مهندسی مکانیک مدرس
سال:1393 | دوره:14 | شماره:13 (فوق العاده) |تعداد مقالات:39

بیماری های سیستم قلب و عروق، یکی از دلایل مهم مرگ و میر در جهان هستند و ارتباط نزدیکی با دینامیک خون و مکانیک دیواره شریان دارند. نه تنها در سیستم قلبی - عروقی، بلکه در تمام سیستم بدن، قلب مهم ترین عضو است که اگر رگ های خون رسان آن دچار گرفتگی یا تنگی شوند، عملکرد قلب مختل می شود. از راه کارهای مفید در برطرف کردن تنگی عروق قلب انجام عمل بای پس است که در آن از یک رگ جایگزین برای خون رسانی به قلب استفاده می کنند. بنابراین مطالعه رفتار عروق متداولی که جهت انجام پیوند بای پس قلبی مورد استفاده قرار می گیرند مهم می نماید. رگ صافن انسان یکی از این عروق می باشد. هدف این مطالعه بررسی رفتار مکانیکی ورید صافن با استفاده از آزمون های کشش دومحوری می باشد. بنابراین هشت نمونه صافن انسانی تهیه شد و آزمون های مسطح دومحوری بر نمونه ها با اعمال همزمان نیرو در دوجهت طولی و پیرامونی انجام شد. سپس نمودار تنش-کرنش بدست آمده از آزمون ها با دو مدل هایپرالاستیک ناهمسانگرد چهار پارامتری فانگ و پنج پارامتری مونی-ریولین که می توان از آنها برای تحلیل های عددی در بسته های اجزای محدود استفاده نمود، برازش و مدل سازی شدند. میزان سفتی راستای طولی نمونه ها نسبت به راستای پیرامونی بیشتر بود. نمونه ها درجه ای از ناهمسانگردی را از خود نشان دادند.

در این مقاله یک الگوریتم کارآمد در طراحی سیستمی سامانه های ویژه ماموریت بارویکرد قابلیت اطمینان ارائه شده و روند و چگونگی پیشرفت آن توضیح داده می شود. با به کارگیری این الگوریتم در طراحی زیرسیستم های سامانه های فضایی می توان به صورت سیستماتیک و استراتژیک به یک طراحی بهینه از لحاظ پارامترهای قابلیت اطمینان دست یافت. با واردکردن پارامترهای درخت محصول شامل اطلاعات کلی زیر سیستم ها در الگوریتم و با شناخت حالت های شکست و روند رخداد هر حالت شکست، طراحی را اصلاح نموده و تمهیدات لازم برای جلوگیری و یا کاهش احتمال رخداد حالت شکست در نظر گرفته می شود. علاوه براین رفتار دینامیکی سیستم تعیین شده و پاسخ حالت ماندگار و دائم سیستم با توجه به شرایط اولیه استخراج می گردد. در این راستا برای آشنایی بهتر با روند الگوریتم ارائه شده در ابتدا به تعریف یک سری مفاهیم اولیه و روش های تحلیل قابلیت اطمینان نظیر تحلیل درخت خطا، تحلیل تاثیر حالت شکست، تحلیل نمودار بلاک قابلیت اطمینان و تحلیل مارکوف می پردازیم. توزیع قابلیت اطمینان و دسترس پذیری برای فازهای مختلف رهایش و گسترش پتل خورشیدی با استفاده از نرم افزار ویندچیل به دست آمده و تاثیر محدوده های نرخ شکست اجزای افزونه در قابلیت اطمینان، دسترس پذیری و ظرفیت عملکردی کل سیستم بررسی شد. نتایج به دست آمده از تحلیل فازهای مختلف رهایش و گسترش نشان دادند که سیستم در انتهای هر فاز در حالت ماندگار خود قرار دارد. همپنین مشخص شد با کاهش نرخ شکست اجزای افزونه قابلیت اطمینان، ظرفیت عملکرد و دستر س پذیری کل سیستم افزایش می یابد و به حالت پایداری می رسد.

در این مطالعه، رفتار انتقال حرارت جابجایی اجباری و افت فشار نانوسیال نانولوله های کربنی چند جداره بر پایه آب دیونیزه در حال جریان از طریق لوله مدور افقی تحت شرایط مرزی بار حرارتی دیواره ثابت به صورت تجربی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به همین منظور، ابتدا سوسپانسیون آبی همگن نانولوله های کربنی به کمک فعال کننده سطحی صمغ عربی در غلظت های 0.05، 0.1 و 0.2% وزنی تهیه شده است. سپس، نانوسیال های فوق الذکر در رژیم جریان آرام و گستره اعداد رینولدز 800 تا 2000 در دستگاه بار حرارتی ثابت مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که با افزودن مقدار بسیار کمی از نانولوله های کربنی به آب، ضریب انتقال حرارت جابجایی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. همچنین با افزایش غلظت نانولوله های کربنی و عدد رینولدز، ضریب انتقال حرارت جابجایی افزایش می یابد. با این حال، تاثیر افزایش غلظت نانولوله های کربنی نسبت به افزایش عدد رینولدز بیشتر بوده است. علاوه بر این، داده های افت فشار در غلظت ها و اعداد رینولدز مختلف بررسی شده است. در غلظت های پایین نانولوله های کربنی، مقدار افت فشار در نانوسیالات محتوی نانولوله های کربنی و سیالات پایه تقریبا برابر شده است و اختلاف بین آن ها قابل چشم پوشی است. در نتیجه توان اضافی برای پمپ نانوسیال نانولوله کربنی / آب در غلظت های پایین مورد نیاز نیست. بیشترین میزان افزایش ضریب انتقال حرارت 42.8% بوده است که در رینولدز 2027 و غلظت 0.2% وزنی رخ داده است.

نیاز به ایجاد سطوح پیچیده تر در طراحی به کمک کامپیوتر، سبب انگیزش به سوی روش هایی شده است که سطوحی نرم تر و خوشایندتر تولید کنند. در این پژوهش از یک روش جدید در سازگارسازی منحنی های مقطع جهت انجام فرآیند برازش سطح به مقاطع معین یا لافتینگ ارائه شده است. در این روش توزیع نقاط داده مقاطع و بردار گرهی پایه جهت رسیدن به سطح مطلوب بهبود می یابد. در فرآیند سازگارسازی ابتدا می بایست درجه منحنی های مقاطع و بردارهای گرهی متناظر پیش از انجام فرآیند لافتینگ یکسان شوند. بر اساس الگوریتم پیشنهاد شده در این پژوهش در حین اجراء فرآیند سازگارسازی سطحی نرم و هموار بدست می آید که می تواند در بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند مهندسی معکوس، مهندسی پزشکی، کنترل کیفیت و غیره مورد استفاده قرار گیرد. مبنای این روش بهبود در چیدمان نقاط داده و اصلاح پارامترهای متناظر آن نقاط است، به قسمی که در فرآیند تکرار، چیدمان نقاط داده اصلاح شده تا در انتها بردارهای گرهی یکسان برای کل مقاطع حاصل شود. روش بر روی چند مثال کاربردی پیاده سازی و کارایی آن صحه گذاری شده است. همچنین میزان انحراف نقاط داده نهایی از حالت اولیه منحنی مقطع توسط روش توانمند هاسدورف تحلیل شده است. لازم به ذکر است که سطوح بدست آمده از نظر کیفیت بصری نیز بسیار خوشایندتر به نظر می رسند. همچنین جهت اثبات ادعای دستیابی به سطوح نرم تر با تغییرات انحنای کمتر در راستاهای اصلی، از پارامتر کمی کمترین تغییرات انحنا استفاده شده است. در انتها نمونه ای از کاربرد روش در مدل سازی ناحیه ریشه پره توربین بادی آورده شده است.

در این مقاله کمانش ورق های مستطیلی که تحت بار صفحه ای غیریکنواخت قرار دارند، بررسی شده است. بدین منظور ابتدا معادلات تعادل ورق بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج شده است. روابط سینماتیک بر اساس مدل فن کارمن و معادلات بنیادین، خطی فرض شده اند. پس از آن از روش تعادل در مجاورت برای بدست آوردن معادلات پایداری استفاده شده است. معادلات تعادل مربوط به میدان تنش پیش کمانش، به کمک تئوری معادلات دیفرانسیل حل شده است. برای تعیین بار کمانش ورق با شرایط مرزی ساده، روش گالرکین برای حل معادلات پایداری که یک دستگاه معادلات دیفرانسیل با ضرایب متغیر است به کارگرفته شده است. در این مقاله چهار نوع بارگذاری مختلف شامل بارگذاری یکنواخت، سهمی شکل، کسینوسی و مثلثی شکل در نظر گرفته شده و تاثیر نسبت ظاهری ورق و ضخامت آن بر روی بار کمانش مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با حل عددی و نتایج تئوری کلاسیک مقایسه شده است. بر اساس آن، بار کمانش بدست آمده از تئوری کلاسیک برای همه حالت های بارگذاری همواره بزرگ تر از مقدار آن بر اساس تئوری تنش برشی مرتبه اول می باشد.

در مقاله حاضر به مدل سازی عددی جریان آرام توام با جابجایی مختلط نانو سیال آب-اکسید تیتانیوم در کانال قائم مستطیلی پرداخته شده است. بدین منظور از دو دیدگاه تک فاز و دو فاز استفاده شده است. در بخش دو فاز روش اویلر-لاگرانژ برای شبیه سازی پخش ذرات در سیال پایه به کار رفته است. این روش به گونه ایست که در آن سیال پایه به صورت فاز پیوسته و نانو ذرات به صورت فاز گسسته معلق در آن مدل می شوند، به طوری که اثر ذرات بر سیال پایه به صورت ترم چشمه در معادلات مومنتوم و انرژی لحاظ می شود. معادلات حاکم به روش حجم کنترل بر پایه المان محدود (CVFEM) گسسته سازی شده اند. اثر درصد حجمی و اندازه نانو ذرات، نسبت منظری سطح مقطع کانال، شرایط مرزی نامتقارن و اثر نیروی شناوری بر پارامترهای هیدرودینامیکی و حرارتی ارائه و مورد بحث قرار گرفت. در مقایسه بین مدل تک فاز و دو فاز مشخص شده است که مدل دوفاز نتایج دقیقتری را نسبت به مدل تک فاز در اختیار می گذارد. مشاهده می شود که افزایش درصد حجمی نانو ذرات، باعث بهبود ضریب انتقال حرارت می شود و این اثر در نسبت های منظری بالاتر، پررنگتر است. همچنین در عدد ریچاردسون پایین تر که اثر جابجایی اجباری بیشتر از جابجایی آزاد است، پخش نانو ذرات آب-اکسید تیتانیوم در سیال پایه به نحوی است که بهبود انتقال حرارت بیشتر خواهد بود. در حالی که بهبود انتقال حرارت جابجایی برای %1 درصد حجمی نانو ذرات و Ri=0.5 در حدود %6.5 می باشد، برای Ri=5 به %4 هم نمیرسد.

در این مقاله، مطالعه ای بر بازده سیستم پیل سوختی غشا پلیمری با استفاده از اجکتور برای بازگرداندن سوخت اضافی در مدار تغذیه سوخت آند و مقایسه با سیستم های رایج که عموما از کمپرسور برای این کار استفاده می کنند، انجام شده است. بدین منظور یک مدل نیمه تحلیلی توسعه یافته برای محاسبه میزان افزایش بازده و همچنین میزان ذخیره توان در نتیجه استفاده از اجکتور و حذف کمپرسور در خط برگشت سوخت با گسترش مدل های قبلی ارائه شده است. در مدل گسترش یافته با ارائه یک پارامتر بی بعد و جدید، پارامترهای مهم هندسی توده پیل سوختی به پارامترهای هندسی اجکتور ربط داده شده اند. نتایج به دست آمده برای یک نمونه پیل نشان می دهد که میزان افزایش بازده در مقادیر مختلف چگالی جریان، متفاوت است و یک نقطه ماکزیمم برای آن وجود دارد. میزان ذخیره توان در نتیجه استفاده از اجکتور در مقایسه با توان توده پیل قابل توجه بوده و با افزایش چگالی جریان، افزایش می یابد. این نتایج کاربرد اجکتور را برای مواردی که نیاز به توان بالاتر وجود دارد، از جمله کاربردهای حمل و نقل که در آنها سیستم پیل سوختی معمولا در ماکزیمم توان خود کار می کند، به صرفه تر نشان می دهد.

پوسته های تقویت شده ای که بارگذاری غالب بر روی آنها فشاری محوری است به عنوان پنل تقویت شده فشاری شناخته می شوند. این پنل ها دارای کاربرد گسترده ای در سازه های هوافضا می باشند. روش های جاری طراحی برای این نوع سازه ها نیازمند انجام فرایندهای تکراری سعی و خطا می باشد. طراحی بر اساس مفهوم شناسه سازه، یک روش طراحی و تحلیل همزمان است. این روش با دریافت پارامتر کلیدی شناسه سازه و خصوصیات مواد، اندازه دهی کاملی از مقطع پنل تقویت شده فشاری را در یک گام در اختیار طراح قرار می دهد. نتیجه حاصل از روش شناسه سازه یک نتیجه تحلیلی و صریح است. در این مقاله، روش طراحی پنل تقویت شده با مفهوم شناسه سازه با پیکربندی کلی (شامل امکان انتخاب نوع تقویت کننده، امکان طراحی پنل تقویت شده یکپارچه و یا پنل تقویت شده پوسته-استرینگر) مورد بررسی قرار گرفته است. با انجام اصلاحاتی، نتایج روش شناسه سازه به نتایج تحلیل های چرخه ای مرسوم نزدیکتر شده است. نتایج حاصل را می توان به عنوان بهینه سازی اولیه نیز در نظر گرفت. این نتایج با روش های جاری طراحی و روش اجزاء محدود مقایسه شده اند که علی رغم نزدیکی آنها، روش شناسه سازه نتایج محافظه کارانه تری در اختیار می گذارد. این موضوع به علت ماهیت بهینه سازی تقریبی این روش می باشد. این روش علاوه برای اینکه خود می تواند یک طراحی اولیه قابل قبول باشد، به عنوان نقطه شروع طراحی در روش های عددی بهینه سازی نیز قابل استفاده است.

امروزه استفاده از انرژی های نو به ویژه انرژی امواج اقیانوس جایگاه خاصی در دنیا پیداکرده است. یکی از روش های استحصال این انرژی استفاده از توربین های محوری با هد پایین، است. در این مقاله عملکرد یک توربین محوری موج اقیانوسی از نوع ولز که بر روی بستر نوسانی شناور نصب می شود، به صورت عددی مطالعه و بررسی شده است. طول بستر نوسانی برابر با طول موج اقیانوس بوده که توربین ولز در وسط آن قرار دارد. این طراحی سبب دو برابر شدن دبی ورودی به توربین و در نتیجه افزایش توان آن می شود. در این راستا معادلات حاکم شامل پیوستگی و مومنتوم با در نظر گرفتن مدل توربولانس SST k-w در دستگاه مختصات دوار حل شده اند. نتایج از طریق استقلال حل از شبکه و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی راست آزمایی شده اند. نتایج نشان می دهند که با کم کردن لقی و رساندن آن به میزان 2% وتر، بازده تا حدود 35% افزایش پیدا می-کند. همچنین با تغییر زاویه پره نسبت به نوک آن از صفر تا 12 درجه در نسبت سرعت های مختلف، میزان بازده در نقاط خارج از طراحی بهبود پیدا کرده است. استفاده از پره با پروفیل متغیر باعث به تعویق افتادن پدیده استال در مقاطع نزدیک هاب می شود. در انتها نتایج نشان می دهند که استفاده از پره های راهنما بین طبقات توربین سبب افزایش راندمان تا حدود 9 درصد شده است.

در این مطالعه به بررسی عددی تاثیر جسم مانع بر دمای خارجی دیوار محفظه احتراق در مقیاس میکرو پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی پدیده احتراق رقیق هیدروژن و هوا در مقیاس میکرو، از سینتیک شیمیایی جزیی لی و همکاران (شامل 13 گونه و 19 واکنش شیمیایی) و ضرایب نفوذ مولکولی مختلف برای گونه ها استفاده شده است. تاثیر جسم مانع از دو دیدگاه شامل شکل جسم مانع و تعداد جسم مانع در کانال بررسی می شود. دو جسم مانع مثلثی و مربعی درون محفظه احتراق در نظر گرفته می شود. نتایج نشان می دهد که تفاوت اندکی برای دمای خارجی دیوار در دو جسم مانع مشاهده می شود. بطوریکه مقدار بیشینه دمای خارجی دیوار برای کانال با جسم مانع مثلثی اندکی بیشتر از کانال با جسم مانع مربعی می باشد. در حالیکه بازده تشعشعی برای جسم مانع مربعی بیشتر از جسم مانع مثلثی می باشد. در بخش دوم، تعداد اجسام مانع بر روی پدیده احتراق در محفظه های در مقیاس میکرو بررسی شده است. با مقایسه دمای خارجی دیوار برای محفظه های احتراقی شامل یک، دو و چهار جسم مانع مشاهده می شود که با افزایش تعداد جسم مانع، دمای خارجی دیوار افزایش می یابد. که این امر ناشی از ایجاد یک میدان حرارتی نسبتا یکنواخت در محفظه احتراقی می باشد.

در فرآیند هیدروفرمینگ اعمال همزمان فشار هیدرولیکی به سطح داخلی لوله و نیروی محوری به دو انتهای لوله، باعث تبدیل یک لوله به شکل قالب مورد نظر می شود. استفاده از شبیه سازی اجزاء محدود برای پیش بینی ابعاد هندسی قطعات تولیدی و پیش گیری از عیوب احتمالی متداول است. برای شبیه سازی اجزاء محدود خواص مکانیکی دقیق ماده لوله مورد نیاز است. بدست آوردن خواص مکانیکی ماده لوله از آزمایش های مشابه با فرآیند هیدروفرمینگ مطلوب می باشد. در این تحقیق آزمون بالج هیدرولیکی با استفاده از قالب T شکل برای بدست آوردن منحنی تنش-کرنش ماده لوله معرفی گردیده است. برای این منظور با استفاده از یک سیستم هیدروفرمینگ، آزمایشاتی بر روی لوله های مشابه از جنس آلیاژ مس C12200 انجام شده است. مقادیر پارامترهای هندسی مورد نیاز برای استفاده در روابط تحلیلی استخراج شده اند و منحنی تنش-کرنش رسم گردیده است. نتایج روش ارائه شده با نتایج آزمایش کشش مقایسه شده است. همچنین اثر ناهمسانگردی بر روی منحنی های تنش-کرنش بدست آمده از هر دو آزمون مورد بررسی قرار گرفته است. منحنی تنش-کرنش بدست آمده برای رسم منحنی حد شکل دهی استفاده شده است. خواص مکانیکی بدست آمده از آزمون بالج و منحنی حد شکل دهی، برای شبیه سازی ترکیدگی لوله و پیش بینی ابعاد هندسی قطعه نهایی در فرآیند هیدروفرمینگ سه راهی T شکل بکار رفته است و با نتایج قطعه آزمایش هیدروفرمینگ مقایسه گشته اند. نتایج نشان می دهد که قطعه هیدروفرمینگ شبیه سازی شده به کمک منحنی تنش-کرنش بدست آمده از روش ارائه شده، با دقت مناسبی به قطعه هیدروفرمینگ واقعی منطبق بوده است.

در این مقاله، روش سلول محدود برای پیش بینی آسیب نرم و رشد ترک در شرایط کرنش های کوچک و کارسختی غیرخطی همسان به کار گرفته می شود. در گام اول یک مدل الاستیک-پلاستیک-آسیب مبتنی بر مدل اصلاح شده لمتر، توسعه داده شد و به صورت یک زیربرنامه که انتگرال گیری عددی از معادلات ساختاری آن به صورت ضمنی است، به روش سلول محدود پیاده سازی گردید. هم چنین اثر بسته شدن ریزترک ها که به صورت قابل ملاحظه ای نرخ رشد آسیب را در بارگذاری فشاری به تاخیر می اندازد، در نظر گرفته شد. روش سلول محدود ترکیبی از روش دامنه مجازی و روش اجزای محدود مرتبه بالا است و نشان داده می شود که برای حل مسایل با هندسه های پیچیده که شبکه بندی آن دشوار است، روشی موثر است. سلول محدود تولید شبکه ساده و سریع را با نرخ همگرایی بالای روش اجزای محدود مرتبه بالا، ترکیب می کند. در ادامه، عملکرد روش سلول محدود و مدل آسیب، با تحلیل مثال های متنوع و مقایسه آنها با نتایج تجربی معتبر، اعتبارسنجی شد. نتایج به دست آمده نشان داد مدل اصلاح شده لمتر می تواند به عنوان ابزاری کارآ و سریع برای پیش بینی آسیب نرم و شکست در فرآیندهای شکل دهی فلزات مورد استفاده قرار گیرد.

در این تحقیق رفتار دینامیکی مدل المان محدود غیر خطی رشته حفاری مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن تمام طول رشته حفاری و با استفاده از مدل تیر تیموشنکوی سه بعدی، سختی هندسی شامل ترمهای غیر خطی، جرم افزوده شده ناشی از سیال حفاری و تماس رشته حفاری با دیواره چاه در معادلات منظور و با ارائه مدلی کامل تاثیر حضور عوامل مذکور مورد تحلیل قرار گرفته است. معادلات حرکت بدست آورده شده و برای استخراج نتایج از معادلات مرتبه کامل استفاده شده است. برای نخستین بار محدوده ای از نقاط رشته حفاری که احتمال رخ دادن تماس در آنها بیشتر از سایر نقاط است شناسایی شده است. فرکانس های طبیعی رشته حفاری محاسبه شده و با نتایج نرم افزارهای تجاری و مقادیر ثبت شده سر چاهی برای یک مدل واقعی یکسان مقایسه شده است. کوپل بودن ارتعاشات مدل، آزموده شده و تاثیر استفاده از مدل خطی و غیر خطی در تحلیل رفتار دینامیکی و ارتعاشات رشته حفاری بخصوص در تماس با دیواره چاه و تاثیر تغییر وزن روی مته بر وقوع تماس در پایدارکننده ها، تحلیل شده و زمان وقوع تماس در هر یک از پایدارکننده ها برای اولین بار استخراج شده است.

در این پژوهش ایجاد انعکاس ماخ و تاثیر آن در شکل دهی انفجاری آزاد پوسته های استوانه ای بسته با استفاده از شبیه سازی عددی بررسی شده است. این پوسته ها از آلومینیوم6063-T5  اکسترود شده ساخته شده و نسبت قطر به طول آن ها 1.5 می باشد. دو انتهای پوسته ها نیز با اتصال ورق های صلب بسته شده است. شبیه سازی عددی شکل گیری انعکاس ماخ و پاسخ پلاستیک پوسته با استفاده از هیدروکد اتوداین و با گسسته سازی لاگرانژی-اویلری کوپل شده انجام شد. شکل گیری انعکاس ماخ بر روی ورق های انتهایی مشاهده و مشخص شد که فشار ایجاد شده در ناحیه ای که ماخ استم به آن برخورد کرده است، بسیار بیشتر از دیگر نواحی است. این موضوع موجب ایجاد پارگی موضعی در محل اتصال پوسته به ورق ها، پیش از انجام فرایند شکل دهی می گردد. مقایسه بیشینه تغییرشکل به دست آمده از این تحقیق با نتایج آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه مکانیک انفجار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی نشان داد که همگرایی میان نتایج تجربی و عددی بیش از 93% است. همچنین با توجه به پیچیدگی های مربوط به انعکاس و تداخل امواج انفجار، شبیه سازی به روش لاگرانژی-اویلری کوپل شده روش مناسبی برای بررسی مسائل انفجار داخلی است. علاوه بر آن حالات واماندگی نیز با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی و توافق خوبی با آزمایش ها مشاهده شد.

این مقاله، روش جدیدی در طراحی مسیر حرکتی بهینه را معرفی می سازد. در این روش مشارکتی، ویژگیهای مطلوب روشهای مدرن بهینه سازی در کنار دقت بالای روشهای گرادیان پایه در یک ساختار بهینه سازی دو لایه به کار گرفته می شود. لایه اول برای رفع کامل وابستگی به شرایط اولیه، سه الگوریتم مدرن بهینه سازی را به کار می گیرد. این سه الگوریتم در قالب ساختاری با تبادل متقابل اطلاعات، جستجوی جامعی را در فضای حل به انجام می رساند. روش مورد استفاده در خانواده روش های پرتاب قرار می گیرد و برای افزایش کارایی آن، مدل جامعی برای بیان پروفیل کنترلی به کار گرفته می شود. استفاده از الگوی به کار برده شده، نرخ همگرایی را بهبود داده و امکان دستیابی به یک حل اولیه مطلوب در حداقل زمان را فراهم می آورد. نتیجه نهایی این لایه، به لایه دوم بهینه سازی داده می شود. در این لایه با بهره گیری از نتایج حاصله از لایه داخلی، یک روش از مجموعه روش های بر هم نشانی مستقیم، موسوم به روش شبه طیفی گاوس-رادو مورد استفاده قرار می گیرد. ساختار در نظر گرفته شده، بازدهی روش شبه طیفی در دستیابی به پاسخ نهایی را بهبود بخشیده و دقت و سرعت حل مساله را ارتقاء می دهد. پس از ارزیابی الگوریتمهای بهینه سازی هر دو لایه، مساله بازگشت به جو یک کپسول فضایی مورد بررسی قرار گرفته و اثر تغییر قیود بر میزان حرارت جذب شده مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.

در این تحقیق، با لحاظ کردن پارامترهای موثر بر تنش جریان برشی و بر اساس دیدگاه ریزساختاری و استفاده از تئوری نابجاییها، یک مدل تئوری برای بررسی پاسخ بارگذاری موج شوک پایدار بر روی فلزات FCC، ارائه شده است. این تحقیق با ارائه روابط بنیادی برای موج شوک، به یک رابطه نهایی شامل تنش برشی و کشیدگی پلاستیک دست یافته است. با حل تحلیلی این رابطه، نمودار تنش برشی بر حسب تغییر شکل موثر پلاستیک، رسم شده است. روابط بنیادی ارائه شده، با فرض کرنش یک بعدی و تنها برای بارگذاری موج شوک ارائه شده است. مهمترین نوآوری این تحقیق، استفاده از قانون بقای انرژی با در نظر گرفتن نرخ تولید آنتروپی در اثر بارگذاری موج شوک در ماده می باشد. تولید آنتروپی ناشی از ایجاد، آنیل شدن و حرکت نابجایی ها می باشد اثرات سرعت موج شوک، کشیدگی کل و تنش اعمالی بر حسب کشیدگی پلاستیک، مورد بررسی قرار گرفته شده است. همچنین به بررسی ساختار موج شوک، در اثر بارگذاری های مختلف پرداخته شده است. بارگذاری اعمالی برای ایجاد موج شوک حداکثر25 GPa  است. صحت سنجی روابط و نمودارها، از طریق مقایسه نتایج با مدل های تئوری آزمایش های تجربی موجود بر روی آلیاژ آلومینیوم 6061، صورت پذیرفته است. توافق خوبی بین نتایج تجربی و مدل ارائه شده وجود دارد.

در مطالعه حاضر، برای کاهش ارتعاشات یک تیر اویلر-برنولی دارای تکیه گاه های الاستیک تحت اثر نوسانگر یک درجه آزادی متحرک از یک جاذب استفاده شده است. به این منظور ابتدا پاسخ دینامیکی تیر تحت اثر سرعت های مختلف نوسانگرهای دارای پارامترهای متفاوت استخراج شده و سرعت های بحرانی عبور بار به دست آمده است، سپس پارامترهای جاذب با استفاده از یک الگوریتم عددی بهینه سازی شده اند و تاثیر جرم و ثابت میرایی بر کارایی جاذب بررسی شده است. پس از اضافه کردن جاذب به تیر اثر وقوع ترک با دو شدت مختلف بر کارایی آن بررسی شده است. ترک به صورت افزایش در انعطاف پذیری مقطعی مدل شده و از فرض ترک باز استفاده شده است. نتایج نشان می دهد اگرچه وقوع ترک سبب افزایش خیز دینامیکی تیر دارای جاذب می شود اما همچنان خیز دینامیکی تیر دارای ترک بدون جاذب بیشتر از زمانی است که تیر ترک دار دارای جاذب می باشد. می توان گفت جاذب ارتعاشات طراحی شده برای تیر سالم کارایی خود را در کاهش خیز دینامیکی تیر بعد از وقوع ترک و تغییر دینامیک سازه همچنان حفظ می کند.

در این مقاله ناپایداری استاتیکی/دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی صفحات مدرج تابعی با بستر الاستیک، در معرض نیروهای هارمونیک درون-صفحه ای مطالعه شده است. بر اساس تئوری کلاسیک صفحات و با بکارگیری تئوری تغییر شکل های بزرگ ون - کارمن و اصل همیلتون، معادلات دیفرانسیل جزئی و غیرخطی حاکم بر صفحه استخراج گردیده است. با در نظر گرفتن شش شکل مود ارتعاشی و با اعمال روش گالرکین، معادلات غیرخطی حاکم به معادلات دیفرانسیل غیرخطی ماتیو تبدیل شده است. با استخراج نواحی ناپایدار دینامیکی، نشان داده شد که با افزایش پارامترهای بستر الاستیک، فرکانس طبیعی و نیروی بحرانی کمانش افزایش می یابد و ناپایداری دینامیکی در فرکانس های تحریک بالاتر رخ می دهد. سپس با بکارگیری روش اغتشاشات، معادلات پاسخ فرکانسی سیستم در شرایط پایا استخراج گردید و آنالیز تشدید پارامتریک سیستم صورت گرفت و شرایط وجود و عدم وجود جواب های غیربدیهی (تشدید) ماندگار بررسی و تحلیل شد و نشان داده شد که تغییرات پارامترهای مساله، تاثیرات متفاوتی بر پاسخ غیر خطی صفحه می گذارند. در این راستا، با ارائه نتایج عددی تاثیر پارامترهای مختلف مساله، شامل: فرکانس تحریک، دامنه نیروی تحریک، پارامترهای سفتی بستر الاستیک و پارامتر میرائی بر رفتاردینامیکی غیرخطی صفحه مطالعه گردید و نشان داده شد که حضور بستر الاستیک، تاثیر عمده ای بر منحنی های مشخصه تشدید صفحه می گذارد.

در این مقاله، حرکت و شکل پایای خزشی قطره غیرنیوتنی در فاز نیوتنی بصورت تحلیلی بررسی شده است. در تحقیق حاضر از مدل فوق همرفتی ماکسول برای فاز قطره و از مدل نیوتنی برای فاز محیط پیرامون آن استفاده شده است. حل تحلیلی با استفاده از روش حساب اغتشاشات صورت گرفته و عدد دبورا که نشان دهنده خاصیت الاستیک قطره است به عنوان پارامتر اغتشاشی در نظر گرفته شده است. محاسبه تحلیلی تا مرتبه دوم پارامتر اغتشاشی انجام شده و لذا برای قطراتی که از محلول های رقیق پلیمری ساخته شده اند، از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج حاصل از این مقاله نشان می دهد که، شکل پایای قطره نیوتنی در حال سقوط خزشی در سیال نیوتنی دیگر، کاملا کروی است اما قطره غیرنیوتنی به دلیل وجود خاصیت الاستیک از این موضوع پیروی نمی کند. به عبارت دیگر، قطره غیرنیوتنی در حال سقوط، حالت کروی خود را از دست داده و شکل پهن شده به خود می گیرد. با افزایش خاصیت الاستیک در قسمت بالایی قطره، یک فرورفتگی ایجاد می شود. نتایج حاصل شده در این پژوهش گواهی از این دارد که حل تحلیلی حاضر نسبت به تحقیقات تحلیلی پیشین دارای مطابقت بهتری با نتایج آزمایشگاهی است. هم چنین منشا اثر تغییر شکل قطره نیز مورد توجه قرار گرفته و اثبات شده است که خاصیت الاستیک فاز قطره سبب ایجاد تمرکز تنش نرمال شعاعی در پشت قطره شده که این امر به ایجاد فرورفتگی در آن ناحیه منجر می شود.

در این مقاله، پاسخ ارتعاشات آزاد و ضربه عرضی با سرعت پایین یک ورق ساندویچی با هسته انعطاف پذیر از جنس ماده هوشمند مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است. ورق ساندویچی مستطیلی از یک هسته با قابلیت تحریک مغناطیسی و دو لایه مقیدکننده تشکیل شده است. ماده مغناطیسی در شدت های میدان مغناطیسی مختلف، خواص متفاوتی از خود نشان می دهد. معادلات حاکم بر حرکت به کمک اصل هامیلتون استخراج شده است. حل معادلات با استفاده از فرایند تحلیلی سیستماتیک با بکار بردن سری های فوریه بدست آمده است. به کمک روش حل پیشنهادی فرکانس های طبیعی، فاکتورهای استهلاک سازه ای، نیروی برخورد و خیز عرضی ورق بدست آمده است. همچنین، تابع نیروی برخورد به کمک مدل جرم و فنر دو درجه آزادی به صورت تحلیلی بدست آمده است. اثرات تغییرات شدت میدان مغناطیسی بر روی فرکانس، فاکتورهای استهلاک، نیروی تماس، تغییر شکل های ورق و ضربه زننده مطالعه شده است. به منظور محاسبه جرم معادل ورق از فرکانس طبیعی پایه بدست آمده از حل مساله مقدار ویژه استفاده شده است. جرم معادل حاصل شده ورق در مدل تحلیلی جرم و فنر استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که با تغییر سیستماتیک شدت میدان مغناطیسی هسته میانی می توان به ترتیب مقدار سفتی، فاکتورهای استهلاک سازه ای و ماکزیمم نیروی برخورد را تغییر داده و کنترل کرد.

با توجه به کاربرد گسترده اتصالات پیچی در صنایع، تخمین عمر خستگی پیچ ها امری مهم است. در پژوهش حاضر هدف تخمین عمر خستگی پیچ های اتصال دو فلنج در یک پوسته استوانه ای تقویت شده همراه با گشودگی است. برای تخمین عمر پیچ مذکور به دو دسته اطلاعات نیاز می باشد: خواص خستگی پیچ و مقدار تنش وارد شده به آن تحت بارهای اعمالی به سازه. لذا دو مسیر پیموده شده است. ابتدا خواص خستگی پیچ مورد نظر مطابق استاندارد ایزو 3800 در آزمایشگاه اندازه گیری شده است. بدین منظور قید و بند خاصی طراحی و ساخته شده است که قابلیت انجام آزمایش روی پیچ های مختلف را فراهم می سازد. با انجام آزمایش های خستگی، خواص خستگی پیچ مورد نظر از جمله حد خستگی پیچ ها و ثوابت معادله باسکوئین (ضریب مقاومت خستگی و نمای مقاومت خستگی) اندازه گیری شده است. همچنین محل و سطح شکست مورد بررسی قرار گرفته است. سپس در گام بعدی مقدار تنش وارد شده به پیچ مورد نظر که تحت یک بارگذاری ترکیبی قرار دارد، به کمک مدلسازی اجزا محدود محاسبه شده است. به دلیل پیچیدگی های موجود در مساله که موجب بالا رفتن هزینه تحلیل مساله مذکور به صورت سه بعدی می شود، از تکنیک زیر مدلسازی پوسته به جامد استفاده شده است. در نهایت با بدست آوردن تنش اسمی پیچ از مدلسازی و استفاده از خواص خستگی بدست آمده از آزمایش ها، عمر پیچ مورد نظر تخمین زده شده است.

بهینه سازی طراحی مفهومی سامانه های فضایی فرایندی پیچیده و چندموضوعی است بگونه ای که جستجوی فضای طراحی جهت ارزیابی توابع هدف بطور چشمگیری به اجرای تکرارپذیر مدلهای شبیه سازی و کدهای تحلیلی مربوط به زیرسامانه های مختلف (نظیر سازه، محموله، تامین انرژی، تعیین و کنترل وضعیت، مخابرات، مدیریت داده و فرمان) وابسته است. بکارگیری روشهای متداول طراحی برای چنین مساله پیچیده ای بسیار زمانبر بوده و هیچ تضمینی وجود ندارد که راه حل بدست آمده برای زیر سامانه-های کوپل شده بهترین باشد و حتی ممکن است به طرح های غیر بهینه منجر شود. علاوه بر این، فضای جستجوی طراحی می تواند چند وجهی، غیر محدب با چندین نقطه بهینه محلی باشد که این موضوع سبب افزایش هزینه محاسباتی و نیز دشواری ارزیابی سریع گزینه های مختلف طراحی می گردد. برای پرداختن به این موضوعات، در این مقاله روشی کارآمد مبتنی بر مدل جایگزین (سطح پاسخ) جهت بهینه سازی چندموضوعی طراحی مفهومی یک فضاپیما با احتساب متغیرهای طراحی گسسته و پیوسته ارائه گردیده است. روش مذکور بر پایه بکارگیری الگوریتم ژنتیک در سطح سامانه و زیرسامانه بعنوان بهینه ساز و مدل جایگزین بعنوان ابزاری موثر در کاهش هزینه محاسباتی در سطح زیرسامانه، در چارچوب بهینه سازی مشارکتی بنا گردیده است. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که روش معرفی شده در این مقاله یک راه موثر جهت بهبود بهره وری محاسباتی بهینه سازی طراحی مفهومی سامانه های پیچیده نظیر طراحی یک فضاپیما می باشد.

پرداخت به عنوان آخرین و مهمترین مرحله از تولید قطعات اپتیکی بشمار می رود. روش های پرداخت تحت کنترل کامپیوتر معمولا به منظور پرداخت سطوح پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد که در آن مقدار براده برداری در هرنقطه از قطعه کار بسته به خطای سطح در آن نقطه کنترل می گردد. در روش های تماسی پرداخت اغلب از روش کنترل سرعت پیشروی ابزار به منظور رفع ایرادهای محلی قطعه کار استفاده می شود که در آن سرعت پیشروی زیاد ابزار منجر به براده برداری کمتر و سرعت پیشروی کمتر منجر به براده براری بیشتر از سطح می شود. الگوی نرخ براده برداری ابزار از پارامترهای مهم فرایند پرداخت تحت کنترل کامپیوتر می باشد که قابل پیش بینی بودن آن منجر به حصول نتایج بهتر می شود. در این تحقیق، ابزار جدید کروی ارائه گردیده که می تواند با استفاده از یک ماشین کنترل عددی سه محوره، سطوح کروی را پرداخت نماید. نرخ براده برداری ابزار به علت تغییر زاویه درگیری محور ابزار کروی با سطح کروی و در نتیجه تغییر سرعت نسبی ابزار در حین حرکت ابزار متغیر می شود. الگوی براده برداری ابزار که وابسته به زاویه درگیری ابزار و قطعه کار می باشد، مدلسازی شده و سپس با روش جدید ماتریسی فرایند پرداخت شبیه سازی شده و سرعت های خطی ابزار با هدف کاهش خطای سطح بهینه شد. به منظور بررسی عملکرد ابزار و توانایی روش مدلسازی شده در پرداخت سطوح، سطح لنزی کروی به قطر 130 میلی متر و با صافی سطح اولیه 114.1 میکرومتر برای PV و با استفاده از یک ماشین کنترل عددی سه محوره پرداخت شد و به صافی سطح 395 نانومتر برای PV رسید.

در این مقاله با هدف ارائه یک الگوی جدید تست جهت پیش بینی حد شکل دهی لوله فولادی زنگ نزن 304، نخست به بررسی عددی اثر نحوه بارگذاری و هندسه قالب بر مسیر کرنش و ناپایداری پلاستیک ایجاد شده در لوله پرداخته و مطالعه اثر هندسه قالب با تغییر در شعاع گوشه و طول ناحیه تغییر شکل انجام شد. در این پ‍ژوهش، اثر مقدار تغذیه محوری لوله در حالت بارگذاری با تغذیه محوری بر نسبت کرنش (b) نیز مورد بررسی قرار گرفت. در این شرایط، با افزایش طول ناحیه تغییر شکل، نسبت کرنش (b) به سمت صفر میل می کند که این نتیجه مستقل از شرایط مرزی است. با افزایش شعاع گوشه قالب در حالت بارگذاری آزاد، نسبت کرنش (b) کاهش می یابد و مسیر کرنش به سمت حالت کرنش صفحه ای نزدیک می شود، درحالی که در بارگذاری با تغذیه محوری، افزایش شعاع قالب تاثیر قابل توجهی بر مسیر کرنش قطعه و نسبت کرنش ندارد. در حالت بارگذاری با تغذیه محوری، با افزایش مقدار تغذیه لوله، نسبت کرنش (b) کاهش چشم گیری می یابد. در بخش تجربی از این تحقیق، تعداد 10 تست از شبیه سازی مذکور برای استخراج منحنی حد شکل دهی به گونه ای انتخاب و اجرا گردید که پراکندگی یکنواختی از نقاط پارگی در صفحه کرنش حاصل شود. لوله های مدرج شده تحت شرایط کنترل شده تا رسیدن به پارگی تحت بارگذاری قرار گرفت و با اندازه گیری کرنش در نواحی مجاور پارگی منحنی حد شکل دهی لوله فولادی ترسیم گردید.

پیش نیاز بسیاری از فرآیندهای کنترلی، مدلسازی است. مدل مورد استفاده برای طراحی کنترلر، می بایست دقیق و دارای پاسخی سریع باشد. استفاده از روش های مرسوم مدلسازی، یعنی مدلسازی بر اساس حل (عددی) معادلات حاکم بر جریان سیال داخل محفظه احتراق، بسیار زمان بر بوده و برای یک هدف کنترلی مناسب نیستند. در این مقاله تلاش می شود تا احتراق در یک موتور اشتعال جرقه ای با استفاده از شبکه های عصبی، مدلسازی شود و مدلی دقیق و در عین حال سریع برای احتراق بدست آید. هر فرآیند آموزش شبکه های عصبی، نیازمند اکتساب داده های آزمایشگاهی است. از طرف دیگر، فرآیندهای تست موتور، بسیار پرهزینه بوده و جداول داده های تست موجود (در صنعت) نیز برای آموزش شبکه های عصبی کافی نیستند. در این مقاله، ابتدا با استفاده از یک نرم افزار CFD، مدلی یک بعدی از موتور تهیه و بر اساس داده های واقعی تست موجود کالیبره و صحه گذاری می گردد. سپس با استفاده از مدل صحه گذاری شده CFD، فرآیند اکتساب داده های مورد نیاز اجرا می شود. به دلیل عدم دسترسی به ضرایب و داده های آزمایشگاهی مورد نیاز، کالیبراسیون مرحله ای پیچیده و بسیار زمان بر است. در اینجا تلاش شده است تا به شیوه ای علمی، کالیبراسیون مدل موتور در نرم افزار جی تی پاور اجرا و بیان گردد. در مرحله بعد، پس از بررسی اجمالی روش های به کار رفته در طراحی شبکه های عصبی، مدلسازی فرآیند احتراق بیان می شود. در نهایت، پاسخ های مدل شبکه عصبی با نتایج حاصل از نرم افزار جی تی پاور مقایسه شده و دقت بالای مدل نشان داده می شود.

تحقیقات بر روی فرآیندهای خراش اغلب به منظور بررسی فرایندهای پرداختکاری مانند سنگ زنی انجام می گیرند. فرآیند سنگ زنی به گونه ای است که تعدادی لبه ساینده با توزیع آماری خاص با سطح قطعه کار درگیر شده و از آن براده برداری می کند. در این تحقیق فرآیند خراش و براده برداری را برای یک تک دانه ساینده از تعداد بیشمار دانه های ساینده قید شده بر روی چرخ سنگ به عنوان یک المان کوچکتر در نظر گرفته می شود. اکنون می توان با یک توزیع آماری فرآیند براده برداری را برای همه لبه های ساینده درگیر در عملیات سنگ زنی بسط و توسعه داد. این امر منتج به بهبود کارایی و کیفیت ماشینکاری بخصوص سنگ زنی شده و همچنین از مکانیک سنگ زنی بینشی وسیع حاصل خواهد شد. پس از ایجاد خراش و بررسی آن، از زاویه ای دیگر فرایند براده برداری مورد مطالعه قرار می گیرد. تاثیر پارامترهای توپوگرافی چرخ سنگ و همچنین تاثیر پارامترهای سینماتیکی و ورودی های فرایند بر روی مکانیزم براده برداری مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها حاکی از آن است که افزایش سرعت برشی منجر به تغییر مکانیزم براده برداری از شخم به برش می گردد. شکل دانه های ساینده تاثیر قابل توجهی بر مکانیزم های براده برداری دارند. در دانه های کند با افزایش عمق برش، پدیده شخم زنی بیشتر اتفاق می افتد و کارایی فرایند کمتر است. اما در دانه های ساینده تیز با یک لبه برنده عکس حالت فوق رخ می دهد. در صورتی که دانه ای در حین فرایند بشکند و چند لبه شود تا حدودی رفتار آن به سمت دانه کند میل می کند.

در این کار، یک مدل سه بعدی به منظور بررسی جریان سیال در یک میکروپمپ مگنتوهیدرودینامیک توسعه یافته است. معادلات به صورت عددی با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل حل شده اند. در این مطالعه به تحلیل عملکرد میکروپمپ مگنتوهیدرودینامیک پرداخته شده است. به همین منظور، یک میکروپمپ مگنتوهیدرودینامیک که در سال 2000 ساخته شده است، شبیه سازی شده است. این میکروپمپ دارای میکروکانالی با طول 20 میلیمتر، عرض 800 میکرومتر، ارتفاع 380 میکرومتر و الکترودی با طول  4میلیمتر می باشد. شار مغناطیسی اعمال شده 13 میلی تسلا و جریان الکتریکی برای محلول های مختلف متفاوت بوده است (10-140mA). نتایج نشان می دهد که شدت میدان مغناطیسی، جریان الکتریکی و ابعاد هندسی بر عملکرد میکروپمپ های مگنتوهیدرودینامیک تاثیرگذار است. با افزایش شار مغناطیسی و جریان الکتریکی مقدار سرعت متوسط افزایش می یابد. کاهش طول کانال سبب افزایش سرعت متوسط جریان می گردد. همچنین مشاهده می شود که با افزایش عمق کانال سرعت متوسط جریان ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد و در عمق تقریبا 800-700 میکرومتر بیشترین سرعت متوسط حاصل می شود. با افزایش عرض کانال نیز تا مقدار 1500 میکرومتر سرعت افزایش یافته ولی در مقادیر بیشتر از آن تغییری در مقادیر سرعت حاصل نمی شود.

در این مقاله شبیه سازی عددی بر پایه روش اجزای محدود برای بررسی ضربه کم سرعت قائم، بر روی نانوتیر انجام شده است. ابتدا شبیه سازی برای بدست آوردن مدول الاستیسیته نانوتیرها، با ساختارهای مختلفی از آرایش زیگزاگ و آرمچیر به دو روش ضمنی و صریح و بمنظور نشان دادن دقت حل عددی انجام شده است. سپس شبیه سازی ضربه برای نسبت های منظری مختلفی از نانوتیر انجام شده است. شرایط مرزی دو سر ساده و دو سر گیردار، همچنین تاثیر نسبت طول به قطر بر روی تغییر شکل دینامیکی نانوتیر بررسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی، با دو روش تحلیلی بر اساس تئوری غیر محلی و برای نانوتیرهای اویلر - برنولی و تیموشنکو مقایسه و تطابق مناسبی مشاهده شده است. همچنین مقایسه مابین نتایج تحلیلی حاصل از نانوتیر اویلر - برنولی و تیموشنکو انجام شده و در هر دو تکیه گاه ساده و گیردار تطابق بسیار مناسبی مشاهده شده است. با افزایش طول نانوتیر صلبیت سازه کاهش یافته و حداکثر خیز افزایش می یابد. با افزایش نسبت منظری (طول به قطر) اثر تغییر شکل محلی بیشتر می شود. همچنین با افزایش پارامتر غیر محلی، تغییر شکل دینامیکی حداکثر وسط نانوتیر، افزایش یافته است.

فولاد 4340 AISI یک فولاد کم آلیاژ با استحکام کششی بالا است که کاربردهای متعددی در صنعت دارد. ماشینکاری این فولاد بدلیل داشتن خواص ویژه ای مانند سرعت انتقال حرارت پایین و تمرکز حرارت در موضع برش همواره با مشکلاتی همراه است. از این رو استفاده از سیال های برش در ماشینکاری این فولاد اجتناب ناپذیر می باشد. از سوی دیگر، مشکلات زیست محیطی کاربرد روانکارهای معدنی، صنایع را به استفاده از روغن های زیست سازگار سوق داده است. از جمله این سیال های برش، روغن های پایه گیاهی هستند. هدف از انجام این پژوهش، بررسی فرآیند سوراخکاری فولاد آلیاژی 4340 AISI در حضور روانکاری نیمه خشک و با استفاده از روغن پایه گیاهی سویا است. بدین منظور پارامترهای فرآیند سوراخ کاری شامل پیشروی و سرعت برشی در سه سطح و سختی قطعه کار در دو سطح انتخاب گردید. در مجموع تعداد 18 آزمایش توسط ابزار مته کاربیدی پوشش دار صورت گرفت. نتایج نشان داد که روغن پایه گیاهی به خوبی می تواند در فرآیند سوراخکاری با استفاده از روش روانکاری نیمه خشک مورد استفاده قرار گیرد. همچنین پیشروی مهمترین عامل در تعیین نیروی برش و زبری سطح بوده و افزایش آن باعث بالا رفتن نیروی برشی و بدتر شدن کیفیت سطح شد. در ضمن سختی قطعه کار تاثیر قابل ملاحظه ای را بر اندازه زبری سطح نشان داد.

پیش بینی الگوی جریان باد در اطراف ساختمان های بلند، بدلیل مطرح شدن مسایلی چون آسایش پیاده رو، مشکل عدم تخلیه آلاینده های مضر در سرعتهای پایین باد و .... امروزه جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. جریان آشفته باد در اطراف ساختمان بدلیل پیچیدگی های فیزیکی از جمله وجود گوشه های تیز، اثر زمین، وجود گردابه های مختلف و سایر عوامل یکی از بهترین گزینه ها برای ارزیابی دقت و کارآیی مدل های توربولانسی می باشد. در یک مجموعه ساختمانی علاوه بر دشواری های ذکر شده، تاثیر ساختمان ها بر یکدیگر و بوجود آمدن نواحی بسیار پرسرعت در بین ساختمان ها باعث می گردد تا برای حصول جواب های مورد اعتماد از یک شبکه ریز به همراه یک مدل توربولانسی دقیق استفاده شود که موجب افزایش هزینه محاسباتی خواهد شد. مدل DES از روش های نسبتا جدید RANS-LES برای شبیه سازی جریان آشفته است که زمان اجرای شبیه-سازی در آنها نسبت به روشهای رایج LES کمتر می باشد. در این مقاله جریان آشفته باد در سرعت های مختلف بر روی پردیس دانشگاه تربیت مدرس با استفاده از مدل DES شبیه سازی شده و بدلیل تعداد زیاد نقاط شبکه از یک کلاستر بمنظور پردازش موازی استفاده شده است. بمنظور صحت سنجی، نتایج حاصله از روش DES با مدل های متداول توربولانسی مانند اسماگورینسکی مقایسه شده اند. نتایج حاکی از آن است که دقت روش DES مطلوب می باشد.

در این مقاله روش جدیدی به منظور مدل سازی دو مکانیزم موازی افزونه مقید با سه و چهار درجه آزادی مستقل ارائه شده است. مدلسازی دینامیکی مکانیزمهای افزونه مقید امری پیچیده بوده که در این مقاله و با توجه به ویژگی های ساختاری این دو مکانیزم روشی برای غلبه بر این پیچیدگی ارایه شده است. در این روش هر مکانیزم به چند زیرساختار تقسیم شده و تحلیل های سینماتیکی و روشهای مدل سازی دینامیکی نیوتن-اویلر و لاگرانژ بر روی این زیرساختارها پیاده سازی شده اند. با به کارگیری روش لاگرانژ و با استفاده از مقادیر سینماتیکی استخراج شده، مدل دینامیکی هر زیر ساختار در فضای وظیفه به دست آمده است. سپس مدل دینامیکی مجری نهایی، که می توان از آن به عنوان قید مرتبط کننده زیر ساختارها یاد کرد، با استفاده از روش نیوتن-اویلر نوشته و به معادلات مستقل از هم منتج شده است. همچنین دسته بندی بین نیروهای به کار رفته در مدلسازی، نظیر نیروهای محرک انتقال یافته و نیروهای قیدی انجام شده است. در انتها، نتایج بدست آمده از روش فوق با یک نرم افزار شبیه سازی دینامیکی مقایسه شده است. این مقایسه تطابق بین نتایج حاصله از این دو طریق را به خوبی نشان داده است.

تعیین دمای عدم تبلور مجدد و دماهای شروع و پایان استحاله آستنیت به منظور طراحی عملیات ترمومکانیکی مناسب برای تولید فولادهای API اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، از آزمون پیچش گرم با زمان بندی میانگین و پیچش با سرمایش پیوسته پس از آزمون پیچش گرم با زمان بندی واقعی برای تعیین دماهای بحرانی عملیات ترمومکانیکی فولاد ایکس 65 برای اولین بار در داخل کشور استفاده شد. این فولاد وارداتی بوده و کاربردهای گسترده ای در خطوط قطور و پرفشار انتقال گاز طبیعی و شبکه های انتقال نفت ایران دارد. نتایج نشان داد که زمان بندی میانگین برای تعیین دمای عدم تبلور مجدد Tnr روش مناسبی است، در حالی که پیچش با سرمایش پیوسته برای تعیین دمای شروع استحاله آستنیت Ar3 و دمای پایان استحاله آستنیت Ar1 مناسب است. نتایج بدست آمده با روابط تجربی براتو و اوچی با هدف بررسی قابلیت اعتماد این روابط برای تعیین دماهای Tnr و Ar3 مقایسه گردید. مقدار خطای نسبی چهار درصد برای هر دو رابطه به دست آمد که نشان دهنده لزوم انجام آزمایشات تجربی برای تعیین دماهای بحرانی عملیات ترمومکانیکی می باشد. با توجه کمبود داده های تجربی می توان از نتایج پژوهش حاضر جهت طراحی عملیات ترمومکانیکی بهینه در داخل کشور با انتخاب محدوده دمایی مناسب جهت انجام مراحل نورد خشن و پرداخت استفاده کرد.

در این مقاله با در نظر گرفتن امکان لغزش بین پنجه یک ربات و جسم در حین گرفتن جسم، کنترل تطبیقی تعقیب مسیر برای حمل جسم روی زمین توسط یک ربات تک انگشتی مورد بررسی قرار گرفته است. این سیستم، نمونه مناسبی برای بررسی روشهای مختلف تحلیل مانند طراحی کنترل کننده ها در سیستم رباتهای همکار در حمل و انجام عملیات مختلف روی اجسام می باشد. در این تحقیق به منظور یکسان سازی معادلات مربوط به تماس اصطکاکی که از نوع معادلات نامساوی هستند با بقیه معادلات سیستم که از نوع معادلات مساوی هستند، فرمول بندی جدیدی برای مدل کردن شرایط تماس اصطکاکی ارائه شده است و با استفاده از این فرمول بندی جدید، دو کنترل-کننده تطبیقی مختلف معرفی شده است. این کنترل کننده ها ضمن اینکه لغزش های ناخواسته ایجاد شده در سرپنجه ربات را کنترل می کنند، حرکت جسم روی مسیر از پیش تعیین شده را نیز کنترل کرده و همزمان پارامترهای نامعین موجود در سیستم را تخمین می زنند. با این تفاوت که کنترل کننده اول جرمهای نامعین سیستم و کنترل کننده دوم ضرایب اصطکاک را تخمین می زنند. نتایج شبیه سازی ارائه شده در این مقاله، کارایی کنترل کننده های معرفی شده را تایید می کنند.

گرفتگی مسیر مایع مغزی نخاعی باعث افزایش فشار اعمالی از سوی این مایع بر دیواره های بطن ها و در نهایت بروز بیماری هیدروسفالی می گردد. این پژوهش به بررسی شاخصی عددی جهت تشخیص بیماری هیدروسفالی غیر ارتباطی پرداخته است. در ابتدا نمودار سرعت در مجرای سیلویوس نمونه سالم به صورت سه بعدی و با استفاده از روش برهمکنش سیال و جامد به دست آمد. این نتیجه با نمودار سرعت مشابه که از تصویربرداری تشدید مغناطیسی تضاد فازی همان نمونه استخراج شده بود مقایسه شد. پس از تایید انطباق دو نمودار، از صحت روش حل و فرضیات به کار گرفته شده اطمینان حاصل شد. عدد رینولدز در مجرای سیلویوس نمونه سالم کمتر از 275.7 و حداکثر فشار مایع مغزی نخاعی نیز 616.3 پاسکال بود. در ادامه شرایط سیستم بطنی برای بیمار هیدروسفالی غیرارتباطی مدلسازی گردید. حداکثر فشار به 2958.5 پاسکال افزایش یافت. با توجه به عامل بیماری، حداکثر فشار مایع مغزی نخاعی بر بافت مغز در مجرای سیلویوس به عنوان شاخصی جهت ارزیابی بیماری هیدروسفالی غیرارتباطی معرفی گردید. در پایان مقادیر فشار محاسبه شده برای مایع مغزی نخاعی و مقادیر فشار اندازه گیرری شده از تست سوزن کمری برای مایع نخاعی مورد مقایسه قرار گرفت. مشخص شد این اعداد با هم متناسب هستند. بر این اساس فشار مایع نخاعی حاصل از تست سوزن کمری به عنوان شاخصی عددی و کاربردی برای تشخیص بیماری معرفی گردید.

بررسی حالت های واماندگی ورق ها و همچنین، رفتار سازه های مقاوم در برابر اثر تخریبی موج حاصل از انفجار، به دلیل اهمیت آن در طراحی سازه های پایدار در برابر بارگذاری انفجاری، مدت ها است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، به بررسی و مقایسه انواع روش های موجود در زمینه شبیه سازی عددی موج انفجار پرداخته شد و پس از بررسی آن ها با نتایج تجربی ورق های مربعی شکل ایزوتروپ کاملا گیردار تحت بارگذاری انفجاری، روش ترکیبی (شامل ترکیب دو روش لاگرانژی - اویلری انتخابی و کانوپ) از نقطه نظر دقت در حل مسائل انفجار با درصد خطای 54.8، دارای دقت بیشتری نسبت به هر یک از روش های لاگرانژی - اویلری انتخابی و کانوپ می باشد. با توجه به این که در روش ترکیبی و همچنین روش کانوپ، جرم معادل TNT برای مواد منفجره مختلف مورد نیاز می باشد، ضریب 14.1 به عنوان جرم معادل TNT برای ماده منفجره C4 بررسی گردید و با استفاده از نمودار تجربی فشار- زمان و رابطه تئوری فشار موج شوک در هوا، این ضریب با درصد خطای مورد قبول، تایید گردید و نمودار فشار و ایمپالس بر حسب زمان برای دو نوع ماده منفجره TNT و C4 با جرم یکسان مورد بررسی قرار گرفت.