مهندسی مکانیک مدرس
سال:1394 | دوره:15 | شماره:2 |تعداد مقالات:37

امروزه شبیه سازی های رایانه ای از جایگاه ویژه ای در بررسی عملکرد سیستم های حرارتی برخوردار شده است. دراین مقاله رادیاتور سیستم خنک کاری موتور دیزل لکوموتیو ایران سفیر شبیه سازی می شود. این رادیاتور از آرایش موازی و سری چند مبدل حرارتی فشرده که دارای پره های دندانه ای می باشند تشکیل شده است و دارای دو بخش دما بالا و دما پایین می باشد. باتوجه به پیچیدگی و فشردگی صفحات انتقال حرارت به کار رفته در رادیاتور، شبیه سازی در دو مرحله انجام شده است. در بخش اول رابطه ای برای ضریب انتقال حرارت سمت هوا و سمت سیال خنک کننده به کمک دینامیک سیالات محاسباتی همبسته سازی می شود. باتوجه به وقوع پدیده ریزش گردابه ها در آرایش دندانه ای پره ها، معادلات حاکم به صورت گذرا، در فضای دوبعدی حل شده است. گام زمانی مناسب برای حل گذرا باتوجه به مدت زمان جدایش گردابه ها از سطح انتخاب می شود. در بخش دوم با استفاده از کد محاسباتی که توسعه داده می شود، عملکرد حرارتی کلی رادیاتور به عنوان یک مبدل حرارتی شبیه سازی می شود. دراینجا توزیع دما درون رادیاتور و عملکرد حرارتی رادیاتور مورد بررسی قرار می گیرد. میزان حرارت دفع شده از رادیاتور در دبی های مختلف جریان سیال و همچنین دماهای سیال خروجی از رادیاتور از جمله خروجی های کد توسعه داده شده می باشد. در نهایت به کمک نتایج استخراج شده، منحنی عملکرد حرارتی رادیاتور بدست می آید.

در این مقاله، شبیه سازی سه بعدی انتقال حرارت برای یک نمونه تجهیز الکترونیک قدرت و سیستم خنک ساز آن پیاده سازی می شود. تجهیز یک اینورتر سه فاز توان بالا ساخت شرکت سمیکرن می باشد که کاربرد اصلی آن در وسایل نقلیه برقی و هیبریدی است. سیستم خنک ساز یک گرمابر دارای پره مستقیم مستطیلی با مقطع عرضی یکنواخت است که از طریق همرفت خنک می شود. عامل محدود کننده طراحی سیستم انتقال حرارت، بالا بودن دمای بیشینه تراشه ها و به عبارتی منابع حرارتی موجود در اینورتر با نام اختصاری IGBT می باشند. دمای IGBT ها برای جلوگیری از شکست حرارتی و مکانیکی تجهیز بایستی زیر 125oC باشد. یکی از اهداف اصلی، کاهش دمای بیشینه با طراحی دقیق چیدمان تراشه ها می باشد. طراحی ابعاد هندسی گرمابر، با توجه به محدویت حرارتی تراشه ها و مصالحه بین حجم مواد مصرفی و بازده گرمابر انجام می شود. پارامترهای هندسی مورد بررسی تعداد، ارتفاع و ضخامت پره ها و نیز ضخامت پایه گرمابر می باشند. تلفات توان منابع حرارتی با شبیه سازی در نرم افزار متلب و اطلاعات فنی ارائه شده از طرف شرکت سازنده به دقت محاسبه می شود. مدل حرارتی اینوتر و سیستم خنک ساز آن توسط روش اجزاء محدود پیاده سازی می شود. صحت مدل سازی حرارتی و توان اتلافی محاسبه شده، توسط نرم افزار سِمیسِل تایید می گردند. طراحی دقیق چیدمان باعث کاهش چشمگیر دمای بیشینه تراشه ها به مقدار 20oC می شود. بازده گرمابر با طراحی مناسب برای ضرایب انتقال حرارت50W/m2.K ،  100W/m2.K و 75W/m2.K به ترتیب با افزایش حجم 22.52%، 13.51% و 0%، به مقدار 10.35%، 16.67% و 27.51% نسبت به گرمابر اولیه افزایش یافته است.

در این مقاله کمانش الاستیک-پلاستیک متقارن صفحه دایره ای توپر با ضخامت متغیر، با فرض صفحه نازک و بر اساس دو نظریه نموی و تغییرشکل بررسی شده است. بارگذاری به صورت فشار یکنواخت روی لبه خارجی و شرایط مرزی لبه خارجی به دو شکل ساده و گیردار در نظر گرفته شده است. تغییر ضخامت صفحه در راستای شعاعی به شکل توانی فرض شده است. برای کمینه کردن معیار انتگرالی یگانگی پاسخ، بر پایه روش ریلی-ریتز، یک تابع حدس شامل تعدادی ضریب مجهول که شرایط مرزی هندسی را ارضا می کند، برای جابه جایی عرضی صفحه انتخاب شده است. آن گاه با جایگذاری تابع حدس در معیار پایداری و کمینه سازی انتگرال نسبت به ضریب های مجهول، یک دستگاه معادلات جبری همگن بر حسب ضریب های مجهول به دست می آید. برای داشتن پاسخ غیر بدیهی و با مساوی صفر قرار دادن دترمینان ماتریس ضرایب، بار بحرانی کمانش به دست می آید. به منظور ارزیابی تحلیل، نتایج در حالت ضخامت ثابت با نتایج مراجع پیشین مقایسه و سازگاری خوبی بین نتایج مشاهده شده است. آن گاه برای صفحه با دو جنس آلومینیوم تجاری و فولاد 1403، اثر اندازه و چگونگی تغییرات ضخامت صفحه و نیز نوع تکیه گاه بر بار بحرانی کمانش بررسی شده است. نتایج نشان می دهند در حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه بیشتر باشد نسبت به حالتی که ضخامت مرکز 10% از ضخامت لبه کمتر باشد، بار بحرانی کمانش می تواند تا حدود 40% افزایش یابد.

استفاده از سطوح پیچیده در صنایع گوناگون از جمله هوافضا و قالب سازی، رو به گسترش است. برای فرزکاری چنین سطوحی، توجه به فاکتورهایی از قبیل نوع استراتژی و پارامترهای ماشین کاری که همگی روی قابلیت ماشین کاری تاثیرگذار هستند، امری ضروری است. از اهداف این تحقیق، بررسی تاثیر استراتژی های مختلف و نیز پارامترهای مختلف ماشین کاری روی میکروسختی سطح نوعی سطح انحنادار (محدب) از جنس فولاد ضد زنگ1.4903  است. ابزار بکار رفته، فرز انگشتی سرکروی با روکش TiN و استراتژی های استفاده شده، چهار روش خطوط موازی، آفست سه بعدی، مارپیچ و شعاعی می باشند. طراحی و تحلیل آزمایش ها با استفاده از روش تاگوچی انجام گردید. پارامترهای ورودی شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی و فاصله بین مسیرهای ابزار بودند. پس از انجام آزمایش ها، سختی لایه سطحی نمونه های فرزکاری شده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مسیرهای مختلف ابزار تاثیر متفاوتی روی میکروسختی سطح فرزکاری دارند. فارغ از شرایط برش، سختی بعد از فرآیند، در تمامی استراتژی ها از سختی اولیه قطعه کار بیشتر بود. استراتژی مارپیچ دارای بیشترین و استراتژی شعاعی دارای کمترین مقدار سختی بودند. علاوه بر این، افزایش نرخ پیشروی، سرعت برشی و فاصله بین مسیرهای ابزار، سختی را افزایش داد و فاصله بین مسیرهای ابزار کمترین اثر را روی سختی داشت. بیشترین مقدار سختی نیز در شرایط سرعت برشی 180 متربردقیقه، نرخ پیشروی 0.18 میلیمتربردندانه و فاصله بین مسیر ابزار 0.7 میلیمتر گزارش شد که افزایش 56% را نشان می داد .

در این مقاله، رفتار حرارتی و هیدرودینامیکی نانوسیال مغناطیسی (آب و 4% اکسید آهن) در یک مبدل حرارتی دولوله ای مستقیم افقی، تحت میدان مغناطیسی غیریکنواخت متقاطع با شدت های متفاوت به صورت عددی بررسی شده است. فروسیال به عنوان سیال گرم درون لوله داخلی و هوا به عنوان سیال سرد در لوله بیرونی درنظر گرفته شده و هر دو سیال در رژیم جریان آرام با جریانی غیر همسو می باشند. میدان مغناطیسی ذکر شده توسط سیم حامل جریان الکتریسیته ایجاد می شود که به موازات طولی مبدل و در فاصله ای مشخص و نزدیک به لوله داخلی (بین دولوله) قرار می گیرد. از مدل تکفازی و روش حجم محدود برای حل این مساله استفاده شده است. اثرات میدان مغناطیسی با نوشتن کدهایی به زبان C++، به معادلات حاکم بر جریان فروسیال در نرم افزار انسیس فلوئنت 14 اضافه شده است. اعمال میدان مغناطیسی غیریکنواخت متقاطع باعث ایجاد نیروی کلوین در جهت عمود بر جریان فروسیال می شود که پروفیل سرعت محوری را تغییر داده و در نهایت با ایجاد یک جفت گردابه، منجر به افزایش عدد ناسلت، ضریب اصطکاک پوسته ای و افت فشار فروسیال می شود. با مقایسه درصد افزایش عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و افت فشار مشخص می شود که مقدار بهینه عدد مغناطیس برای Reff=50 در محدوده Mn=1.33x106 و Mn=2.37x106 قرار دارد. درنتیجه با اعمال میدان مغناطیسی متقاطع غیریکنواخت ناشی از سیم حامل جریان الکتریسیته می توان جریان فروسیال را کنترل کرده و فرایند خنک کاری فروسیال در مبدل حرارتی دولوله ای را بهبود بخشید.

در این مقاله مساله ورود به آب یک پرتابه سه بعدی با دماغه نیم کروی با استفاده از روش آزمایشگاهی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل عددی یک مدل سه بعدی از پرتابه با دماغه نیمکروی و در شرایط شش درجه آزادی در نظرگرفته شده است. از الگوریتم کوپل اویلری- لاگرانژی برای در نظر گرفتن برهم کنش بین سیال و سازه (پرتابه) استفاده شده است. از طریق تماس اویلری- لاگرانژی، جسم لاگرانژی (پرتابه) می تواند با ماده اویلری (آب) برهم کنش نماید. همچنین از یک معادله حالت برای بیان رفتار هیدرودینامیکی ماده اویلری استفاده شده است. نتایج حل عددی هم با نتایج آزمایشگاهی موجود مربوط به سقوط کره در مقالات و هم با نتایج آزمایشگاهی کار حاضر که مربوط به پرتابه است، مقایسه شده است. آزمایش برای یک پرتابه با دماغه نیمکروی و در یک تانک آب مجهز به سیتم پرتابگر و دوربین سرعت بالا انجام شده است. نتایج شبیه سازی عددی شامل شکل حباب هوای تشکیل شده و مسیر حرکت پرتابه با نتایج آزمایشگاهی کار حاضر مقایسه شده است. تطابق خوب نتایج عددی و آزمایشگاهی دقت و کاربرد الگوریتم عددی را آشکار می کند. همچنین مشاهده گردید که لحظه وقوع جدایش حباب تابع بسیار ضعیفی از سرعت برخورد است ولی عمق جدایش با افزایش سرعت برخورد، به صورت خطی افزایش می یابد.

در این تحقیق، ساختار میکروسکوپی، سختی سطحی و تنش پسماند در ورق های آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 که به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و با سرعت های دورانی و پیشروی متفاوت ابزار، به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به این که آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 دارای قابلیت عملیات حرارتی می باشد، نتایج آزمون سختی نمونه ها نشان می دهد افزایش سرعت دورانی و یا کاهش سرعت پیشروی ابزار، سختی را در ناحیه جوشکاری، کاهش می دهد. با استفاده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس، که یک روش غیر مخرب می باشد، تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده، اندازه گیری شده است. شبیه سازی اجزا محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با روش مدل حرارتی و محاسبه حرارت تولیدی در حین جوشکاری، در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. مقایسه مقادیر تنش های پسماند حاصل از حل عددی با اندازه گیری های تجربی نشان می دهد، مدل عددی می تواند پیش بینی قابل قبولی از میدان تنش پسماند در اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارائه دهد.بررسی نتایج تنش های پسماند نشان می دهد، با افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار، مقادیر تنش در ناحیه جوشکاری شده افزایش می یابد؛ که علت آن بالا رفتن گرادیان حرارتی در اثر افزایش سرعت دورانی، و کاهش افت سختی و مقاومت بیش تر در برابر تغییر شکل پلاستیک با افزایش سرعت پیشروی ابزار است.

در این تحقیق ورق کامپوزیتی تحت بار خستگی ناشی از بار خمشی، با استفاده از تئوری کاهش استحکام مورد مدل سازی شده و اثر زاویه الیاف و چینش لایه ها در عمر خستگی آن مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا خیز ورق تحت بار خمشی با استفاده از تئوری ناویر برای شرط مرزی تکیه گاه ساده بدست آمده و توزیع تنش در لایه های کامپوزیت با استفاده از این حل استخراج شده است. سپس با استفاده از تئوری کاهش استحکام بروتمن و ساها، میزان کاهش استحکام و کاهش سفتی برای هر لایه در هر مرحله از بارگذاری، بدست آمده و مقادیر جدید بدست آمده برای استحکام و مدول هر لایه در سیکل بعدی بارگذاری مورد استفاده قرار گرفته است. این مراحل تکرار شده است تا سرانجام تک تک لایه ها در راستای الیاف و ماتریس شروع به خستگی و شکست نمایند. در این مرحله از تئوری قاعده کاهش ناگهانی برای مدل کردن شکست یک لایه از لایه های کامپوزیت استفاده شده است. در حل مساله، فرآیند شکست لایه ها تا زمان شکست ناگهانی کل ورق کامپوزیتی ادامه می یابد. با استفاده از این مدل میزان عمر خستگی تک تک لایه ها و اثرات شکست یک لایه بر رفتار لایه های دیگر تا رسیدن به شکست نهایی کل سازه مورد بررسی قرار گرفته است. در قسمت نتایج عددی عمر خستگی برای ورق کامپوزیتی از جنس کرین-اپوکسی با زوایای مختلف و چینش متفاوت لایه ها مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه شده است.

در این مقاله، یک تک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای با اصلاح داخلی و جریان همسو مدل سازی و بهینه سازی شده است. این تک پیل سوختی، جزئی از توده یک سیستم پیل سوختی است که جهت تولید همزمان حرارت و کار مورد استفاده قرار می گیرد. معادلات حاکم شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتوم، بقای انرژی و روابط الکتروشیمایی است که توسط نرم افزار (gPROMS Software) حل و به کمک داده های موجود در مقالات اعتبارسنجی شده است. در این مدلسازی، اثر کمیت هایی مانند ضریب مصرف سوخت، میزان هوای اضافی، درصد پیش اصلاح سوخت ورودی و غیره روی ولتاژ و توان خروجی همچنین راندمان های انرژی و اگزرژی پیل بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که در میان پارامترهای مختلف، درصد پیش اصلاح سوخت، اثر موثرتری روی عملکرد پیل سوختی دارد و با افزایش آن، توان، ولتاژ خروجی و راندمان انرژی افزایش می یابد. نقطه کاری بهینه پیل سوختی با سه تابع هدف توان خروجی، حاصلضرب توان خروجی در راندمان ولتاژ و حاصلضرب توان خروجی در راندمان انرژی تعیین شده است. نتایج همچنین نشان میدهند که نقطه بهینه در چگالی جریانی کمتر از چگالی جریان حداکثر توان است و در این نقطه، توان خروجی و راندمان انرژی با شرط کمترین اتلاف انرژی به ترتیب 1.11w/cm2 و 42% و با شرط کمترین اتلاف اگزرژی به ترتیب برابر 1.46w/cm2 و 24% می باشند.

کوره های صنعتی و نیروگاه ها با مصرف قابل توجه سوخت های فسیلی، نقش عمده ای در تولید آلاینده های هوا دارند. اکسید نیتروژن از جمله این آلاینده ها است. در تحقیق حاضر، اثر هندسه های مختلف در کاهش اکسید نیتروژن (NO) با روش کاهش انتخابی غیرکاتالیستی در دودکش کوره های صنعتی و نیروگاه ها، به صورت عددی بررسی شده است. در این روش، آمونیاک در محدوده دمای بین 1150 تا 1350 کلوین به درون دودکش تزریق شده و با واکنش باNO ، گاز نیتروژن تولید می کند. هندسه مورد استفاده شامل دودکش استوانه ای به طول 500 سانتی متر و قطر پنج سانتی متر می باشد. چهار هندسه تزریق آمونیاک توسط یک نازل، دو نازل، چهار نازل و پاشش توسط یک حلقه در دور دودکش مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی میزان کاهش آلایندگی NO، مشاهده گردید که تزریق با یک نازل نسبت به سایر هندسه ها بازده کمتری در روش SNCR ایجاد می کند. همچنین در ادامه اثر افزایش طول دودکش نیز بررسی شده است. با افزایش طول دودکش مشخص گردید، این عامل تاثیر زیادی بر کاهش پدیده لغزش آمونیاک دارد. برای بررسی اثر زاویه نازل آمونیاک بر بازده SNCR، تزریق در زوایای 75- تا 75 درجه مورد ارزیابی قرار گرفت. مشخص شد با افزایش قدر مطلق زاویه نازل، بازده این پدیده کاهش می یابد. در نهایت تاثیر افزودن سپرک در مسیر جریان مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد با افزودن سپرک زمان و طول مورد نیاز برای انجام واکنش به دلیل اختلاط بهتر کاهش می یابد.

در دهه اخیر مدل کردن ناپایداری سازه های نانویی علاقه مندان زیادی را درزمینه نانو مکانیک و مکاترونیک به خود جلب کرده است. سوئیچ های نانو مکانیکی اساس ساخت و طراحی سیستم های میکرو الکترومکانیکی مانند نانو عملگرها هستند. یک نوع معمول سیستم های میکرو الکترومکانیکی نانو تیرهای دو سر درگیر بوده که در آینه های میکرو استفاده می شود. در مقیاس نانو کاهش فاصله بین دو الکترود باعث ایجاد تعامل مولکولی نیروی واندروالس می شود که باید در طراحی و ساخت سیستم های نانو موردتوجه قرار گیرد. در این مقاله نظریه گرادیان کرنش برای پیش بینی ناپایداری ولتاژ کششی وابسته به اندازه نانو تیرها که شامل زیرمجموعه ای از سیستم های الکترومکانیکی هستند بکار برده می شود. نظریه کرنش غیرخطی ون کارمن برای به دست آوردن معادله حاکم غیرخطی بر تیر استفاده شده و نیز اثر نیروی واندروالس در معادلات حاکم در نظر گرفته شده است. روش تحلیلی پریشیدگی هوموتوپی برای حل معادلات غیرخطی سیستم بکار برده شد و اثر نیروی جاذبه بین مولکولی واندروالس و اثر وابستگی به اندازه و نیز اهمیت اثر توام وجود این دو پارامتر روی عملکرد ناپایداری سیستم، ازجمله خیز میانی ماکزیمم و ولتاژ ناپایداری مورد بحث قرار گرفته است. بر اساس یافته های این تحقیق می توان نتیجه گرفت که نیروی بین مولکولی واندروالس ولتاژ ناپایداری را کاهش می دهد و پارامتر اثر اندازه در مقیاس های نانو منجر به افزایش پارامترهای ناپایداری ازجمله ولتاژ ناپایداری می گردد .همچنین روش پریشیدگی هوموتوپی می تواند به عنوان یک روش کارآمد برای تحلیل سازه های نانویی در مقیاس کمتر از میکرون مورداستفاده قرار گیرد.

ماهیت ناهمسان گرد دانه های موجود در بافت فلزات کریستالی سبب به وجود آمدن ناسازگاری بین دانه ها در هنگام تغییرشکل می شود. این پدیده با کوچکتر شده مقیاس تا حد میکرو و مزو، تشدید می شود. ناهمگنی موجود در تغییرشکل در مقیاس میکرو را با قوانین بنیادی تئوری پیوسته پلاستیسیته نمی توان مورد بررسی قرار داد. در این مطالعه رفتار تغییرشکل لغزشی فولاد ضدزنگ آستنیتی 316L در مقیاس های یاد شده با استفاده اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته مدل سازی شده است. فرمول بندی مدل ماده با استفاده از زیربرنامه UMAT به نرم افزار آباکوس معرفی شده است. اعتبارسنجی با استفاده از مقایسه نتایج حل به روش کریستال پلاستیسیته حاصل از آباکوس با نتایج تحلیلی حاصل نرم افزار متلب، انجام شده است. نتیجه مقایسه حاکی از تطابق خوب نتایج عددی و تحلیلی می باشد. در بخش دوم مدل سازی آزمون کشش روی نمونه فولاد ضدزنگ حاوی یک دانه به روش اجزاء محدود کریستال پلاستیسته انجام شده است و با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که رفتار تغییرشکل و موضعی شدن تک کریستال با روش پیشنهاد شده قابل پیش بینی بوده در حالیکه روش اجزاء محدود ماکرومکانیک از شناسایی این رفتارها ناتوان می باشد. در بخش پایانی، مدل پلی کریستال میکروساختار با تعداد 10 دانه تولید شد. با تعریف جهات کریستالی متفاوت برای مدل میکروساختار تولید شده، تحلیل اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته روی آن صورت گرفت. نتایج حاکی از غیریکنواخت بودن تغییرشکل در مقیاس دانه بندی است. همچنین با تغییر جهات کریستالی نمودار تنش-کرنش ماده در بخش پلاستیک رفتارهای متفاوتی را نشان می دهد.

در خودروی مفصلی تاکنون در مرجعی اهمیت تنظیم و یا محدود نمودن زاویه لغزش جانبی به عنوان مهمترین کمیته حرکتی مورد بررسی قرار نگرفته است. حال آن که رفتار دینامیکی مناسب آن ها از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این پژوهش بر مبنای یک مدل صفحه ای از خودروی مفصلی و با اتخاذ یک روش مناسب اهمیت این کمیت مورد بررسی قرار می گیرد. در این مقاله پس از آشنایی با پژوهش های پیشین، به تشریح مدل خودروی مفصلی می پردازیم. مدل انتخابی، یک مدل 14 درجه آزادی صحه گذاری شده از خودروی مفصلی است که دینامیک سویی خودرو را شبیه سازی می نماید. در مبحث تحلیل پایداری از روش صفحه فاز مبتنی بر مدل غیر خطی سه درجه آزادی خودروی مفصلی که درجات آزادی اصلی در حرکت صفحه ای را در بر می گیرد، استفاده می شود. در این بخش با ثابت در نظر گرفتن سرعت طولی خودرو به عنوان شرط بحرانی، به رسم صفحه فاز کشنده با دو متغیر زاویه لغزش جانبی و سرعت چرخشی خودروی مفصلی پرداخته و نواحی پایدار و ناپایدار را از یکدیگر تفکیک می نماییم. سیستم های فازی تخمین گر بر اساس مدل فازی تاگاکی سوگینو پایه ریزی شده اند و با توجه به نتایج حاصل از صفحه فاز یک محدوده پایدار برای حرکت خودروی مفصلی را ارایه می دهند. در نهایت با طراحی دو سیستم کنترلی پی-دی بر مبنای محدوده پایدار، جهت کنترل زاویه مفصل و زاویه لغزش جانبی، کاربرد صفحه فاز در بررسی پایداری را پررنگ تر جلوه می دهیم. در انتها تحلیل نتایج و تست روش بر مبنای مدل کامل خودرو ارایه می گردد.

در مطالعه حاضر، به منظور ارزیابی میدان جابجایی الاستیک و پس از آن پارامترهای شکست در مواد جامد الاستیک همگن ایزوتروپیک با وجود ترک های لبه ای و یا داخلی، از روش اجزاء محدود توسعه یافته و با تکنیک مجموعه تراز استفاده شد تا از معایب روش استاندارد اجزاء محدود جلوگیری شود. به منظور تعیین ضرایب شدت تنش و همچنین ضرایب ترم های مرتبه بالای ترک در حل سری مجانبی ویلیامز برای سازه های حاوی ترک در حالت های مختلف مود شکست از یک روش حداقل مربعات فرامعین و از طریق انطباق حل سری میدان جابجایی در اطراف نوک ترک بر تعداد زیادی از جابجایی های گره ای به دست آمده از روش اجزاء محدود توسعه یافته، استفاده شد. برای تایید و احراز صحت نتایج، چندین نمونه ترک دار در حالت های مختلف بارگذاری مود خالص اول، مود خالص دوم، و مود ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه ای که با نتایج موجود در مراجع بر اساس فرمول بندی های دیگر صورت گرفته، میزان کارآیی و سادگی این روش را نشان داده و قابلیت آن را در شناسایی دقیق ضرایب شدت تنش و ضرایب ترم های مرتبه بالاتر ترک به اثبات می رساند.

در این تحقیق روشی جهت کنترل ربات موازی 3-RPR بر روی مسیری با وجود موانع متعدد در فضای کاری ارائه می گردد. برای این منظور، مسیری هموار و با کمترین طول که برخوردی با موانع موجود در فضای کاری ربات نداشته باشد با استفاده از روش های منحنی اسپلاین و الگوریتم بهینه سازی فاخته ایجاد شده و به عنوان مسیر مرجع تعقیب ربات مورد استفاده قرار می گیرد. برای بررسی سرعت و دقت همگرایی الگوریتم بهینه سازی فوق، فرایند بهینه سازی لا الگوریتم ژنتیک نیز تکرار شده و روند همگرایی مقایسه می شود. در ادامه از روش کنترل مود لغزشی برای کنترل این ربات در تعقیب مسیر مرجع استفاده می شود. انتخاب این کنترل کننده بر اساس نامعین بودن دینامیکی این ربات صورت می گیرد. نتیج حاصل از قسکت طراحی مسیر بهینه با توجه به سرعت و دقت بالای همگرایی، عملکرد مناسب الگوریتم بهینه سازی فاخته را به خوبی نشان می دهد. با توجه به نتایج حاصل مشاهده شد که مسیر طراحی شده با استفاده از روش منحنی اسپلاین بدون برخورد با موانع تعریف شده تا حد امکان کوتاه شده است. علاوه بر این، نتیجه می شود که روش کنترل مود لغزشی با وجود نامعینی های در نظر گرفته شده قادر ه کنترل ربات در تعقیب مسیر مرجع ایجاد شده با دقت بسیار خوبی است.

آلیاژهای آلومینیوم دارای نسبت استحکام به وزن بالا و خواص ضدخوردگی مناسبی هستند. قابلیت شکل پذیری پایین در دمای اتاق، عیب عمده آن ها است. برای رفع این محدودیت، از عملیات شکل دهی گرم استفاده می شود. یکی از فرآیندهای شکل دهی، روش کشش عمیق هیدرودینامیکی با فشار شعاعی می باشد که در حالت گرم تحقیقی بر روی آن گزارش نشده است. در پژوهش حاضر، پس از بررسی امکان شکل دهی آلیاژ آلومینیوم 5052 در فرآیند کشش عمیق هیدرودینامیکی گرم، به مطالعه اثر فشار سیال، دما و سرعت فرآیند بر روی توزیع ضخامت و نیروی سنبه برای شکل دهی قطعه استوانه ای با کف تخت پرداخته شد. به منظور انجام تحلیل جامع، شبیه سازی فرآیند با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام گرفت. نشان داده شد که نتایج به دست آمده تطابق قابل قبولی با نتایج تجربی داشته است. مشخص شد که افزایش فشار تا یک مقدار معین، باعث بهبود ضخامت می شود و نیروی سنبه افزایش می یابد. نیروی مورد نیاز سنبه با افزایش دما کاهش یافت ولی با تغییرات سرعت سنبه ثابت ماند. همچنین افزایش سرعت شکل دهی و کاهش دمای فرآیند نازک شدگی بیشینه را افزایش می دهد. به علاوه، شکل دهی ورق در دمای محیط، شرایط گرم غیرهم دما و هم دما مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شد که کاهش ضخامت بیشینه در حالت های گرم غیر هم دما و دمای محیط، کمتر از گرم هم دما بوده ولی نیروی بیشینه سنبه در حالت گرم هم دما کمتر می باشد.

یکی از مهم ترین وسایل جذب انرژی ناشی از ضربه، لوله های دایروی هستند که در مدهای مختلف تغییرشکل پلاستیک، جذب انرژی می کنند. از مدهای تغییرشکلی که بیشترین جذب انرژی را دارد، مد کمانش پیشرونده دینامیکی است که تحت فروریزش محوری ایجاد می شود. در این مطالعه برخلاف اکثر تحقیقات قبلی که جاذب ها را به صورت شبه استاتیک بررسی می کنند، رفتار یک جاذب انرژی جدار نازک لوله ای که در نزدیکی دو انتها دارای فرورفتگی بوده و دو سر لوله نیز دارای سرپوش است تحت بار ضربه زن استوانه ای به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. برای انجام تست های تجربی از یک دستگاه ضربه زن سقوط آزاد استفاده شده است و در بخش عددی از توانایی های نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که سرپوش باعث تقویت جاذب و در نتیجه جذب انرژی بیشتر در طول لهیدگی کمتر می شود و فرورفتگی بالا و پایین لوله باعث می شود نیروی ماکزیمم فروپاشی با تاخیر زمانی ایجاد شود. همچنین این جاذب ها دارای رفتار خطی در جذب انرژی نسبت به طول لهیدگی هستند و با افزایش وزن چکش تغییری در نیروی میانگین فروپاشی ایجاد نشده است. آزمایشی نیز جهت بررسی برخوردها با انرژی جنبشی مساوی انجام گرفت که با بررسی نرخ کرنش در چهار برخورد، مشاهده شد که به ازای کاهش 16.9% نرخ کرنش، 2.6% به طول لهیدگی اضافه شده است.

در این مقاله، یک گریپر مینیاتوری دو انگشتی انعطاف پذیر بر پایه نانوکامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکال متخلخل با قابلیت تنظیم پیش بازشوندگی نوک فک طراحی و ساخته شده و چگونگی عملکرد آن مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا نانوکامپوزیت مغناطیسی رئولوژیکال متخلخل با حساسیت بالا در مقابل تحریک مغناطیسی ساخته شد و سپس این ماده در طراحی و ساخت گریپر به کار گرفته شد. گریپر ساخته شده با اعمال جریان الکتریکی، اشیاء و اجسام کوچک و ظریف را برداشته و در هنگام رسیدن به موقعیت هدف، با کاهش جریان الکتریکی، آن را رها می کند. برای بررسی مغناطیسی، گریپر توسط نرم افزار ویزی مگ شبیه سازی گردید. در آزمایش ها اشیاء و اجسامی از جنس سرب، فوم، مقوا و قطعات ویفر سیلیکون استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که گریپر قادر است برای اجسامی که سطح نا منظم و نا صاف دارند، به طور موثری عمل برداشتن، نگه داشتن و رها کردن را انجام دهد. برای اجسام با ابعاد متفاوت، می توان با تنظیم فضای بین نوک فک ها عمل برداشت و رهاسازی را به طور مطلوب انجام داد. ننایج بررسی ها روی نمونه های اولیه ساخته شده نشان می دهند که مزیت این گریپرها، ساخت راحت تر، هزینه کمتر، وزن کمتر، حجم کوچکتر، مونتاژ ساده تر بوده و نیاز به استفاده از قید و بندهای مرسوم مکانیکی ندارد. استفاده از این گریپر در سیستم های میکرو الکترومکانیکی به ویژه برای جابجای کردن قطعات حساس به خراش، اثر انگشت و فشار پیشنهاد می شود.

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.

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.

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.

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.

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.