مهندسی مکانیک مدرس
سال:1395 | دوره:16 | شماره:9 |تعداد مقالات:47

در این مقاله، افت انتقال صوت در پوسته های استوانه ای دوجداره ی ارتوتروپیک بر مبنای تئوری الاستیسیته ی سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مقاله، بررسی تاثیر برخورد موج آکوستیکی، تحت دو زاویه ی مختلف، بر افت انتقال صوت پوسته می باشد. مدل ارائه شده در این مقاله، یک پوسته ی استوانه ای ارتوتروپیک دوجداره با طول بی نهایت و غوطه ور در سیال می باشد، که یک موج آکوستیکی صفحه ای تحت دو زاویه ی θ و δ به سطح خارجی آن برخورد می نماید. به جهت مدلسازی هر دو جداره ی پوسته ی استوانه ای، از روش فضای حالت و به کارگیری روش مدل لایه ای تقریبی به همراه رویکرد ماتریس انتقال، بهره گیری شده است. همچنین به دلیل برخورد موج صفحه ای تحت دو زاویه ی q و d، معادلات انتشار امواج با در نظر گرفتن این دو زاویه بازنویسی شده اند. مقایسه ی نتایج حاصله با نتایج سایر محققان، بر دقت و صحت مدل ارائه شده در این مقاله صحه گذاری می نمایند. علاوه بر این، به منظور بررسی دقیق تر افت انتقال صوت از این پوسته ها، پارامترهای مختلفی که در میزان افت انتقال صوت موثر می باشند مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که میزان افت انتقال صوت در پوسته های استوانه ای دوجداره نسبت به پوسته های استوانه ای تک جداره، به خصوص در فرکانس های بالا، بیشتر می باشد. همچنین میزان افت انتقال صوت وابسته به هر دو زاویه ی q و d می باشد. به نحوی که تغییر در هریک از این زوایا، سبب تغییر در افت انتقال صوت سازه می شود.

در این مقاله به مدل سازی و شبیه سازی فرآیند منیپولیشن نانوذرات کربنی پرداخته شده است. از آن جایی که در منیپولیشن نانوذرات، هندسه نقش مهمی در رفتار دینامیکی بازی می کند؛ بررسی اشکال هندسی مختلف نانوذرات در این فرآیند حائز اهمیت است. به منظور بررسی تاثیرات هندسی، منیپولیشن چهار آلوتروپ کربنی با جرم برابر انجام شد و تاثیر قطر نانولوله های کربنی با طول های یکسان در این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور از روش دینامیک مولکولی که متناسب با ابعاد سیستم مورد مطالعه است استفاده شد تا درک صحیحی از فرآیند منیپولیشن و دینامیک آن ارائه دهد. در مطالعه ی منیپولیشن آلوتروپ های کربنی با جرم یکسان مشخص شد که هرچه آلوتروپ از حالت کروی شکل خارج شود، روند منیپولیشن تسهیل می گردد و نیروی وارد بر سوزن کاهش خواهد یافت. می توان علت این امر را در انحنای سطح تماس سوزن و نانوذره جستجو نمود. در فرآیند منیپولیشن نانولوله با قطرهای مختلف، افزایش قطر نانولوله سبب تغییر در نیروی وارد شده بر سوزن و افزایش مقدار آن می گردد. مقدار عمق نفوذ در طی فرآیند منیپولیشن برای هر نانولوله استخراج شد، نتایج نشان داد که با افزایش قطر نانولوله، مقدار عمق نفوذ افزایش می یابد. از آنجایی که آلوتروپ های کربنی به عنوان حامل های داروئی کاربرد دارند، نتایج این مطالعه در بهبود فرآیندهای عملی و کاهش هزینه های آزمایشگاهی قابل استفاده است.

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

در این تحقیق به استفاده از فناوری کوبش التراسونیک بر فولاد گرافیتی (GSH48) غلتک های نورد جهت بهبود برخی خواص مکانیکی سطح پرداخته شد. فناوری کوبش التراسونیک، یکی از فناوری های جدید تغییر شکل پلاستیک شدید است که در آن ابزار ارتعاشی با حرکات رفت و برگشتی مداوم خود به سطح قطعه کار ضربه می زند و موجب تغییر شکل پلاستیک شدید در سطح می گردد. این روش خواص مکانیکی از جمله سختی، صافی سطح، طول عمر خستگی، استحکام کششی را بهبود می دهد. با شبیه سازی و ساخت ابزار ارتعاشی التراسونیک، آماده سازی فرآیند شامل نصب ابزار ارتعاشی التراسونیک بر روی دستگاه تراش انجام گرفت. بررسی آزمایش های سختی، صافی سطح، خستگی و استحکام کششی بر روی قطعات در حالت های مختلف بدون عملیات کوبش التراسونیک و بعد از عملیات کوبش التراسونیک با یک، دو و سه پاس انجام گرفت. نتایج حاکی از افزایش سختی به میزان 36 درصد تا عمق 0.2 میلی متر از سطح و افزایش صافی سطح از 1.376 میکرومتر به 0.545 میکرومتر بر روی سطح می باشد. بیشترین افزایش صافی سطح و عمر خستگی در قطعات با سه پاس کوبش التراسونیک مشاهده شد.

به کارگیری کنترل مقاوم تطبیقی فازی در بهبود پایداری خودرو مورد توجه اخیر محققان می باشد. در این مقاله کاربرد این کنترلر درمدل غیر خطی سیستم های تعلیق هندسه متغیر و جابجایی نقطه اتصال طبق به بدنه مورد مطالعه می باشد. با قرارگیری روابط سینماتیکی یک سیستم تعلیق طبق دار دوبل، در روابط 8 درجه آزادی فرمانپذیری خودرو، مدل غیر خطی سیستم تعلیق هندسه متغیر ایجاد می شود. انتخاب کنترلر مناسب، بدلیل محدودیت فضا در محل جابجایی نقطه اتصال طبق سیستم تعلیق به بدنه ضروری می باشد، لذا در این مقاله کنترلرمناسب از بین سه کنترل PID، تطبیقی فازی و مقاوم تطبیقی فازی مشخص می شود. به کمک تئوری لیاپانوف، قوانین تطبیقی به منظور پایداری سیستم انتخاب می شوند. نتایج برای دو تست استاندارد نشان داد انتگرال مربعات خطا در کنترلر مقاوم تطبیقی فازی نسبت به دو کنترلر PID و کنترلر تطبیقی فازی کاهش نشان می دهد. همچنین جابجایی نقطه اتصال طبق سیستم تعلیق در کنترل مقاوم تطبیقی فازی خیلی کمتر از دو کنترلر دیگر و مخصوصا PID می باشد. نتایج استفاده از کنترل مقاوم تطبیقی فازی نشان داد که به کمک این کنترلر، پایداری خودرو و مقاوم بودن سیستم افزایش داشته و همچنین پاسخ های نرمتری تولید می شود.

این مقاله به مطالعه و تدوین مدل ساختاری مناسب برای توصیف رفتار مکانیکی بافت کبد می پردازد. برای این منظور تغییرشکل بافت کبد در آزمون فشار تک محوره، بر اساس دو مدل ساختاری هایپرالاستیک و هایپرویسکوالاستیک، به ازای دو نرخ کرنش متفاوت، به صورت تحلیلی و عددی مطالعه و بررسی شده است. مدل ها بر پایه تابع انرژی چندجمله ای استخراج و ضریب های معادله ساختاری با استفاده از برازش نمودار تنش-کرنش حاصل از این دو مدل بر نتایج تجربی موجود، به دست آمده اند. هم چنین برای تعیین رفتار بافت در شرایط بارگذاری دیگر، مدل ها برای بارگذاری کشش تک محوره و برش نیز بررسی شده اند. شبیه سازی های عددی با استفاده از نرم افزار آباکوس، که هر دو مدل در آن به صورت پیش فرض وجود دارند، انجام شده اند. به منظور اعتبارسنجی روش های نظری، نتایج حل تحلیلی و شبیه سازی اجزای محدود با یکدیگر و هم چنین با داده های تجربی موجود مقایسه شد. بررسی نتایج نشان می دهد حل تحلیلی و شبیه سازی عددی انجام شده برای پیش بینی رفتار بافت کبد، تقریبا بر هم منطبق و به علاوه در مقایسه با نتایج تجربی، از دقت خوبی برخوردار بوده و مدل ها دارای پایداری قابل قبولی هستند. آن گاه اثر ضریب اصطکاک بین نمونه و صفحه فشارنده بررسی شده است. نتایج نشان می دهند با افزایش ضریب اصطکاک، تنش ایجاد شده افزایش می یابد. بنابراین پیش بینی دقیق تر رفتار بافت مستلزم انتخاب صحیح ضریب اصطکاک است. معادله های ساختاری انتخاب شده برای پیش بینی رفتار کبد، به دلیل غیرصفر بودن تمامی ثابت های مادی، در مقایسه با پژوهش های مشابه برای بافت های دیگر، از لحاظ ریاضی پیچیده تر بوده و حل تحلیلی آن چالش و نوآوری اصلی این مقاله به شمار می رود.

اتصالات تداخلی برای برقراری اتصال بوش به شفت در صنعت کاربرد زیادی داشته و اغلب در محل وجود تکیه گاه ها و یاتاقان های ماشین ها از این نوع اتصالات برای حمل بار اجزاء ماشین استفاده می گردد. معمولا برای انجام تعمیرات ماشین ها فرآیند دمونتاژ نمودن بوش و شفت به دفعات انجام می گیرد. بسته به میزان زبری و کیفیت سطح اجزاء اتصال، ممکن است در زمان فرآیند تخریب در سطح قطعات رخ دهد. قطعه بوش معمولا از نوع مصرفی است، اما قطعه شفت معمولا قطعه ای یکپارچه و طویل است که دیگر اجزاء ماشین بر روی آن سوار می گردند. بنابراین ارائه روشی برای ترمیم سطح شفت می تواند بسیار ضروری و مفید باشد و منجر به بازیابی شفت های تخریب شده و کاهش هزینه ها گردد. در این پژوهش ابتدا تاثیر زبری سطح تداخل بر روی استحکام اتصال، ضریب اصطکاک در سطح تداخل و تخریب سطح اتصال، در حین فرآیند دمونتاژ نمودن بررسی شده است. تحلیل اجزاء محدود و بررسی های تجربی، برای تخمین ضریب اصطکاک در سطح اتصال، انجام گرفته است. همچنین برای بررسی میزان تخریب در سطح تداخل و در حین دمونتاژ نمودن اجزاء اتصال از تصاویر بزرگنمایی شده سطح تداخل پس از دمونتاژ نمودن اتصال استفاده شده است. در ادامه روش آبکاری کروم سخت برای ترمیم سطح شفت پیشنهاد گردید و به صورت تجربی تاثیر آبکاری کروم سخت بر روی استحکام اتصال بررسی شده است. نتایج نشان دهنده استفاده موفق از آبکاری کروم سخت برای ترمیم سطح شفت است به نحوی که استحکام اتصال در قطعات ترمیم شده معادل و حتی بیش از اتصال اولیه بود.

در مقاله حاضر، سقوط قطره سیال فرو در سیال غیر مغناطیسی تحت اثر میدان مغناطیسی یکنواخت در جریان دوفازی به صورت عددی مطالعه می شود. برای این منظور، از روش ترکیبی شبکه بولتزمن مدل شان- چن و روش حجم محدود استفاده شده است. معادله شبکه بولتزمن با استفاده از اضافه کردن ترم نیروی مغناطیسی جهت به روزرسانی میدان جریان حل می شود، در حالیکه معادله القاء مغناطیسی به روش حجم محدود برای محاسبه میدان مغناطیسی حل خواهد شد. برای اعتبارسنجی حل میدان جریان، مدل مورد نظر توسط آزمون های معروف آزمایش لاپلاس و صعود آزادانه حباب مورد امتحان قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی میدان مغناطیسی، خطوط پتانسیل مغناطیسی عبوری از دایره نفوذپذیر و تغییر شکل قطره سیال فرو ساکن تحت میدان مغناطیسی شبیه سازی شده است. نتایج عددی مطالعه حاضر با داده های تجربی و عددی محققین قبلی، مقایسه شده و تطابق خوبی مشاهده شده است. تاثیر عدد باند مغناطیسی، ضریب نفوذپذیری مغناطیسی و جهت میدان مغناطیسی بر روی سقوط قطره سیال فرو مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که هرچه عدد باند مغناطیسی یا قابلیت نفوذپذیری مغناطیسی بیشتر باشد، قطره در راستای میدان تغییر شکل بیشتری می دهد. همچنین اگر راستای میدان مغناطیسی عمودی باشد قطره سریعتر سقوط می کند در حالیکه میدان مغناطیسی افقی سقوط قطره را به تاخیر می اندازد.

توربین های بادی، از سازه های پیچیده در مبحث شبیه سازی عددی جریان می باشند. از سوی دیگر، گسترش روزافزون کاربرد انرژی بادی در جهان، منجر به ایجاد تقاضا برای به کارگیری مدل های دقیق تر و با کارایی بیشتر برای شبیه سازی توربین ها شده است. پسبادهای به وجود آمده توسط توربین بادی تاثیر قابل توجهی بر کاهش توان-خروجی و ایجاد پدیده خستگی در پره ها دارند و بنابراین، مطالعه آن ها از اهمیت زیادی برخوردار است. روش خط عملگر، یکی از دقیق ترین مدل ها جهت تحلیل میدان جریان و پسبادهای جریان آشفته می باشد که نیاز به حل جریان در داخل لایه مرزی ندارد و به همین دلیل نسبت به مدل روتور کامل کارایی بیشتری دارد. در این روش می توان با دقت بالایی به مدل سازی اثرات یک توربین در جریان باد بدون نیاز به ساخت مدل هندسی از روتور توربین و فقط با استفاده از پارامترهای توربین پرداخت. در این مقاله، با پیاده سازی روش خط عملگر در نرم افزار اپن فوم و نیز با استفاده از روشی نوین جهت توزیع نیروی اعمالی بر خطوط عملگر، مدل سازی توربین بادی آزمون مکزیکو انجام شده است. همچنین به منظور تحلیل میدان جریان اطراف توربین، از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ استفاده شده است. شبیه سازی برای دو حالت مختلف شامل حالت شرایط طراحی و حالت واماندگی صورت گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی و تخمین پسبادها و پارامترهای عملکردی توربین، با داده های آزمون تجربی مقایسه و همگرایی خوبی مشاهده شد. نتایج پارامترهای عملکردی حالت واماندگی در توافق بهتری با داده های تجربی بودند به طوری که نیروی رانش با 8.5 درصد و گشتاور و توان خروجی توربین به ترتیب با 2.8 و 2.4 درصد اختلاف، پیش بینی شدند.

دو پارامتر اساسی، عدد فرود و میزان ضریب گاز دمشی در تشکیل ابرکاواک دمشی بسیار موثر می باشند. هدف از ارائه این مقاله بررسی عددی رفتارِ متفاوت برون روی گاز دمشی در ساختار ابرکاواک دمشی است، که با نتایج تجربی مقایسه می گردد. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار فلوئنت، مدل مخلوط همگن با احتساب سرعت لغزشی برای هر فاز، و مدل اغتشاش ترکیبی (DES) با در نظر گرفتن نیروی جاذبه انجام پذیرفت. نتایج نشان می دهد، در اعداد فرود مختلف، وقتی که ضریب گاز دمشی Qv ثابت است، دو مکانیزم برون روی گاز دمشی به وجود می آید، الف) گردابه استوانه ای پیچشی، که مخلوطی از گاز دمشی و بخارآب بوده و در امتداد جسم تشکیل می گردد. ب) دو گردابه لوله ای توخالی که شامل گاز دمشی می باشد و در امتداد جسم، به سمت بالا متمایل می گردد . با افزایش عدد فرود، کاواک از حالت دو گردابه لوله ای توخالی به حالت گردابه استوانه ای پیچشی تغییر حالت می دهد. وقتی که عدد فرود ثابت است، با افزایش میزان ضریب گاز دمشی کاواک بزرگ می شود و نیروی جاذبه بر شکل کاواک تاثیر می گذارد. مدل اغتشاش (DES) که از ترکیب دو مدل اغتشاش (SST k – w) و مدل (LES) می باشد در شبیه سازی دو گردابه لوله ای توخالی مناسب می باشد.

آلیاژهای فلزی در محدوده دمای نیمه جامد رفتار رئولوژیکی مشابه سیالات غیر نیوتنی نشان می دهند. چنین رفتاری را می توان با استفاده از مدل های رئولوژیکی توصیف نموده و برای تعیین پارامتر های این مدل ها از روش های ویسکومتری معمول استفاده نمود. در این تحقیق، ویسکوزیته آلیاژ نیمه جامد آلومینیوم 7075 با استفاده از نتایج سیگنال های نیرو – جابجائی حاصل از دو آزمون فشار در بین صفحات موازی و اکستروژن معکوس اندازه گیری شد و برای تعیین پارامتر های مدل کراس در محدوده وسیعی از نرخ برش مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر پارامتر های نرخ برش و دما (میزان کسر جامد) بر روی ویسکوزیته آلیاژ بررسی گردید. مشاهده گردید که رفتار این آلیاژ در محدوده نیمه جامد از نوع رقیق شونده برشی است که در آن با افزایش نرخ برش مقدار ویسکوزیته کاهش می یابد. همچنین با افزایش دما مقدار ماکزیمم نیروی وارده به دلیل کاهش میزان کسر جامد و کاهش مقاومت در برابر سیلان ناشی از آن کاهش می یابد که سبب کاهش مقدار ویسکوزیته می گردد. نتایج نشان داد که مقادیر ویسکوزیته محاسبه شده توسط مدل چهارپارامتری کراس در مطابقت خوبی با نتایج تجربی به دست آمده در محدوده وسیعی از نرخ برش می باشد. همچنین نتایج شبیه سازی صورت گرفته نشانگر عملکرد بسیار خوب مدل ارائه شده برای پیش بینی خواص رئولوژیکی و رفتار سیلانی آلیاژ نیمه جامد در محدوده وسیعی از نرخ برش می باشد.

نشتی های خط لوله نفت اگر مورد توجه واقع نشود می تواند منجر به خسارت های بزرگی گردد. اولین گام برای مقابله موثر با این نشتی ها، تشخیص محل وقوع آن ها است. در مقاله ی حاضر یک روش جدید آشکارسازی و جداسازی عیوب (FDI) مبتنی بر داده پیشنهاد می شود که نه تنها قادر است وقوع عیب نشتی و محل آن را آشکار سازد بلکه می تواند وخامت (اندازه نشتی را نیز با دقت زیاد تخمین بزند. در مطالعه ی حاضر، خط لوله ی گلخاری- بینک که در جنوب ایران واقع شده، در نرم افزار الگا مدل سازی گردیده است که داده های مورد نیاز برای آموزش سیستم FDI را فراهم می نماید. سناریوهای مختلف نشتی بر مدل اعمال می گردد و نرخ دبی خروجی و فشار ورودی متناظر به عنوان داده های آموزش ثبت می شود. داده های بدست آمده در حوزه ی زمان به حوزه ی موجک انتقال داده می شوند. سپس ویژگی های آماری داده ها از دو حوزه ی موجک و زمان استخراج می گردد. ویژگی های بدست آمده به یک شبکه ی عصبی چندلایه ی پرسپترون (MLPNN) به عنوان سیستم FDI اعمال می گردد. نتایج نشان می دهد که سیستم مبتنی بر ویژگی های آماری موجک عملکرد بهتری نسبت به سیستم مبتنی بر ویژگی های آماری حوزه ی زمان دارد. همچنین سیستم پیشنهادی می تواند محل و وخامت نشتی را با نرخ هشدار غلط (FAR) اندک و نرخ طبقه بندی صحیح (CCR) بسیار زیاد تشخیص دهد.

در این پژوهش رفتار تیر خمیده ی ساندویچی تحت بارگذاری ضربه ای کم سرعت، با در نظر گرفتن تاثیر دمای محیط، با بکارگیری تئوری مرتبه بالای سازه های ساندویچی مورد بررسی قرار گرفته است. تیر ساندویچی مورد مطالعه از ترکیب رویه های کامپوزیتی و هسته ی فومی تشکیل و شرایط تکیه گاهی در بارگذاری از نوع تکیه گاه دو طرف ساده با امکان تغییر مکان در راستای محیطی انتخاب شده است. برای مدل سازی ضربه از مدل دو درجه آزادی جرم و فنر استفاده گردیده است. در فرمول بندی ارائه شده برای رویه ها از تئوری برشی مرتبه ی اول استفاده شده و میدان جابجایی هسته مجهول درنظر گرفته شده است . سپس به کمک تئوری الاستیسیته و با استفاده از شرایط سازگاری در فصل مشترک هسته با رویه ها و روابط تنش-کرنش، میدان جابجایی هسته مشخص می شود . از اصل همیلتون برای استخراج معادلات حاکم بر حرکت تیر استفاده شد. به منظور صحه گذاری نتایج بدست آمده از تحلیل ، از نتایج مراجع و تحلیل عددی در نرم افزار آباکوس استفاده شده،که همخوانی نسبتا خوبی بین نتایج برقرار است. در ادامه اثرات تغییر پارامترهایی نظیر سرعت و جرم ضربه زننده، دمای محیط، ضخامت هسته، ضخامت رویه ها، جنس هسته و وریه ها بر جابجایی های هسته و رویه ها و تنش های هسته و نیروی ضربه مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان می دهد که با افزایش درجه حرارت محیط، تغیرات در نیروی ضربه کم بوده ولی برپاسخ دینامیکی تیر تاثیر قابل توجهی می گذارد. همچنین در بررسی ها مشخص شده که هرچه سفتی تیر بیشتر شود، نیروی ضربه افزایش و جابجایی ها و میزان جذب انرژی آن کاهش می یابد.

در این مقاله یک روش کنترلی مبتنی بر سیستم های فازی برای هدایت و نگه داری حالت یک سیستم کوانتومی نمونه در ناحیه ی از پیش تعریف شده ارائه شده است. سیستم کوانتومی در نظر گرفته شده یک سیستم کوانتومی مرتبه سه بوده و مدل تحلیل سیستم نیز مدل دوخطی می باشد. همچنین اندازه گیری ها از سیستم در ناحیه ی تعریف شده، در هر زمان دلخواه، با در نظر گرفتن اثر این اندازه گیری ها در حالت داخلی سیستم صورت می گیرد. اثر ورودی های ناخواسته و نامعینی های ساختاری سیستم نیز به صورت نامعینی های کراندار در همیلتونین سیستم در نظر گرفته می شود. در این مقاله فرض شده است حالت اولیه سیستم مشخص و حالت داخلی سیستم در هر لحظه از زمان، به عنوان سیگنال فیدبک در دسترس است. روند کنترلی به این صورت است که ابتدا یک ناحیه ی قابل قبول اطراف حالت نهایی مطلوب تعریف شده و سپس از یک سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی بهبود یافته با الگوریتم رقابت استعماری برای هدایت حالت سیستم به سمت حالت نهایی مطلوب در این ناحیه استفاده می شود. همچنین از یک ناظر فازی برای نگه داشتن حالت سیستم کوانتومی در ناحیه تعریف شده با تنظیم یک ضریب کنترلی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی حاصل از اعمال روش پیشنهادی روی سیستم کوانتومی مرتبه سه نمونه و با وجود نامعینی های کراندار در سیستم نشان از کاربردی و موثر بودن روش در کنترل سیستم های کوانتومی دارد.

در سال های اخیر همزمان با گسترش تولید سوخت های زیستی تلاش هایی نیز برای بهینه سازی فرآیندهای تولید صورت گرفته است. در این تحقیق از روش سطح پاسخ به منظور بهینه سازی واکنش ترانس استریفیکاسیون روغن کلزا با هدف بیشینه کردن درصد تبدیل و کمینه کردن هزینه تولید استفاده گردید. با استفاده از طراحی آزمایش سه پارامتر اصلی که بر میزان درصد تبدیل موثر است در سه سطح مورد بررسی قرار گرفت. این سه پارامتر شامل غلظت، دما و زمان انجام واکنش است. محدوده پارامترهای انتخاب شده بر اساس مطالعات پیشین و همچنین محدودیت های عملی، به ترتیب به صورت: 0.3-1.5 درصد؛ 60 - 40 درجه سانتیگراد؛ 60 – 30 دقیقه؛ انتخاب شد. درصد تبدیل با استفاده از رزونانس مغناطیسی هسته ای تعیین گردید. نتایج نشان می دهد که مناسب ترین شرایط برای تولید بیودیزل به روش ترانس استریفیکاسیون با نسبت مولی ثابت 6:1 متانول: روغن عبارت اند از: دما 59.45 درجه سانتیگراد؛ غلظت 0.31 درصد؛ زمان 60 دقیقه؛ که با این شرایط میزان درصد تبدیل برابر 78.65 درصد و میزان هزینه برای تولید یک لیتر بیودیزل برابر 70.58 سنت است. همچنین برخی از خصوصیات شیمایی و فیزیکی بیودیزل مشخص شد و با سوخت دیزل مقایسه گردید. نتایج به دست آمده از مقایسه این دو سوخت نشان دهنده آن است که بیودیزل جایگزین مناسبی برای سوخت دیزل است.

در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی آزاد دو بعدی نانوسیال آبی اکسید آلومینیم (Al2O3) در محفظه بسته با دیواره های موجی پیچیده به روش شبکه بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. دیواره های جانبی محفظه دارای هندسه پیچیده موجی هستند و دیواره سمت چپ دارای توزیع دمای غیریکنواخت سینوسی و دیواره سمت راست در دمای ثابت و سرد قرار دارند. دیواره های افقی بالا و پایین محفظه هر دو صاف و نسبت به عبور حرارت و جرم عایق شده اند. به علت تغییرات ناچیز چگالی در مطالعه حاضر، از تقریب بوزینسک استفاده شده است که باعث تاثیرپذیری میدان هیدرودینامیکی از میدان حرارتی می گردد. برای توابع توزیع چگالی و انرژی از آرایش شبکه D2Q9 استفاده شده است. تغییر پارامترهایی نظیر کسر حجمی نانوذرات، عدد رایلی، هندسه دیواره های جانبی، اختلاف فاز و دامنه تابع سینوسی دما بر روی میدان جریان و میدان دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند در محدوده اعداد رایلی Ra=103 -105 با افزایش کسر حجمی نانوذرات، عدد ناسلت افزایش می یابد. علاوه بر این نشان داده شده است که برای یک عدد رایلی ثابت با تنظیم پارامترهای هندسه دیواره های عمودی می توان به یک انتقال حرارت بهینه دست یافت. بیشترین اثر نانوذرات با تغییر عدد رایلی در اختلاف فازهای مختلفی مشاهده گردید. درنهایت این مطالعه می تواند یک دید کلی برای افزایش انتقال حرارت در محفظه هایی با دیواره های موجی و توزیع دمای سینوسی را فراهم آورد.

در این مقاله، رفتار دینامیکی میکروسکوپ نیروی اتمی بر اساس تئوری غیر کلاسیک گرادیان کرنشی مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، میکروتیر میکروسکوپ نیروی اتمی و سوزن متصل به انتهای آن به صورت یک جرم متمرکز مدل سازی شده است. میکروتیر از طریق یک المان پیزوالکتریک متصل به انتهای گیردار تحریک شده و معادله مشتقات جزئی غیرخطی حاکم بر سیستم براساس تئوری اویلر-برنولی استخراج شده است با اعمال روش های جداسازی و گلرکین، به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل می شود. در بسیاری از مطالعات تجربی مشاهده شده است هنگامی که ابعاد سازه تا ناحیه میکرون و زیر میکرون کاهش یابد، اثر اندازه در رفتار دینامیکی این میکرو ساختارها نقش پیدا می کند. تئوری کانتینیوم کلاسیک به خاطر چشم پوشی از اثر اندازه، دارای دقت پایینی در پیش بینی رفتار مکانیکی ابزارهای نانو می باشد، به همین دلیل دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک در تحلیل رفتار دینامیکی میکروتیر دیدگاه متفاوتی دارند. در این مقاله، ناحیه پایداری میکروتیر به صورت تحلیلی و عددی به دست آمده و با مقایسه نتایج مشخص گردید که این دو روش با هم تطابق دارند. تفاوت بین تحلیل های ارائه شده در رفتار دینامیکی میکروتیر توسط دو تئوری کلاسیک و غیرکلاسیک با رسم نمودارهای گوناگونی نشان داده شده است. مشخص می شود که در نظر گرفتن اثر اندازه، ماهیت مسئله دینامیکی را به کلی تغییر می دهد و ممکن است در حالیکه تئوری کلاسیک رفتاری پایدار برای میکروسکوپ پیش بینی می کند، اثر اندازه باعث وقوع پایداری دوگانه شود. نتایج به دست آمده در این مقاله برای طراحی و تحلیل میکروسکوپ های اتمی بسیار کارا می باشند.

در این مقاله ذوب نانو ماده تغییر فازدهنده سیکلو هگزان- مس در یک محفظه مربعی متخلخل، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دمای اولیه نانو ماده Ti برابر با دمای ذوب آن، Tm، است. دیواره های افقی این محفظه عایق است. در شروع دمای دیوار عمودی سمت چپ به بالاتر از دمای ذوب نانو ماده تغییر می یا بد. در معادلات بی بعد شده سه پارامتر موثر وجود خواهد داشت که عبارتند از: j، Ra و e. معادلات بی بعد حاکم بر اساس مدل دارسی به دست آمده اند و برای حل این معادلات از روش حجم کنترل استفاده شده است. اثر تغییر پارامترها بر میدان جریان و دما، آهنگ انتقال گرما و مدت زمان لازم جهت ذوب کامل نانو ماده در شرایط مختلف (50£Ra£500, 0£j£0.05, 0.1£e£0.6) بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تاثیرگذاری بالای تغییر تخلخل محیط، بر روند و مدت زمان ذوب در محفظه است. حال آنکه تاثیر تغییر درصد حجمی نانوذرات، j تنها ایجاد تاخیر کوچکی در مدت زمان ذوب کامل نانو ماده بوده است. افزایش عدد رایلی باعث افزایش قدرت مکانیزم انتقال گرمای جابجایی در محفظه شده و به تبع آن سرعت ذوب در محفظه افزایش یافته و شکل خط ذوب از حالت خط راست موازی با وجوه عمودی محفظه به خط منحنی شکل تبدیل می شود.

پوسته های استوانه ای دوار دارای کاربردهای صنعتی نظیر سانتریفیوژها، توربین ها و خشک کن ها، شفت های دوار، موتورها و ورتورها می باشند بنابراین بررسی ارتعاشی آنها ضروری به نظر می رسد. پو سته های استوانه ای مشبک کامپوزیتی به عنوان یکی از پرکاربردترین نمونه سازه های مشبک، بخاطر دارا بودن فوایدی همچون استحکام ویژه بالا، سبکی و خواص مقاومت به خوردگی، امروزه بطور وسیعی در صنایع هواپیماسازی، صنایع موشکی و دریایی مورد استفاده قرار می گیرند در این تحقیق ارتعاشات آزاد استوانه کامپوزیتی مشبک دوار با تکیه گاه های مختلف با استفاده از بسط سری فوریه ارائه می شود. از روش تحلیلی- تقریبی معادل سازی برای معادل کردن سفتی تقویت کننده ها استفاده گردید. تقویت کننده ها به صورت تیر در نظر گرفته شدند که قادر به تحمل نیروهای برشی و ممان خمشی نسبت به بارمحوری وارده می باشد. معادلات مربوط به آنالیز ارتعاشی بر مبنای تئوری ساندرز استخراج می شود و با استفاده بسط سری فوریه تبدیل استوکس فرکانس ارتعاشات پوسته استوانه ای تعیین می شود.اثر تغییر پارامترهای هندسی و تغییر در زاویه بین تقویت کننده ها و همچنین نیروی محوری مورد روی فرکانس ارتعاشات بررسی قرار گرفت نتایج حاضر جدید بوده و می تواند به عنوان مبنایی برای مطالعات آتی مورد استفاده قرار گیرد.

در کار حاضر به تحلیل ارتعاشات یک تیر دوسرگیردار متصل به چاه غیرخطی انرژی (با فنر و دمپر غیرخطی) که تحت تحریک هارمونیک قرار دارد، پرداخته شده است. برای مدل کردن تیر از تئوری تیر اویلر-برنولی استفاده گردید و چاه غیرخطی انرژی نیز در مقاطع مختلف تیر وصل گردید و تاثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار دینامیک سیستم مورد تحلیل و بررسی قرار گیرند. همچنین شرایط لازم برای رخداد انشعابات هاپ و زین اسبی بررسی مطالعه شده است. از آنجا که در بررسی سیستم های ارتعاشاتی، به دست آوردن پاسخ فرکانسی به دلیل آن که بهترین محدوده کاهش ارتعاشات را نشان می دهد بسیار اهمیت دارد، روش متوسط گیری مختلط شونده برای حل سریع مسئله و یافتن پاسخ فرکانسی به کار گرفته شده است. از سوی دیگر برای صحه سنجی و مقایسه نتایج، از روش عددی (رانگ کوتای مرتبه چهارم) نیز استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که با نزدیک شدن محل نصب جاذب به تکیه گاه ها، احتمال رخداد انشعاب هاپ و زین اسبی به ترتیب، کاهش و افزایش می یابد و ناحیه منفصل فرکانسی در محدوده کوچک تری از دامنه تحریک خارجی تشکیل خواهد شد و پاسخ گذرای سیستم مدت زمان طولانی تری خواهد داشت. همچنین با افزایش دامنه نیروی تحریک خارجی، دامنه ماندگار سیستم به آرامیافزایش می یابد.

طراحی قید و بند برای قطعات با هندسه شکل- آزاد نیاز به پردازش، محاسبات و هزینه بالاتری نسبت به قطعات چندوجهی دارد. نظر به این که طراحی سیستم جاسازی و بست هسته اصلی سامانه طراحی قید و بند را تشکیل می دهد، در این مقاله روشی تحلیلی برای طراحی سیستم بست به صورت خودکار برای این نوع از قطعات ارائه می شود. طراحی سیستم بست بر مبنای سه اصل اجرا می شود که نقاط اعمال بست از دو اصل اول تعیین شده و توسط اصل سوم، راستی آزمایی می گردد. اصول مذکور شامل کمترین تعداد بست، بیشترین مولفه نیروی بست در راستای اعمال جاسازها و حفظ پایداری استاتیکی قطعه کار در سیستم قید و بند است. پس از ارائه روش مدل سازی ریاضیاتی هریک از این اصول، پیاده سازی نرم افزاری آن ها در محیط یکپارچه طراحی قید و بند به کمک رایانه (توسعه داده شده توسط نویسندگان مقاله) اجرا گردید. سه نمونه مطالعه موردی شامل مدل هایی از قطعات شکل- آزاد حاوی سطوح نربز برای سنجش عملکرد تحلیل پیاده سازی شده استفاده شد. کمترین تعداد بست محاسبه شده برای این مطالعات موردی همراه با پایداری قطعه کار در تماس با جاسازهای شش گانه و بست ها، نشان دهنده قابلیت اطمینان بالای روش ارائه شده در طراحی سیستم بست برای قطعات شکل-آزاد بود. قابلیت های طراحی خودکار سیستم بست برای قطعات (فارغ از نوع هندسه آن) و یکپارچه شدن با سایر ماژول های طراحی قید و بند (هم چون طراحی سیستم جاسازی) امکان استفاده صنعتی از این سیستم را فراهم می کند.

با توجه به گروههای عاملی قطبی گرمانرم پی وی سی و خاصیت چسبندگی بسیار خوب آن برای اتصال به فلزات، در این پژوهش به بررسی تولید و شکلدهی غلتکی ورقهای FML پی وی سی/ آلومینیوم/ الیاف شیشه پرداخته شده است. برای این منظور، در ابتدا با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای مطابق استاندارد ASTM D790، به بررسی استحکام خمشی و کیفیت اتصال زمینه گرمانرم پی وی سی به لایه آلومینیومی در ورق های FML پرداخته شد. در ادامه ورق های FML با ابعاد 80×12 cm و با دو چیدمان s [0.90, 0.90, Al]، s [45/-45, 45/-45, Al]، با استفاده از فرآیند انباشت لایه ها و فشار گرم تولید شدند. ورق های حاصل به شکل تک ایستگاهه و در دمای 160oC به پروفیل کانالی با سه زاویه شامل 30، 45 و 60o شکل دهی غلتکی شده و سه عیب هندسی شامل کمانی شدن پروفیل، موج لبه و برگشت فنری و همچنین جدایش بین لایه آلومینیومی و کامپوزیتی در پروفیل های حاصل بررسی شد. در ادامه با توجه به نتایج شکل دهی تک ایستگاهه، شکل دهی غلتکی پروفیل کانالی با زاویه 86o به صورت چند ایستگاهه انجام گرفت و به بررسی اثر شکل دهی چند ایستگاهه بر روی تجمع عیوب ایستگاه های مختلف شکل دهی پرداخته شد. در انتها نتیجه گرفته شده که افزایش بیش از 45o زاویه خم در هر ایستگاه موجب جدایش بین لایه های کامپوزیتی و آلومینیومی می شود و هر چقدر الیاف تقویتی در جهت طولی ورق های FML قرار گیرند، عیوب موج لبه و کمانی شدن کمتری در پروفیلهای حاصل روی می دهد.

ربات های هگزاپاد هم می توانند به منظور اهداف راه روندگی و هم به منظور اهداف مانیپولاسیون مورد استفاده قرار بگیرند. این ربات ها هنگام مانیپولاسیون دارای شش درجه آزادی برای صفحه بالایی، صلبیت بالا، ظرفیت تحمل نیرویی بالا، سرعت و دقت بالا می باشند. از طرفی ربات های هگزاپاد هنگامی که در محلی به منظور اهداف مانیپولاسیون به صورت ثابت قرار می گیرند مشهور به داشتن فضای کاری محدودی می باشند. طراحی ربات هگزاپاد به طوری که منجر به حداکثر شدن فضای کاری شود می تواند تا حد زیادی منجر به افزایش بهره وری این ربات هنگام مانیپولاسیون شود. از طرفی با توجه به اینکه می توان ربات های هگزاپاد متقارن شعاعی را مانند یک مکانیزم 2-RPR مدل کرد، لذا از روش ها و محاسبات موجود برای این مکانیزم ها برای طراحی ربات های هگزاپاد متقارن شعاعی استفاده شده است. در این مقاله پس از بررسی کامل بر روی روش های موجود برای محاسبه و بهبود فضای کاری مکانیزم های 2-RPR، یک الگوریتمی ارائه شده است که باعث حداکثر فضای کاری در دسترس می شود. مزیت این روش در این است که هنگام حداکثر کردن حجم فضای کاری نیازی به محاسبه کل حجم فضای کاری نمی باشد. همچنین استفاده از این الگوریتم برای طراحی ربات با فضای کاری حداکثر ضروری است. به عبارت دیگر خروجی الگوریتم بهینه سازی ارائه شده مجموعه ای از پارامترهای مورد نیاز برای طراحی ربات است که حداکثر شدن حجم فضای کاری را تضمین می کند.

در این مقاله به منظور ساخت لوله های T شکل با روش هیدروفرمینگ، از سامانه چکش پرتابه ای استفاده شده است که منجر به بارگذاری هیدرودینامیکی می گردد. برای شکل دهی قطعه اولیه به فرم داخلی قالب، به دو عامل فشار داخلی هیدرولیکی و تغذیه محوری نیاز است، که در فرآیند مورد بررسی، باید از یک منبع انرژی به دو صورت استفاده شود. برای دریافت انرژی جنشی چکش پرتابه ای، قالبی با توجه به مسیر بارگذاری مذکور، طراحی شده است که از طریق سنبه های تعبیه شده بر قالب، ضربه حاصل از سقوط آزاد وزنه را دریافت کرده و ایجاد فشار هیدرولیکی می نماید و با قرار دادن کفشک هایی در طرفین لوله، با دریافت فشار از سیال واسط، تغذیه محوری صورت می-گیرد، همچنین با عبور سیال از سوراخ میانی کفشک ها، فشار داخلی برای تغییر شکل تامین می گردد. شایان ذکر است که در آزمایش ها، لوله های مسی و آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته اند. برای بررسی عددی قطعات نهایی و بهبود کیفیت شکل دهی، از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. مدل شبیه سازی تشکیل لوله T شکل، با در نظر گرفتن اثر نرخ کرنش و خواص مکانیکی مواد به صورت دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهند که برای تغییر شکل مطلوب باید تمام عوامل ورودی مانند ارتفاع سقوط وزنه، مقدار ستون سیال داخل قالب پیش از اعمال ضربه، آب بندی، روانکاری، جنس و ضخامت لوله با هم متناسب باشند. همچنین کیفیت ارتفاع برآمدگی با توجه به توزیع ضخامت، تغییرات محوری و سطح مماس با پانچ مقابل، مورد بررسی قرار گرفت.

در این مقاله فرآیند تحلیل قابلیت اطمینان در سازه های هوایی در قالب پیاده سازی بر روی یک قطعه خاص تدوین شده است. قطعه مورد نظر سیلندر استرات ارابه فرود یک هواپیمای آموزشی بوده که یکی از مهم ترین قطعات سیستم ارابه فرود می باشد. به دلیل شکل خاص این قطعه، رابطه تحلیلی برای محاسبه ی تنش در نقاط مختلف آن وجود ندارد. بنابراین ابتدا از طریق روش تقریب پاسخ سطح و با استفاده از جداول باکس- بنکن، رابطه تنش در بحرانی ترین نقطه قطعه، به دست آمده است. سپس جهت به دست آوردن قابلیت اطمینان این قطعه، در روش احتمالاتی از روش شبیه سازی مونت کارلو استفاده گردیده است. نیروهای وارده به این قطعه به صورت یک فشار، یک ممان خمشی و یک نیروی متمرکز، مدل شده است. این نیروها به صورت متغیرهای تصادفی مستقل از یکدیگر فرض شده اند. همچنین توزیع احتمال فشار و ممان خمشی به صورت نرمال و توزیع احتمال نیروی متمرکز به صورت نرمال لگاریتمی فرض شده است. ابعاد قطعه به صورت قطعی درنظر گرفته شده و خصوصیات مکانیکی ماده نیز به صورت یک توزیع نرمال با انحراف معیار مساوی 10 درصد مقدار میانگین مدنظر قرار گرفته است. نتایج به دست آمده، حداقل قابلیت اطمینان این قطعه را 99.9997 درصد نشان می دهد. بنابراین از نقطه نظر قابلیت اطمینان برای کاربردهای هوایی ایمن است.

در این پژوهش، امکان کاهش جرم سازه یک میکروماهواره مکعبی دو طبقه با سازه قاب و پوسته بررسی شده است. با جایگزینی سازه ایزوگرید با ساندویچی، فرکانس طبیعی و توزیع جرم موثر مودهای سازه تغییر می یابد. جرم موثر مودال، یک خصوصیت دینامیک سازه و وابسته به فرکانس طبیعی، شکل مودها، جرم های عام و بردارهای ویژه است. جرم موثر مودال کمیتی است که میزان اهمیت یک مود ارتعاشی را هنگامی که سازه ماهواره تحت تاثیر شتابهای منتقله از طریق صفحه پایه قرار می گیرد، نشان می دهد. جرم موثر بالا نشان دهنده عکس العمل بالا به ازای فرکانس متناظر با مود ارتعاشی مربوطه در صفحه پایه است. همچنین بارهای دینامیک اعمالی تحت تاثیر نحوه توزیع مودهای ارتعاشی در محدوده فرکانسی است. جمع اثر مودهای مختلف باعث ایجاد نیروی عکس العمل قابل ملاحظه ای در سازه می گردد. از این رو با تغییر سازه بررسی تغییرات فرکانس و جرم موثر مودهای سازه ضروری به نظر می رسد. در این مقاله ابتدا دو سازه هم جرم ایزوگرید و ساندویچی مقایسه شده اند. سپس جرم سازه ساندویچی به گونه ای کاهش یافته است که فرکانس های طبیعی سازه ساندویچی سبک به فرکانس های طبیعی سازه ایزوگرید نزدیک شود. با فرض هم جرم بودن دو سازه فرکانس های طبیعی سازه ساندویچی دو برابر سازه ایزوگرید به دست آمد اما توزیع جرم های موثر در جهت پرتاب در سازه ایزوگرید مناسب تر است. با تغییر طراحی سازه از ایزوگرید به سازه ساندویچی و بهینه کردن خواص سازه جدید، کاهش قابل توجه در جرم و بهبود خواص مودال سازه حاصل خواهد شد.

فلزات و پلیمرها از مواد بسیار مناسب برای مواد مهندسی هستند. با پیشرفت تکنولوژی در عرصه های مختلف از جمله صنعت اتومبیل، نیاز به مواد مقرون به صرفه با استحکام بالا و وزن پایین برای ساخت بدنه به صورت روزافزونی احساس می شود. تاکنون در اغلب موارد، از فلزات مستحکمی همچون فولاد و دیگر فلزات برای ساخت این تجهیزات استفاده شده است و بسته به نوع استفاده، عایق و پوشش دهی مناسب برای به حداکثر رساندن بازده تعبیه گردیده است. یکی از انواع مواد کامپوزیتی، استفاده از هیبرید فلز و پلیمر در کنار یکدیگر است. اتصال فلز و پلیمر در این روش با قرار دادن یک لایه پلیمر روی یک لایه فلز با ایجاد برآمدگی هایی ظریف روی سطح فلز به کمک فرآیند پوشش دهی با لیزر و سپس انجام عملیات تزریق روی آن انجام می شود. مزیت این روش این است که با انتخاب مناسب الگوی برجسته سازی، جنس و دبی پودر مورد استفاده، استحکام اتصال را می توان متناسب با نوع و میزان بارگذاری طراحی کرد. پارامتر های مورد بررسی فشارنگه داری، دمای قالب، الگوی روی فلز و ضخامت پلیمر است. نتایج تست های کشش و خمش صورت گرفته و بررسی تاگوچی پارامترها نشان می دهد که استحکام کششی اتصال در دمای قالب 50 درجه سانتی گراد، فشار تراکم کمتر (7 مگا پاسکال)، ضخامت پلیمر بیشتر (3 میلی متر) و الگوی پوشش موازی بالاتر خواهد بود. همچنین بالاترین مدول خمشی هیبرید نیز در دمای قالب 50 درجه سانتی گراد، فشار تراکم کمتر (7 مگا پاسکال) و الگوی موازی اتفاق می افتد.

در این پژوهش یک روش تحلیلی سه بعدی برای پیش بینی خواص دینامیکی نانوکامپوزیت های پلیمری ارائه می شود. در این روش با اعمال اصل همخوانی الاستیک- ویسکوالاستیک بر تئوری میکرومکانیکی سلول واحد ساده شده و با استفاده از روش انرژی و تعادل نیرو، مدول ذخیره، مدول اتلاف، فاکتور اتلاف و حلقه ی هیسترزیس نانوکامپوزیت های پلیمری استخراج می شود. نانوکامپوزیت در نظر گرفته شده دارای زمینه پلی پروپیلن تقویت شده با نانو الیاف کربن رشد یافته در فاز بخار می باشد. المان حجمی نماینده دارای سه فاز ایزوتروپ شامل الیاف، فاز میانی و زمینه با رفتار ویسکوالاستیک خطی بر اساس مدل زنر است. همچنین با ارائه ی روش تبدیل فوریه و مدل شیپری خواص دینامیکی اجزاء نانوکامپوزیت در حوزه ی فرکانس استخراج می گردد. ابتدا نتایج بدست آمده از مدل حاضر با نتایج تجربی، جهت اعتبارسنجی مقایسه می گردد. سپس اثر پارامترهایی نظیر تعداد زیرسلول ها، کسر حجمی و نسبت منظر الیاف، فاکتور قدرت پیوند بین الیاف و زمینه و فاکتور اتلاف فاز میانی بر خواص دینامیکی نانوکامپوزیت بررسی می شود. نتایج بدست آمده، نشان می دهند که روش ارائه شده از سرعت و دقت قابل قبولی برخوردار است. همچنین افزایش نسبت منظر و کسر حجمی الیاف باعث کوچک تر شدن حلقه ی هیسترزیس نانوکامپوزیت می شود، لذا ظرفیت میرایی آن کاهش می یابد. فاز میانی نیز تاثیر قابل توجهی بر خواص دینامیکی نانوکامپوزیت دارد، لذا مدل سازی آن اهمیت بالایی دارد.

در پژوهش حاضر، تحلیل ترموالاستیک استوانه های توخالی نانوکامپوزیتی مدرج تابعی، تقویت شده با نانولوله های کربنی تک جداره، تحت بارگذاری حرارتی، به روش بدون المان، انجام شده است. استوانه در شرایط تکیه گاهی ساده– ساده فرض شده و توزیع خواص مادی در راستای شعاع استوانه، به صورت یک الگوی یکنواخت و سه الگوی مدرج تابعی در نظر گرفته شده است. خواص مکانیکی نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله های کربنی، با استفاده از مدل میکرومکانیکی اختلاط تعمیم یافته، تخمین زده شده است. معادله های حاکم با استفاده از اصل کار مجازی بدست آمده و با استفاده از روش بدون المان گسسته سازی و حل شده است. در این روش بدون المان، ضرایب شکل حداقل مربعات متحرک، جهت تقریب میدان جابه جایی، به کار رفته است. شرایط مرزی اساسی، با استفاده از روش تبدیل، اعمال گردیده است. توزیع دمایی در پنل، با حل معادلات حرارت به روش عددی تفاضل محدود، محاسبه شده است. جهت سنجش اعتبار این پژوهش، نتایج حاصله از این پژوهش، با نتایج تحقیقات منتشر شده قبلی، مقایسه شده است و انطباق خوب نتایج دیده می شود. سپس تاثیر پارامتر های مختلف همانند الگوی پخش و مقدار درصد حجمی نانولوله های کربنی و پارامتر هندسی نسبت ارتفاع به شعاع داخلی، بر مولفه های تنش، مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله، طراحی معکوس با استفاده از یک روش بهینه سازی برای تعیین توزیع چشمه حرارتی نامعلوم در یک محفظه تابشی دوبعدی، به منظور تولید توان صدور و شار حرارتی مطلوب روی سطح طراحی پخشی- غیرخاکستری مورد مطالعه قرار می گیرد. محیط محفظه، جذب کننده-صادرکننده بوده و ضریب صدور سطح طراحی نسبت به طول موج متغیر فرض می شود. ضریب صدور در هر فاصله کوچک طول موج ثابت فرض می شود و مسئله مستقیم با استفاده از روش جهت های مجزا، روی هر فاصله طول موج حل می گردد. شار حرارتی کلی در هر المان سطح، از حاصل جمع شارهای حرارتی بر روی تمامی طول موج ها به دست می آید. از روش بهینه سازی گرادیان مزدوج، برای حل مسئله معکوس و کمینه کردن یک تابع هدف مناسب استفاده می شود. تابع هدف به صورت مجموع مربعات تفاضل شار حرارتی مطلوب و شار حرارتی محاسبه شده بر روی سطح طراحی تعریف می گردد و ماتریس حساسیت با مشتق گیری از معادله انتقال تابش نسبت به متغیرهای مجهول محاسبه می شود. نتایج حاصل از حل برای دو مسئله نمونه در دو حالت سطح طراحی خاکستری و غیرخاکستری با یکدیگر مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که توزیع چشمه حرارتی با توجه به شار حرارتی مطلوب تعیین شده بر روی سطح طراحی به خوبی و در بازه مناسبی از دقت بازیابی می شود.

امروزه خم کاری لوله های جدارنازک (D/t ³20، D قطر خارجی لوله و t ضخامت لوله) در نسبت خم بحرانی (R/D£2، R شعاع خم) از جمله فرآیندهای تولیدی پرکاربرد در صنعت هوافضا، خودروسازی و صنایع دیگر است. طی خم کاری لوله، تغییرات ضخامت و اعوجاج سطح مقطع قابل توجهی رخ می دهد. ضخامت در انحنای داخلی لوله خمیده افزایش و در انحنای خارجی کاهش می یابد. همچنین در اکثر موارد، وقتی شعاع خم کوچک باشد، چین خوردگی در انحنای داخلی اتفاق می افتد. در صنعت برای رفع چروکیدگی و اعوجاج سطح مقطع از مندرل استفاده می شود، که انتخاب مندرل به جنس لوله، زاویه خم، شعاع لوله و شعاع خم بستگی دارد. اما، در مواردی که شعاع قالب خم کوچک باشد، استفاده از مندرل اجتناب می شود زیرا مندرل، علاوه بر هزینه فرآیند، نازک شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی افزایش می دهد و این در عملیات تولید نامطلوب است. در پژوهش حاضر با توجه به توسعه هیدروفرمینگ لوله ها، اثر فشار سیال داخلی بجای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، بمنظور امکان سنجی، مشاهده و آنالیز نحوه شکل گیری لوله طی فرآیند خم کاری، فرآیند خم کاری کششی دورانی لوله با دو راهبرد با مندرل و فشار سیال داخلی بوسیله نرم افزار ABAQUS شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده از پژوهش ارایه شده نشان داد، جاگزینی فشار سیال داخلی به جای مندرل در فرآیند خم کاری کششی دورانی، حداکثر نازک شدگی دیواره لوله را در انحنای خارجی به میزان چشمگیری بهبود می بخشد. اما حداکثر اعوجاج سطح مقطع و حداکثر ضخیم شدگی دیواره در انحنای داخلی، نسبت به حالت با مندرل افزایش می یابد.

مدلسازی مناسب رفتار ماهیچه های اسکلتی بدن با توجه به ساختار آناتومیک پیچیده و خواص مکانیکی غیرخطی و شرایط بارگذاری همواره از جمله مسائل مهم مورد توجه مدل سازی در زمینه بیومکانیک بوده است. اغلب مدل های موجود برای توصیف روابط ساختاری ماهیچه ها ی اسکلتی بر پایه مدل یک بعدی و سه المانی هیل می باشند. در مقاله حاضر مدل سه بعدی ساختاری بر پایه فرض رفتار هایپر الاستیک و تعریف یک تابع انرژی مناسب و مشتق گیری از آن جهت تعیین تنش های دوم پایولا و کوشی برای توصیف رفتار غیر ارادی ماهیچه اسکلتی ارائه شده است. روابط ساختاری به کار رفته تعمیمی نوین و کارامد از مدل هامفوری و یین برای توصیف رفتار غیر فعال ماهیچه ی اسکلتی می باشدکه به صورت سه بعدی برای مود های مختلف تغییرشکل ماده اعم از کشش ساده، تست کشش دو بعدی و شش حالت تست برشی بررسی شده و مقدار بهینه پارامترهای ثابت ماده برای هریک از این مودها با استفاده از الگوریتم ژنتیک محاسبه شده است. نهایتا مدل ساختاری ارائه شده در هریک از مودهای تغییر شکل با نتایج تجربی موجود مقایسه شده و کارایی و دقت آن نشان داده شده است. همچنین به منظور یررسی مزیت این مدل نسبت به دو مدل شناخته شده هایپرالاستیک آگدن و مونی-ریویلین که معمولا برای توصیف رفتار هایپرالاستیک مواد مورد استفاده قرار می گیرند نتایج با نتایج حاصل از به کارگیری مدلهای قبلی مقایسه شده و تطبیق بسیار بهتر مدل ارائه شده از دو مدل مفروض با نتایج تجربی نشان داده شده است.

وظیفه اصلی نازل همگرا- واگرا تبدیل انرژی تولیدشده در محفظه به انرژی جنبشی جهت ایجاد نیروی پیشران است. پارامترهای مختلفی بر روی عملکرد این جز از موتور تاثیرگذار است که به عنوان یکی از مهم ترین این پارامترها، می توان به اثرات فشار محیط یا به اصطلاح پس فشار اشاره داشت. اصولا طراحی نازل ها برای یک پس فشار خاص صورت می گیرد و در زمان صعود به ارتفاعات بالا پس فشار به شدت تغییر می یابد که عملکرد نازل را در شرایط غیر بهینه قرار می دهد. در پژوهش حاضر با استفاده از ابزار عددی، اثرات تغییر پس فشار بر روی عملکرد نازل های همگرا- واگرای سه موتور سوخت جامد استار-27، اورباس-1 و مینتمن مورد بررسی قرار گرفته است. ابزار عددی مورد استفاده در این شبیه سازی نرم افزار فلوئنت است که در این نرم افزار جهت شبیه سازی آشفتگی از مدل آشفتگی کی- اپسیلون استفاده شده است. با توجه به نوع پیشران، فشار و دمای محفظه احتراق برای هر موتور با استفاده از نرم افزار سی ای ای (CEA)، گونه های ورودی به نازل همگرا- واگرا محاسبه شده است. نتایج عددی به دست آمده از شبیه سازی های عددی دارای تطابق خوبی با داده های تجربی است. از نتایج مهم این پژوهش می توان به رابطه به دست آمده برای ضربه ویژه بر حسب تغییر ارتفاع و الگوریتم محاسبه نسبت انبساط بهینه برای هر موتور بر اساس رابطه مذکور برای ماموریت مشخص، اشاره کرد.

هدف اصلی این پژوهش استفاده از الگوریتم رقابت استعماری برای تعیین حالت بهینه پوسته استوانه ای هدفمند دارای لایه پیزوالکتریک می باشد. پارامترهای طراحی این بهینه سازی شامل ضخامت و درصد حجمی مواد درنظر گرفته شده اند. پوسته مورد بحث دربردارنده سیال داخلی بوده و در عین حال تحت بار متحرک شعاعی خارجی قرار دارد. به منظور فرمول بندی مسئله، معادلات حاصل از تئوری مرتبه اول برشی و ماکسول ترکیب شده تا روابط حاکم استخراج و با حل آن ها با استفاده از روش تحلیلی-عددی مقادیر جابه جایی های دینامیکی تعیین شوند. در ادامه با استفاده از روابط کرنش-جابه جایی و تنش-کرنش، توزیع تنش دینامیکی در پوسته به دست آمده است. تحلیل دینامیکی به علت وجود بار متحرک ضروری است چراکه پاسخ دینامیکی و ناپایا در مقایسه با مقادیر استاتیک قابل توجه اند. به منظور اعتبارسنجی تحلیل دینامیکی، از نتایج تجربی و تحلیلی موجود در ادبیات فن استفاده شده است. یک برنامه ی کامپیوتری تدوین شده است که روش تحلیل دینامیکی را با الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری مرتبط ساخته تا مقادیر بهینه ی طراحی را ارائه کند. مزیت عمده ی روش پیشنهادی، استفاده از نقاط کنترلی در راستای ضخامت پوسته به جای توابع پیش فرض برای درصد حجمی مواد که محدودیت هایی را از نظر بهینه سازی اعمال می کنند می باشد. در بین این نقاط، درصد حجمی مواد با استفاده از روش میان یابی با توابع هرمیت پیش بینی شده است. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری انجام گرفته است. نتایج بهینه سازی کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد و مزیت این روش انعطاف پذیری و همگرایی آسان تر آن در تعیین ساختار بهینه است.

امروزه یکی از مهم ترین عوامل در صنعت، تولید در کوتاه ترین زمان ممکن با کمترین هزینه و بالاترین کیفیت می باشد. در این راستا، محققان روی به سوی ابداع روش ها و تکنولوژی های جدید برای برآوردن این نیازهای صنعت آورده اند. یکی از این روش ها، شکل دهی با ضربه مایع است که به طور فزاینده ای در حال گسترش در صنعت به خصوص صنایع خودروسازی و هوافضا می باشد. در این روش، که از فرآیندهای هیدروفرمینگ لوله ای محسوب می شود، شکل گیری با استفاده از فشار مایع صورت می گیرد. در این مقاله، فرآیند شکل دهی با ضربه مایع برای یک لوله جدار نازک از جنس آلومینیم به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. در بخش تجربی، به منظور تغییر شکل سطح مقطع لوله آلومینیومی به یک چندضلعی، قالبی طراحی و ساخته شد که در انتهای فرآیند، شکل هندسی استوانه لوله را به یک پروفیل با سطح مقطعی تقریبا مشابه با ذوزنقه تبدیل می نماید. آزمایش ها نشان داد که قالب از نوع سنبه ماتریس در این فرآیند برای هندسه مورد نظر مناسب نمی باشد، در حالی که با استفاده از قالب دیگری که شامل سه قسمت بود شکل دهی به خوبی انجام گرفت. در ادامه، شبیه سازی این فرآیند با استفاده از روش اجزای محدود انجام گرفت و نتایج مربوط به توزیع تنش فون مایزز، تغییر مکان ها، انرژی کرنشی، انرژی داخلی، تغییر ضخامت و نیروی لازم برای انجام فرایند استخراج شد. توزیع تغییر مکان لوله در نواحی مختلف نشان داد که هیچ چروکیدگی در نمونه ایجاد نگردید. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی و کار تجربی مطابقت خوبی بین آن ها نشان داد.

در این مقاله طراحی، ساخت و کنترل یک ربات ماهی با دم انعطاف پذیر ارائه شده است. در ابتدا تاریخچه ای از رباتماهی ها، الگوریتمهای کنترلی مورد استفاده و پژوهشهای صورت گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، مکانیزم حرکتی ربات پیشنهادی ارائه شده و طراحی بخشهای مکانیکی و الکتریکی آن به تفصیل مورد بررسی قرار میگیرد. در طراحی ربات پیشنهادی، ابعاد و ساختار آن از یک ماهی قزل آلای رنگین کمان الگو برداری شده است. سازه ربات ماهی مورد نظر از دو قسمت مشتمل بر بدن و دم انعطاف پذیر تشکیل شده است. برای ایجاد حرکت نوسانی دم از یک سروموتور بهره گرفته شده که در آن حرکت نوسانی با مدولاسیون پهنای پالس کنترل میگردد. بخش الکتریکی ربات شامل برد الکتریکی، مدارهای الکترونیکی و میکرو کنترلر روی یک شاسی آلومینومی نصب گردیده و پس از قرار گرفتن در محفظه مورد نظر آب بندی گردید. دم انعطاف پذیر به انتهای محفظه آب بندی شده متصل و انتقال نیروی عملگر الکتریکی به آن توسط پولی و کابل سیمی کششی صورت گرفت. با عنایت به اینکه سیستم دینامیکی مورد نظر غیر خطی است از یک کنترلر فازی برای کنترل حرکت ربات ماهی جهت رسیدن به هدف بهره گرفته شد. حرکت ربات ماهی در فرایند حلقه بسته توسط نرم افزار متلب شبیه سازی گردید و عملکرد آن به صورت تجربی در یک محیط محدود مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد قابل قبول این ربات در کنار سادگی طراحی آن از ویژگی های بارز سیستم پیشنهادی است.

سازه های جدار نازک به عنوان جاذب های انرژی بطور گسترده در صنایع خودروسازی، ریلی و هوایی به کار گرفته می شوند. در این مقاله به بررسی رفتار لهیدگی لوله های جدار نازک تحت بارگذاری دینامیکی محوری پرداخته شده است. مدلسازی های عددی با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ال اس-داینا انجام شده و برای اعتبارسنجی نتایج تحلیل ها، ابتدا لوله مربعی با به کارگیری دستگاه تست یونیورسال مورد آزمایش لهیدگی قرار گرفته و سپس این لوله در ال اس-داینا شبیه سازی شده و نتایج آن با نتایج حاصل از آزمایش مقایسه شده است. پس از حصول اطمینان از تطابق مناسب نتایج شبیه سازی عددی و تجربی، در مرحله بعد شبیه سازی های عددی بر روی لوله های دو جداره با مقاطع مختلف مربعی، شش ضلعی و هشت ضلعی تقویت شده با ورقه های داخلی و با مقیاس های (نسبت اندازه ضلع مقطع لوله داخلی به اندازه ضلع مقطع لوله خارجی) متفاوت 0، 0.25، 0.5، 0.75 و 1 تحت بارگذاری دینامیکی محوری انجام شده است. جهت تعیین بهترین لوله از نظر جذب انرژی، از روش تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس استفاده شده است. نتایج نشان داد که لوله دو جداره با مقطع هشت ضلعی و با مقیاس های 0.25 و 0.5 دارای رفتار لهیدگی بهتری است. برای تعیین مقادیر بهینه مقیاس و ضخامت این لوله از روش رویه پاسخ و معیار D- بهین توسط طراحی آزمایش ها استفاده شده است. در نهایت میزان جذب انرژی لوله دو جداره هشت ضلعی با تعداد چهار و هشت تقویتی مقایسه شده و لوله دو جداره هشت ضلعی با چهار تقویتی به عنوان لوله بهینه با نیروی بیشینه برخورد کمتر انتخاب شده است.

در این کار، اثر طول نانولوله کربنی بر یک سیستم جذب انرژی نانوسیالی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای این منظور 6 طول 5، 6، 7، 8، 9 و 10 nm برای هر یک از چهار نانولوله کربنی صندلی تک جداره صلب (8, 8)، (10, 10)، (12, 12) و (14, 14) انتخاب شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که در طول و قطر های مختلف نانولوله کربنی، سطح نانولوله کربنی بدون اصطکاک است که باعث می شود بعد از اعمال یک سیکل بارگذاری-باربرداری بر سیستم، مولکول های آب بطور کامل از نانولوله کربنی خارج شوند. زاویه تماس که متناظر با شدت آب گریزی سطح نانولوله کربنی است، با افزایش طول و قطر نانولوله کربنی بطور متوسط به ترتیب 4 و 2 درصد کاهش می یابد؛ در نتیجه، فشار نفوذ مولکول های آب به درون نانولوله کربنی بطور متوسط به ترتیب 30 و 15 درصد کاهش می یابد. بعلاوه، با افزایش قطر و طول نانولوله کربنی جرم و اندازه آن افزایش یافته و باعث کاهش چگالی و بازده جذب انرژی در سیسستم جذب انرژی نانوسیالی می شود. همچنین چگالی شعاعی مولکول های آب در نانولوله کربنی برخلاف توده فاز مایع غیریکنواخت بوده و با افزایش طول نانولوله کربنی مقدار آن در هر دو پوسته کاهش یافته و در فاصله میان آنها افزایش می یابد.

آلیاژهای اینکونل، خانواده ای از سوپرآلیاژهای پایه نیکل هستند که محدوده وسیعی از ترکیبها و خواص را در برمی گیرند. اینکونل 718 جزئی از این سوپر آلیاژ ها می باشد که به دلیل خواص مکانیکی مناسب مانند استحکام خزشی و مقاومت در برابر خوردگی در دمای بالا، در صنایع هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد. علیرغم این مزیت ها، اینکونل 718 به سختی ماشینکاری می شود. در این مقاله فرآیند ماشینکاری متعامد اینکونل 718 به منظور بررسی پارامترهای موثر بر نیرو، دما و شکل براده شبیه سازی شده است. شبیه سازی به صورت دو بعدی و با کمک نرم افزار آباکوس انجام گردید. برای تعیین رفتار ماده از ضرایب جانسون-کوک، و برای مدل سازی شرایط اصطکاکی از فاکتور برشی ثابت (m) در سطح تماس براده-ابزار استفاده شد. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی با مقادیر تجربی مقایسه گردید که تطابق خوبی بین آن ها وجود داشت. پس از اعتبار سنجی نتایج شبیه سازی، به کمک روش طراحی آزمایش ها، میزان اثر ضریب اصطکاک، سرعت برشی، پیشروی و زاویه براده ابزار بر روی نیروی وارد بر ابزار، دمای لبه برنده ابزار و شکل براده بدست آمد. طبق نتایج بدست آمده، پارامترهای پیشروی با 30% و ضریب اصطکاک با 19% بیشترین تاثیر را بر روی نیروی وارد بر ابزار دارند. پارامترهای زاویه براده با 31%، سرعت برشی با 21% و پیشروی با 20% بیشترین تاثیر را بر روی دمای لبه برنده ابزار دارند. همچنین پارامترهای ضریب اصطکاک و پیشروی با 25% بیشترین تاثیر را بر روی شکل براده دارند.

کیفیت ظاهری سطوح بدنه خودرو از جمله پارامترهایی است که در سال های اخیر به شکل قابل ملاحظه ای مورد توجه طراحان صنعت خودروسازی در سراسر دنیا قرار گرفته است. بیشتر اجرای بدنه خودرو از ورق های فلزی انعطاف پذیر ساخته شده است که به راحتی و در اثر اعمال نیرویی هرچند ناچیز دچار تغییرشکل و اعوجاج می شوند. در نتیجه، وجود خطاهای ناشی از فرآیندهای ساخت و مونتاژ قطعات تشکیل دهنده بدنه، باعث تغییرات زیادی در مجموعه نهایی نسبت به مدل ایده آل گردیده و در نهایت، کیفیت ظاهری و جلوه های زیبایی خودرو را تحت تاثیر قرار می دهد. بررسی اثر این خطاها که معمولا به دلیل وجود تلرانس های ابعادی، هندسی و یا مونتاژی در قطعات تشکیل دهنده یک سازه رخ می دهد، به وسیله تحلیل تلرانسی محقق خواهد شد. به عنوان یکی از کاربردهای مهم تحلیل تلرانسی در صنعت، در این تحقیق به ارزیابی کیفیت ظاهری بدنه خودرو به عنوان تابعی از خطاهای مونتاژی مجموعه پرداخته شده است. در متدلوژی ارائه شده با بهره گیری از تحلیل اجزای محدود غیرخطی و معرفی روش های ارزیابی کیفیت سطوح، روشی نظام مند برای سنجش کیفیت ظاهری بدنه خودرو ارائه شده است. تئوری مذکور بر روی بدنه یک خودرو پیاده سازی و همخوانی نتایج آن با داده های عملی بدست آمده از خط تولید بررسی شده است.

در این تحقیق، تحلیل دینامیکی لوله حاوی سیال دارای حرکت محوری و چرخشی با در نظر گرفتن شرایط مرزی دو سر مفصل انجام شد. لوله به صورت تیر اویلر برنولی در نظر گرفته شد. در این مدل نیروی ژیروسکوپیک و اثر خروج از مرکز در نظر گرفته شدند. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون بدست آمدند و دو معادله حرکت برای حرکت های عرضی بدست آمد. معادلات حرکت بی بعد شده با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شدند و با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه 15 s حل شدند. پاسخ فرکانسی سیستم بر حسب سرعت دورانی بی بعد بدست آمد. نمودار های انشعاب برای سرعت دورانی بی بعد لوله، سرعت بی بعدسیال و سرعت بی بعد شده حرکت محوری لوله بدست آمدند و رفتار دینامیکی با استفاده از نگاشت پوانکاره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت محوری بی بعد لوله، سرعت بی بعد سیال و همچنین سرعت دورانی بی بعد، پاسخ سیستم افزایش می یابد و پس از عبور از ناحیه بحرانی مقدار پاسخ کاهش می یابد. در ناحیه بحرانی سرعت محوری بی بعد، سیستم به سمت ناپایداری می رود. نگاشت پوانکاره رفتار پریودیک را در برخی از نقاط پارامتر کنترلی در ارتعاشات عرضی تیر نشان می دهد. برای صحه گذاری نتایج از نمودارهای صفحه فاز سیستم و FFT (تبدیل فوریه سریع) استفاده شد.

این مقاله به بررسی فرآیند راهنمایی دستی و آنلاین ربات ها به روش کنترل امپدانس و با دوری از نقاط تکین می پردازد. در این روش کاربر به فضای کاری ربات رفته و مجری نهایی که مجهز به سنسور نیرو است را در دست می گیرد. کاربر با راهنمایی ربات، مسیر مطلوب برای فرآیندهایی مانند جوشکاری و رنگ زنی را به صورت آنلاین تولید می کند. به دلیل وجود احتمال تکینگی و با توجه به تعامل فیزیکی انسان و ربات باید شناسایی فاصله و راستای تکینگی در حین تولید مسیر به صورت بلادرنگ انجام شود زیرا نزدیکی به تکینگی می تواند باعث سرعت زیاد و غیر منتظره مفاصل ربات شود. بدین منظور از روشی ساده به نام بیضیگون حرکت پذیری استفاده می شود. با ترکیب دو روش کنترل امپدانس و بیضیگون حرکت پذیری، رویکردی ساده و جدید برای راهنمایی دستی ربات ها پیشنهاد شده است که به کمک آن می توان پیش از وقوع تکینگی به کاربر هشدار داد. بر اساس این رویکرد در فاصله مشخص از نقاط تکین، اثر نیرو در خلاف راستای تکینگی به دست انسان وارد می گردد. مزیت اصلی این رویکرد امکان پیاده سازی بلادرنگ و تضمین سلامت کاربر به دلیل دوری از تکینگی می باشد. آزمایش های عملی روی یک ربات اسکرای بلادرنگ انجام شده است. در آزمایش اول، تولید مسیر به محض بوجود آمدن نیروی مخالف متوقف شده اما در آزمایش دوم کاربر به ادامه مسیر خود اصرار ورزیده است. بررسی نتایج آزمایش ها، نشانگر توانایی موثر رویکرد پیشنهادی در برخورد با مساله تکینگی در حین تولید مسیر توسط کاربر برای ربات های صنعتی است.

ویژگی های بی نظیر گرافن، زمینه را برای استفاده از این ماده در موارد گوناگون از جمله سیستم های دارای حرکت محوری در ابعاد نانو فراهم کرده است. وجود حرکت محوری در سیستم ها موجب تغییر رفتار دینامیکی و ارتعاشی آن ها می گردد. در این پژوهش ارتعاشات یک نوار گرافنی دولایه دارای سرعت محوری ثابت با در نظر گرفتن اثر برش بین لایه ای و از طریق تئوری غیرموضعی الاستیسیته بررسی شده است. بر مبنای این تئوری تنش در یک نقطه تابعی از کرنش در تمام نقاط جسم است. با توجه به ضخامت بسیار پایین لایه های گرافن و طول نوار، هر لایه بر اساس تئوری تیر اویلر برنولی مدل شده است. فرض بر این بوده است که جابه جایی های عرضی و انحنای هر دو لایه با هم برابر بوده و هیچ گونه جدایی بین سطوح لایه ها هنگام حرکت رخ ندهد. یک مدول برشی برای در نظر گرفتن اثر برش بین لایه ای ناشی از پیوندهای ضعیف واندروالس در انرژی پتانسیل سیستم وارد شده است. با استفاده از روش همیلتون معادله سیستم به دست آمده و به کمک روش گالرکین حل شده است. نتایجی برای شرایط مرزی یک سرگیردار- یک سرآزاد به دست آمده و با نتایج سایر مقالات موجود نیز مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج کاملتر برای شرایط مرزی دوسرمفصل به دست آمده و مشاهده می شود افزایش سرعت محوری موجب ایجاد ناپایداری های دیورژانس و فلاتر در سیستم می شود. همچنین تاثیر تغییرات مدول برشی و پارامتر غیرموضعی بر روی سرعت های بحرانی بررسی شده است.

در این مقاله به کنترل بهینه ربات زمینی چرخدار غیرهولونومیک براساس کنترل کننده LQG پرداخته شده است. به دلیل غیرخطی بودن معادلات سینماتیکی حاکم بر این ربات ها، کنترلگرهای غیرخطی نقش مهمی را در کنترل آن ها برعهده دارد. در این مقاله پارامترهای معادلات سینماتیکی حاکم به کمک روش های شناسایی سیستم ها و براساس داده های آزمایش استخراج شده است. مدل های گسسته خطی در پارامتر در نظر گرفته شده و مرتبه بهینه ی مدل و کارایی مدل با کمک آزمون های آماری بدست آورده شده است. پارامترهای مدل با روش حداقل مربعات (LS) و نحوه همگرایی پارامترهای مدل با روش حداقل مربعات بازگشتی (RLS) با ضریب فراموشی تخمین زده شده اند. با استخراج و صحت سنجی مدل گسسته خطی با داده های آزمایش عملی، امکان طراحی کنترلگرهای خطی میسر گردیده اند. بدین منظور کنترلگر بهینه LQG برای ردیابی مسیر هدف توسط ربات زمینی چرخدار طراحی شده که در آن با کمک تخمین گر کالمن، امکان تخمین بخشی از متغیرهای حالت که در دسترس نبوده اند، میسر گردیده است. به کارگیری کنترلگر خطی بهینه به همراه شناسایی سیستم، موجب سادگی و کاهش حجم محاسبات در مقایسه با کنترلگرهای غیرخطی گردیده است. در نهایت کنترلگر طراحی شده در محیط نرم افزار متلب- سیمولینک شبیه سازی شده است و نتایج نشان دهنده کارایی مناسب کنترلگر در ردیابی مسیر مطلوب می باشد.

روش های جبری تخمین عیب بر اساس مشاهده گرهای ورودی نامعلوم، با فرض برقراری شرط تطابق بین خروجی و ورودی نامعلوم قابل پیاده سازی هستند. شرط تطابق کاربردهای عملی این روش ها را محدود می کند. در این مقاله روشی برای تخمین عیب ارائه شده که نیازی به برقراری شرط تطابق نیست. بر خلاف روش های معمول در روش ارائه شده در این مقاله نیازی به تخمین خروجی کمکی، برای تخمین عیب برای سیستم های با ورودی نامعلوم نامنطبق نمی باشد. در روش پیشنهادی ابتدا ورودی نامعلومی به دو ورودی منطبق و نامنطبق تقسیم شده و سپس با فرض وجود مدل دینامیکی برای ورودی نامعلوم نامنطبق و اضافه کردن این مدل به مدل اصلی، سیستم جدیدی حاصل شده که تنها دارای ورودی نامعلوم منطبق است. برای سیستم جدید که شرایط تطابق برای ورودی نامعلوم آن صدق می کند، با استفاده از استراتژی حذف کامل اثر ورودی نامعلوم، مشاهده گر مرتبه کاملی طراحی شده که قادر است تمام متغیرهای حالت را تخمین بزند. برای تخمین عیب از قانون تطبیق سریع بهره برده شده که شرایط پایداری و وجود آن توسط قیود LMI بیان گردیده است. در انتها کارایی روش پیشنهادی با حل یک مثال عددی بر روی تک لینکی با مفصل انعطاف پذیربررسی شده است.

در مطالعه حاضر پس از ساخت و راه اندازی یک آبگرمکن سهموی خورشیدی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مدلی کارآمد برای پیش بینی راندمان آبگرمکن پیشنهاد می شود. شبکه عصبی دارای توانایی برقراری ارتباط منطقی میان پارامترهای ورودی و هدف است. زمانی که شرایط برای اندازه گیری داده ها مطلوب است، راندمان به عنوان تابعی از پارامترهای ورودی شبکه آموزش می یابد و از تابع آموزش یافته شبکه می توان برای پیش بینی راندمان سیستم خورشیدی استفاده کرد. داده های مورد استفاده شبکه عصبی با انجام آزمایش هایی روی کلکتور سهموی خطی، در چهار روز از خرداد ماه اندازه گیری شده است. متغیرهایی همچون تابش خورشید، دمای محیط، زمان و دمای سیال خروجی به عنوان ورودی های شبکه و راندمان آبگرمکن سهموی به عنوان خروجی شبکه در نظر گرفته شده است. مدل های مختلفی از شبکه عصبی با در نظر گرفتن تعداد متفاوتی از متغیرهای ورودی و نورون ها ارائه شده است. با افزایش پارامترهای ورودی خطای میانگین مربعی کاهش و دقت مدل افزایش می یابد. بنابراین در میان تمام مدل ها، مدل 6 با ساختار 1-10-4 (که شامل تمام پارامترهای ورودی است) با خطای جذر میانگین مربعی 0.0061 و ضریب همبستگی 0.99995 برای داده های آموزش دقیق ترین مدل است. با توجه به امکان پذیر نبودن انجام آزمایش های تجربی در شرایط مشابه، مدل ارائه شده می تواند با صرفه جویی هزینه و کاهش زمان تحقیقات در پیش بینی راندمان آبگرمکن مورد مطالعه موثر واقع شود.

بررسی بر هم کنش میان ذرات جامد و سیال به عنوان مقدمه ای بر شبیه سازی بسیاری از مسائل مهندسی مانند بسترهای سیالی، ته نشینی ذرات و جوهر کاتالیست در سلول های سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از روش های مناسب برای انجام این گونه شبیه سازی ها، ترکیب دو روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار می باشد که دارای یک الگوریتم مناسب برای اجرا شدن به صورت موازی می باشند. روش نمایه هموار همانند روش شبکه بولتزمن از یک شبکه ثابت برای شبیه سازی ذرات جامد در سیال استفاده می کند و از این رو یک روش کارامد برای پردازش موازی به کمک کارت گرافیک می باشد. در کار حاضر، پیاده سازی یک الگوریتم مناسب برای موازی سازی ترکیب دو روش نمایه هموار و شبکه بولتزمن روی کارت گرافیک ارائه می شود. به منظور بررسی صحت نتایج، ابتدا جریان سیال درون کانال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج زمانی حاکی از آن بود که زمان حل می تواند تا 80 برابر بوسیله کارت گرافیک کاهش یابد. در ادامه نیروی پسای وارد بر یک کره در جریان سیال و همچنین شبیه سازی سقوط یک ذره در سیال ساکن بر اثر نیروی وزن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده بر روی کارت گرافیک، نشان دهنده افزایش توان محاسباتی تا 6.5 میلیون گره محاسباتی در واحد زمان را نشان می دهد.