سینماتیک بال زدن نشان داده شده اند. بر این مبنا الزامات پرواز بهینه بالزن تدوبن شده است. نتایج این فعالیت نشان می دهد با تغییر فرکانس و بالطبع سرعت رو به جلوی پرنده، مقادیر بهینه دامنه بال زدن و پارامتر سختی پیچشی، مستقل هستند. بنابراین با انتخاب مناسب متغیرهای سینماتیکی می توان با یک سختی معین، همواره در شرایط بهینه پرواز کرد.

جوشکاری چند مرحله ای یکی از پرکابردترین انواع جوشکاری در صنایع مختلف است. در این مقاله توزیع دما و تنش پسماند ناشی از فرایند جوشکاری سه مرحله ای دو ورق فولادی زنگ - نزن از نوع AISI 321 با ضخامت غیریکسان بررسی شده است. فرآیند جوشکاری شامل دو مرحله جوشکاری الکترود دستی و یک مرحله جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی می باشد. این فرایند ابتدا در محیط آزمایشگاهی انجام گردید و توزیع دمای ناشی از فرآیند توسط ترموکوپل هایی ثبت گردید. همچنین تنش پسماند ایجاد شده به صورت تجربی و با استفاده از روش سوراخکاری مرحله ای مرکزی به دست آمد. سپس فرآیند مذکور در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس مدل سازی شده و نتایج با اندازه گیری های تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مدل اجزاء محدود شامل خواص حرارتی و مکانیکی فلز پایه و فلز جوش به صورت تابعی از دما است. همچنین ابزارهای پیشرفته مدل سازی فرآیند جوشکاری مانند حرکت منبع حرارتی و تولد المان استفاده شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که نتایج عددی و اندازه گیری های تجربی تطابق خوبی با یکدیگر داشته و مدل به وجود آمده می تواند پیش بینی خوبی از توزیع دما و تنش پسماند در این فرآیند جوشکاری داشته باشد، لذا این مدل قابل استفاده در طراحی و ارزیابی سازه جوشکاری شده است.

در این پژوهش، به بررسی ضریب شدت تنش مود اول ترک محیطی نیم بیضوی در سطح خارجی استوانه با نسبت شعاع به ضخامت 30 پرداخته می شود. این استوانه ها در سکوهای حفاری نیمه شناور کاربرد دارد. ابتدا بر اساس معادلات ترموالاستیسیته نیمه کوپل، میدان تنش در استوانه ای تحت بارهای حرارتی و مکانیکی استخراج می شود. سپس، با استفاده از نتایج سه بارگذاری مرجع بر روی جبهه ترک، توابع وزن عمیق ترین نقطه و نقاط سطحی ترک استخراج می شود. با استفاده از میدان تنش ترموالاستیسیته و توابع وزن استوانه ترک دار، روابطی صریح برای ضریب شدت تنش این نقاط استخراج می شود. اختلاف ضریب شدت تنش حاصل از توابع وزن پیشنهادی با نتایج حاصل از روش اجزاء محدود و نتایج تحقیقات دیگران در تطابق خوبی قرار دارد. اثرات اندرکنش بارهای حرارتی و مکانیکی در ضریب شدت تنش نیز مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که، ضریب شدت تنش بی بعد عمیق ترین نقطه و نقاط سطحی ترک، با افزایش نسبت بار، به ترتیب کاهش و افزایش می یابند.

فروریزش محوری مواد فومی به دو صورت قابل رخداد است: تخریب نواری گسسته و فروریزش پیشرونده. در این مقاله، یک مدل ریاضی کاملا جدید برای تخمین مقاومت و توصیف کیفی و کمی فروریزش پیشرونده یک بعدی فوم آلومینیومی در برابر بارگذاری ضربه ای معرفی شده و بر توانایی آن در تفکیک این الگوی فروریزش به دو رژیم مجزای انتشار موج شوک و موج الاستیک - پلاستیک، با استفاده از معیارهای صحیح تاکید شده است. سپس با استفاده از روابط بقا و بکارگیری این مدل جدید، حل تحلیلی تغییرشکل دینامیکی فوم های آلومینیومی در دو رژیم مذکور ارائه شده است. ویژگی بارز رژیم دوم، افزایش دو مرحله ای سطح تنش در خلال عبور موج از میان ماده است؛ بنحوی که تنش در ابتدا و با عبور بخش الاستیک موج تا آستانه تسلیم ارتقا یافته و آنگاه با عبور بخش پلاستیک آن، تا سطوح بسیار بالاتر پرش می نماید. حال آنکه در رژیم نخست، موج تنش تنها دارای یک بخش پلاستیک است که با جبهه ای عمودی و تیز و سرعتی کاملا فراصوتی، در محیطی اساسا آرام و دست نخورده منتشر شده و به همین جهت موج شوک نامیده می شود. مدل سازی تحلیلی ارائه شده با استفاده از شبیه سازی المان محدود درستی آزمایی و اعتبارسنجی شده است. نزدیکی بسیار مطلوب پیش بینی های تئوری به نتایج عددی، حاکی از دقت بالای مدل و معادلات توصیف گر آن است.

از جمله روش های پرکاربرد مطالعه رفتار مکانیکی پلیمرهای تقویت شده با نانولوله کربن، مدلسازی و شبیه سازی رفتار المان حجمی معرف است. در مطالعه خواص مکانیکی با استفاده از المان حجمی معرف، مشخص می شود که این خواص، تابعی از خواص اجزاء سازنده و پارامترهای هندسی می باشند. در این تحقیق، یک المان حجمی معرف شامل ماتریس پلیمری پیرامون و یک نانولوله کربن در هسته، به صورت مکعب مستطیل با سطح مقطع مربعی در نظر گرفته شده است. طول و ضخامت المان حجمی معرف، طول نانولوله کربن و دو سر آن و همچنین درصد حجمی نانولوله کربن پارامترهای متغیر مورد نظر می باشند. بدین وسیله تاثیر تغییرات این پارامترها روی مدول الاستیسیته المان حجمی معرف و در نتیجه مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت، مورد مطالعه قرار گرفته است؛ بنابراین روابط تحلیلی مربوط به مدول الاستیسیته المان حجمی معرف به دست آمده و به کمک روش اجزاء محدود نیز، مدل سازی و تحلیل شده است. نتایج نشان می دهند که در یک درصد حجمی ثابت با تغییر هر کدام از پارامترهای طول یا عرض المان حجمی معرف، به خصوص مدول الاستیسیته طولی آن به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند؛ بنابراین با استفاده از رابطه مایکرومکانیکی هالپین - تسای و روابط تحلیلی استخراج شده در این تحقیق، نسبت ابعادی مناسب المان حجمی معرف بر حسب کسر حجمی، به دست آمده و پیشنهاد شده اند.

در مهندسی معکوس گاهی اوقات با توجه به ابعاد و پیچیدگی قطعه کار نیاز به چندین بار برداشت نقاط توسط ماشین اندازه گیری مختصات و یا اسکن نوری و تنظیمات مربوطه می باشد. برای مدل سازی قطعه کار، لازم است نقاط به دست آمده از اندازه برداری های متفاوت در یک سیستم مختصات بیان شود، که به این عملیات تطابق می گویند. فرآیند تطابق برای دو یا چند ابر نقاط، تعیین تبدیل هندسی بین آنها در یک سیستم مختصات مطلق است. از تطابق، پارامترهای چرخش (سه زاویه) و جابجایی (سه مولفه جابجایی) به دست می آید. با داشتن مختصات حداقل سه نقطه متناظر در دو دستگاه مختصات محلی و مطلق، با توجه به معادلات ریاضی می توان پارامترهای تطابق را به دست آورد. در عمل با توجه به عدم دقت و وجود اغتشاش در داده ها، برای منطبق نمودن آنها (فرآیند تطابق) از روش های دیگر استفاده می شود. در این مقاله با توجه به مشکلات عملی و لزوم فرآیند تطابق در مباحث کاربردی، روش نلدر -  مید در کاربردی متفاوت، برای انجام فرآیند تطابق ابر نقاط به کار گرفته شده است، همچنین روش های تجزیه مقادیر منفرد و الگوریتم ژنتیک پیاده سازی شده اند. این روش ها از لحاظ دقت، میزان همگرایی و زمان اجرا با یکدیگر مقایسه شده اند.

مدل پرنتل - ایشلینسکی یکی از مدل های قدرتمند در شناسایی رفتار غیرخطی هیسترزیس در سیستم ها می باشد. شکل ابتدایی این مدل که مدل کلاسیک پرنتل - ایشلینسکی نامیده می شود، قابلیت شناسایی سیستم ها با خروجی اشباع شده را ندارد و همچنین هنگامی که حلقه های هیسترزیس نامتقارن باشد، نتایج شامل خطاهای قابل ملاحظه ای می شود. به منظور از بین بردن این نقاط ضعف، اصلاحاتی بر روی مدل کلاسیک انجام شده است که آن را مدل اصلاح شده پرنتل- ایشلینسکی می نامند. این مدل عمولا برای شناسایی رفتار هیسترزیس در موادی مانند پیزوالکتریک، پیزوسرامیک، آلیاژهای حافظه دار و ... استفاده می شود؛ اما در این پژوهش از این مدل، جهت شناسائی رفتار هیسترزیس یک شیر کنترل فشار تناسبی هیدرولیکی که شامل حلقه های هیسترزیس نامتقارن می باشد، استفاده شده است. این مدل با استفاده از داده های تجربی بدست آمده از شیر کنترل فشار تناسبی، آموزش داده شده و پارامترهای آن به منظور سازگاری هر چه بیشتر آن با رفتار هیسترزیس واقعی، شناسایی شده است. این داده های تجربی شامل منحنی های بازگشتی کاهشی از حلقه اصلی می باشند. سپس دقت مدل بدست آمده در پیش بینی رفتار هیسترزیس شیر با استفاده از داده های تجربی متفاوت، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که این مدل از دقت بالایی برخوردار بوده و توانایی زیادی در پیش بینی رفتار هیسترزیس شیر کنترل فشار تناسبی دارد.

استفاده از سوراخ های متوقف کننده از جمله ساده ترین روش ها برای کاهش ضریب شدت تنش در نوک ترک و در نتیجه کاهش نرخ رشد ترک است. کارایی سوراخ های متوقف کننده در مهار رشد ترک بر مبنای تاثیرگذاری آن ها روی ضرایب شدت تنش سنجیده می شود. بسیاری از اجزای فلزی در سازه های مهندسی به دلیل هندسه خاص خود، دارای سطوحی انحنادار هستند. بنابراین در مقاله حاضر، با استفاده از تحلیل های اجزا محدود و با در نظر گرفتن آرایش های گوناگون سوراخ های متوقف کننده، تاثیر حضور این سوراخ ها بر ضرایب شدت تنش در قطعه انحنادار با ترک مرکزی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج عددی بیانگر این است که موقعیت و اندازه سوراخ های متوقف کننده بر مقدار ضریب شدت تنش نوک ترک تاثیرگذار است. مهمترین دلیل تغییر در ضریب شدت تنش، تاثیرگذاری سوراخ های متوقف کننده بر میدان تنش نوک ترک است. با افزایش اندازه سوراخ های دوطرف ترک و کاهش فواصل افقی و عمودی آنها از نوک ترک، تاثیرپذیری ضریب شدت تنش نیز بیش تر می شود. همچنین نتایج عددی بیانگر این نکته اند که کارایی سوراخ های متوقف کننده در سطوح انحنادار، برابر با کارایی روش مذکور در سطوح تخت است.

در این مقاله تاثیر فرایند نورد گرم بر خواص و ریزساختار کامپوزیت Al-B4Cتولید شده به روش ریخته گری گردابی بررسی شده است. برای ساخت نمونه های کامپوزیتی، سه درصد حجمی ذرات B4C با میانگین اندازه ذرات 300 نانو متر به مذاب آلیاژ Al-356 افزوده شد. عملیات نورد در دمای 350 درجه سانتی گراد روی قطعات ریختگی حاصل از 15 دقیقه اختلاط در دمای 850 درجه سانتی گراد صورت گرفت. برای بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه های کامپوزیتی، آزمون های تخلخل سنجی، سختی سنجی و استحکام کششی انجام گرفت. ریزساختار نمونه ها نیز به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. نتایج نشان دهنده کاهش میزان تخلخل، افزایش سختی و افزایش استحکام کششی قطعات کامپوزیتی نورد شده می باشد. میزان تخلخل قطعات کامپوزیتی قبل از عملیات نورد 2.05 درصد بود که پس از انجام عملیات نورد به 0.35 درصد کاهش یافته است. استحکام کششی و سختی قطعات کامپوزیتی قبل و پس از عملیات نورد نیز به ترتیب 178MPa و 293MPa و 62HBN و 101HBN به دست آمد. همچنین عملیات نورد گرم باعث نرم تر شدن شکست نمونه های کامپوزیتی تولید شده به روش ریخته گری گردابی شد.

شکل مجرای جریان از طریق تاثیری که بر رفتار جریان سیال دارد، بر پدیده جا به جایی حرارت اثر می گذارد. در این پژوهش به بررسی جریان سیال آرام و پایدار درون یک کانال با دیواره های موج دار پرداخته می شود. اگر کانال متشکل از یک واحد تکرار شونده در طول مسیر باشد، شکل این واحد را در حالت کلی می توان ترکیبی از یک دیفیوزر و یک نازل فرض کرد. در این مقاله اثر چند پارامتر هندسی این نازل ها و دیفیوزرهای فرضی نظیر طول / شکل دیواره و میزان عدم تقارن، بر افت فشار سیال و نرخ جا به جایی حرارت در یک کانال دو بعدی مطالعه شده است. جریان داخلی، لزج و غیرقابل تراکم و عدد رینولدز 200 در نظر گرفته شده است. مطالعه انجام شده حاکی از آن است که افزایش طول نازل نسبت به دیفیوزر در یک واحد تکراری در امتداد کانال باعث افزایش عدد نوسلت متوسط شده ولی عدم تقارن دیواره ها بسته به میزان آن ممکن است سبب کاهش یا افزایش عدد نوسلت شود. به طور کلی در رینولدزهای پایین، تغییر شکل دیواره ها مکانیزم موثری برای افزایش نرخ انتقال حرارت نیست. درعین حال، با انتخاب مناسب پارامترهای هندسی نازل و دیفیوزر در یک واحد طولی کانال می توان نرخ جا به جایی حرارت را افزایش داد. یک الگوریتم ژنتیک بهینه یابی به همین منظور معرفی و در حل یک مساله نمونه به کار گرفته شده است.

در پژوهش حاضر به منظور ارائه مدل رگرسیون و بهینه سازی استحکام کششی و کرنش پذیری اتصالات دوگانه «کامپوزیت پایه اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه - فولاد سازه» از الگوریتم مرکب مرکزی چرخش پذیر استفاده شده است. با انتخاب دماو زمان پخت اتصالات به عنوان متغیرهای ورودی، این پارامترها، پس از انجام آزمون توزین حرارتی، کدگذاری شده و هر کدام در پنج سطح مورد مطالعه قرار گرفتند. به منظور برآورد رویه پاسخ مورد نظر و ارائه مدل متناسب، سیزده آزمایش سیستماتیک انجام شد. به منظور سنجش دقت و اعتبار مدل پیشنهادی از آنالیز واریانس داده ها استفاده شده است. برای بررسی تاثیر همزمان و متقابل زمان و دمای پخت بر استحکام اتصالات و برآورد شرایط بهینه فرایند اتصال، نمودارهای دو بعدی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. مقدار بهینه هر کدام از متغیرهای پخت با بهره گیری از داده های نموداری مدل ریاضی ارائه شده، 40oC و 180 دقیقه به ترتیب برای دما و زمان پخت اتصالات به دست آمد. در نهایت، بررسی های ریز ساختاری با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی از سطوح شکست نمونه ها صورت گرفت که تطابق مناسبی با نتایج حاصل از مدل را نشان داد.

خواب آلودگی رانندگان یکی از علل مهم تصادفات شدید می باشد و بر اساس آمار، خواب آلودگی علت 30% تا 37% سوانح جاده ای منجر به فوت در ایران است. در این مطالعه از اطلاعات خودرو و جاده مبتنی بر فرمان و موقعیت عرضی خودرو جهت تشخیص خواب آلودگی راننده ها استفاده شده است. آزمایشات بر روی راننده های سواری در شبیه ساز رانندگی انجام شد. شرکت کنندگان از بین راننده های مرد 21 تا 28 ساله و با میزان تمایل به خواب بالا (10 ³ شاخص خواب آلودگی اپ ورث) انتخاب شدند. سناریو شامل رانندگی بر روی جاده یکنواخت مجازی در دو حالت هوشیار و خواب آلوده بود. از معیار خواب آلودگی کرولینسکا و ارزیابی تصاویر ویدیویی راننده ها توسط ناظرین آزمایش جهت صحه گذاری بر نتایج آزمایشات استفاده شد. نتایج نشان دادند که منحنی فاز غربیلک فرمان (شاخص بیضی)، انحراف معیار زاویه فرمان، انحراف معیار موقعیت عرضی و میانگین موقعیت عرضی خودرو با خواب آلودگی راننده ها رابطه مستقیم دارند. انتخاب آستانه خواب آلودگی برای هر یک از شاخصه ها بر مبنای کمینه کردن اعلام هشدار برای خطاهای مثبت انجام گرفت. دقت تشخیص خواب آلودگی برای شاخص بیضی 77%، انحراف معیار زاویه فرمان 76%، انحراف معیار موقعیت عرضی 67% و برای میانگین موقعیت عرضی 65% بدست آمد.

در تحقیق حاضر، رفتار ضربه ای صفحات آلومینیومی تعمیر شده توسط وصله های کامپوزیتی دارای لایه فلزی(FML)  در دماهای مختلف با استفاده از دستگاه ضربه افتان مطالعه شده است. تعدادی نمونه آلومینیومی ترمیم شده توسط وصله های FML در محدوده دمایی 20- درجه سانتی گراد تا 60 درجه سانتی گراد مورد آزمایش ضربه افتان قرار گرفته، رفتار ضربه ای و مکانیزم های شکست آنها تا آستانه سوراخ شدن شان بررسی شده است. در این تحقیق از نمودار نشان دهنده انرژی(EPD)  برای به دست آوردن انرژی آستانه سوراخ شدن و انرژی آستانه نفوذ استفاده شده، علاوه بر آن تاثیر دما روی خصوصیاتی نظیر: بار قابل تحمل، مدت زمان تماس و تغییرشکل دائمی مطالعه شده است. نتایج نشان داد که مقادیر نیرو تقریبا برای تمامی نمونه ها با افزایش دما (نسبت به دمای اتاق) افزایش می یابد. همچنین به سبب آنکه قابلیت جذب انرژی نمونه ها در دمای اتاق بیشتر از دماهای دیگر است، آستانه انرژی سوراخ شدن نمونه ها با تغییر دما نسبت به دمای اتاق عموما افزایش می یابد. نیز آنکه، تغییرات دما روی خصوصیات ضربه ای وصله ها بسیار تاثیرگذار است و در مواردی باعث کاهش 20 درصدی مقاومت به ضربه شده، بیشترین مقدار پارامترهای ضربه نیز در دمای 20- درجه سانتی گراد و 60 درجه سانتی گراد به دست می آید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.