مهندسی مکانیک مدرس
سال:1390 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

بازتوانی به اضافه کردن واحد (های) توربین گاز به سیکل بخار و استفاده از حرارت گازهای خروجی آنها به منظور بالا بردن راندمان سیکل ایجاد شده، گفته می شود. روش های بازتوانی به دو دسته کلی تقسیم می شوند. متداول ترین روش بازتوانی، بازتوانی کامل است و جهت بازسازی نیروگاه هایی که تقریبا در انتهای عمر مفید کاریشان هستند به کار می رود. در چنین حالتی مقادیر هزینه های سرمایه گذاری اولیه نسبت به حالت احداث سیکل ترکیبی با خصوصیات مشابه به شکل مطلوبی کاهش خواهد یافت. توابع هدف، تابع های قیمت واحد برق تولیدی نیروگاه و راندمان اگزرژی واحد می باشند. این توابع بر اساس متغیرهای مستقل مهم موجود در بویلر بازیاب حرارت، توربین های بخار و توربین گاز و با توجه به تغییرات دبی سوخت تزریق به داکت برنر مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت با توجه به توابع هدف معرفی شده سعی در بدست آوردن بهینه ترین خصوصیات فنی - اقتصادی سیکل بازتوانی نیروگاه بعثت توسط روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در دو سناریوی بهینه سازی یک هدفه و دو هدفه خواهد شد.

تنش پسماند - که بر اثر ورود به منطقه پلاستیک ایجاد می شود - یکی از عوامل تاثیرگذار بر طراحی و کارکرد قطعات است، استاندارد ASTM E837-01 تنش پسماند در قطعات تخت به روش سوراخکاری را بررسی کرده و ضرایب کالیبره کردن تنش را برای ورق های تخت با پروفیل تنش ثابت ارایه کرده است، اما استاندارد خاصی برای اندازه گیری تنش پسماند در قطعات انحنادار به روش سوراخکاری افزایشی در دسترس نیست. در این مقاله نخست به روش المان محدود ضرایب کالیبره کردن تنش در روش سوراخکاری افزایشی تعیین و سپس از نتایج یک آزمون تجربی و یک شبیه سازی عددی برای بررسی درستی این ضرایب استفاده می شود. آزمون تجربی کالیبره کردن شامل آزمون خمش چهار نقطه در ورق تخت آلومینیومی از جنس AA5056 F است که پروفیل تنش آنها به روش تحلیلی شناخته شده است. شبیه سازی عددی شامل خمش چهار نقطه ورق است که مقادیر کرنش در هر مرحله به روش المان محدود تعیین شده است. نتایج نشان می دهد که ضرایب کالیبره کردن به دست آمده دقت مناسبی داشته و محدوده عمق های قابل اندازه گیری توسط این روش نیز در نتایج قابل مشاهده است.

مانور های سبقت و عبور دو خودرو از کنار یکدیگر و همچنین باد مخالف می توانند اثر قابل توجهی بر روی مصرف سوخت و پایداری خودروها در جاده داشته باشند. زمانی که دو خودرو از یکدیگر سبقت می گیرند و یا از کنار هم عبور می کنند، جریان اطراف بدنه هر کدام متقابلا بر دیگری تاثیر می گذارد و می تواند سبب ایجاد یک جریان باد ناگهانی شدید گردد. جریان به وجود آمده به صورت یک نیروی اضافی بر هر دو خودرو اعمال می شود. در این تحقیق با تکیه بر نتایج تجربی گذشته، به بررسی و شبیه سازی عددی و درک رفتار آیرودینامیک خودروها در زمان سبقت گرفتن از یکدیگر بر روی یک مدل ساده شده با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX پرداخته می شود. مدل سازی دو خودرو طوری طراحی گردیده است تا اثر پارامترهایی نظیر فاصله های طولی و عرضی آنها از یکدیگر و همچنین تغییر در زاویه باد مخالف بر روی نیروها و ضرایب آیرودینامیکی حاصله از مانور سبقت بررسی شوند. نیروهای آیرودینامیکی به صورت توابعی از فواصل یاد شده و زاویه باد مخالف در نظر گرفته شده اند و نیروهای لحظه ای، ضرایب پسا و جانبی مربوط به خودروی ثابت و متحرک بر حسب پارامترهای ذکر شده به صورت منحنی های مشخصه ای توصیف شده اند.

نیروها و گشتاورهای اینرسی ناشی از حرکت بازوان رباتیک نصب شده بر روی یک پایه متحرک، موجب بروز عکس العمل در پایه مزبور می گردد، که موجب حرکت ناخواسته پایه می شوند. در این مقاله، روش جدیدی برای طراحی مسیر حرکت بدون عکس العمل بین دو موقعیت اولیه و نهایی در سیستم های رباتیک متحرک ارایه شده است. ابتدا با استخراج مدل دینامیکی سیستم، معادلات حرکت و مومنتم استخراج می شوند. سپس با استفاده از اصل بقا مومنتم در غیاب نیروها و گشتاورهای خارجی، به حل معادلات مومنتم زاویه ای ناشی از حرکت بازوان ربات پرداخته می شود. با تعریف نگاشت فضای تهی عکس العمل ماتریس کوپلینگ دینامیکی، سرعت های مفصلی را در فضای تهی عکس العمل تصویر می کنیم، تا سرعت های مفصلی در این فضا بدست آید. با انتگرال گیری عددی از سرعت های مفصلی در فضای تهی عکس العمل، چگونگی حرکت در فضای مفصلی بدون عکس العمل بدست می آید. با حرکت بازوهای ربات با این سرعت ها و حرکت های مفصلی طراحی شده، مومنتم زاویه ای مجموعه صفر باقی مانده و با توجه به عدم اعمال نیروها و گشتاورهای عکس العملی بر روی پایه متحرک، تغییرات موقعیت و وضعیت پایه مزبور صفر خواهد ماند.

در این مقاله دیدگاه جدیدی درباره ارتباط نشر فراآوایی (آکوستیک امیشن) و رفتار مکانیکی فولادهای دوفازی فریت - مارتنزیتی با درصدهای مختلف حجمی مارتنزیت ارایه شده است. بدین منظور، نمونه های فولاد دوفازی با درصدهای حجمی 12-65% تهیه شده و با انجام آزمون کشش بر روی نمونه های فولاد دوفازی با درصدهای مختلف مارتنزیت، اثر وجود مقادیر مختلف مارتنزیت بر سیگنال های نشرفراآوایی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور انجام تحلیل دقیق تر، از تابع جدیدی (تابع محافظ) برای برقراری ارتباط بین اطلاعات فراآوایی و مکانیکی استفاده شده است. در حقیقت این تابع بستگی به میزان انرژی کرنش و انرژی فراآوایی داشته و به منظور نمایان ساختن رفتار این نوع از فولادها در حین آزمایش کشش مورد استفاده قرار گرفته است. یافته ها، نشان می دهد که با افزایش درصد مارتنزیت، مکانیزم شکست مارتنزیت (علاوه بر جدایش فازهای فریت و مارتنزیت از یکدیگر) سهم قابل توجهی در شکست فولاد دوفازی پیدا می کند و نتایج این کار افق جدیدی را در رابطه با کاربرد تابع مذکور در نمایان ساختن رفتار ریزساختاری این مواد در حین آزمون های مکانیکی با روش مذکور ایجاد می کند.

در این مقاله، ایده بازیابی انرژی سیستم تعلیق فعال در خودروی هیبرید برقی ارایه شده و تاثیر آن بر مصرف سوخت و انتشار آلودگی خودروی هیبرید از طریق شبیه سازی های کامپیوتری مورد مطالعه قرار گرفته است. سیستم های تعلیق فعال از عملگرهای فعال برای اعمال نیرو و کنترل ارتعاشات بدنه خودرو استفاده می نمایند. عملگرهای فعال در هنگام نیاز، انرژی ارتعاشات را جذب نموده و یا به سیستم انرژی تزریق می کنند. با به کارگیری سیستم بازیابی انرژی، بخشی از انرژی ارتعاشات سیستم تعلیق می تواند به انرژی الکتریکی تبدیل شده و ذخیره گردد. در خودروهای هیبرید برقی، سیستم تعلیق فعال انرژی مورد نیاز خود را از منبع ذخیره انرژی الکتریکی خودرو دریافت می نماید. در این مقاله از یک منبع ذخیره انرژی الکتریکی ترکیبی، شامل باتری و ابرخازن، برای تامین انرژی مورد نیاز سیستم تعلیق فعال و اجزا الکتریکی خودرو استفاده شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که با به کارگیری سیستم بازیابی انرژی، مصرف سوخت و آلاینده های خودرو کاهش می یابد.

یکی از جدارهای خارجی که تاثیر زیادی در مصرف انرژی و همچنین آسایش حرارتی دارد، پنجره است. بنابراین برآورد میزان انتقال حرارت از طریق پنجره ها اهمیت دارد. با توجه به این که محاسبه میزان انتقال حرارت از پنجره ها کاری مشکل بوده و به شبیه سازی کامپیوتری نیاز دارد، در دست داشتن روابط ساده ای برای برآورد و مقایسه انواع پنجره ضروری است. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری رابطه جدیدی برای محاسبه میزان انتقال حرارت از پنجره دوجداره ارایه شده است. با استفاده از این رابطه پارامترهای پنجره را می توان طوری تعیین و طراحی کرد که کمترین انتقال حرارت از پنجره حاصل شود. همچنین برای مقایسه انواع مختلف پنجره دوجداره (با سایبان و بدون سایبان) ضریبی به نام ضریب تاثیر معرفی شده است. نتایج نشان می دهند که با کاهش این ضریب، مقدار حرارت عبوری از پنجره کاهش می یابد. این ضریب را می توان به عنوان معیاری برای انتخاب پنجره بهینه به کار برد.

در این مقاله نوعی مدل ایرودینامیکی فضای حالت زمان پیوسته بر اساس روش اجزای مرزی مستقیم توسعه داده شده است. برای این منظور ابتدا معادلات انتگرال مرزی حاکم بر جریان پتانسیل زیرصوت ناپایا حول ترکیب های برآزا با تاکید بر فرمول بندی اصلاح شده برای بال های نازک ارایه می شود. سپس بر اساس دستگاه معادلات اجزای مرزی جریان ایرودینامیکی ناپایا حول بال با هندسه دلخواه و با استفاده از فرضیات کمکی، مدل فضای حالت ایجاد می شود. برای ارزیابی دقت و کارایی روش ارایه شده، نتایج بدست آمده از مدلسازی ضرایب ایرودینامیک ناپایا برای انواع ایرفویل و بال برای حرکت های ناپایای مختلف با نتایج اعتبارسنجی شده حاصل از روش اجزای مرزی مستقیم مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شد. با توجه به این که مدل ایرودینامیکی توسعه یافته در حوزه زمان پیوسته ارایه شده، این مدل به ویژه برای کاربردهای بهینه سازی و تحلیل غیرخطی مفید است. به علاوه توصیف فضای حالت، امکان بهره گیری کارامد از این مدل را در مسایل مرتبط با کنترل نیز فراهم می سازد.

هدف این مقاله بررسی تحلیلی و تجربی سینماتیک حرکت نسبی ابزار و قطعه ‎کار در تراشکاری معمولی (CT) و تراشکاری به همراه ارتعاشات آلتراسونیک (UAT) می ‎باشد. تحلیل سینماتیک UAT نشان می دهد که حرکت لبه برنده ابزار نسبت به قطعه کار (ناشی از سرعت برشی، سرعت پیشروی و ارتعاشات ابزار برشی در راستای مماسی)، سطح ماشینکاری شده جانبی را متاثر ساخته و الگوی تکرار شونده ای از نواحی له شده یا دندانه دار روی آن ایجاد می کند که در نتیجه کارسختی ناشی از این پدیده می تواند میکروسختی سطح ماشینکاری شده جانبی را در مقایسه با CT افزایش دهد. همچنین مدل سینماتیک نشان می دهد که در فرآیند UAT با تحریک یک بعدی در جهت سرعت برشی، به خاطر نرخ پیشروی ثابت ابزار نسبت به قطعه کار، ابزار تراشکاری هیچگاه از قطعه کار جدا نمی شود، اگر چه سطح براده ابزار ممکن است به طور تناوبی در هر سیکل ارتعاشی از براده جدا گردد. برای بررسی تجربی پیش بینی های حاصل از شبیه سازی سینماتیک، از آزمون میکروسختی سطحی و تصویربرداری میکروسکوپ نوری سطح ماشینکاری شده جانبی استفاده گردید. نتایج و مشاهدات تجربی، به خوبی تاثیرات ارایه شده توسط مدل سینماتیک از حرکت لبه برنده ابزار روی سطح جانبی را برای UAT در مقایسه با CT تصدیق می نماید.