مهندسی مکانیک مدرس
سال:1400 | دوره:21 | شماره:8 |تعداد مقالات:6

با گسترش روزافزون تصادفات جاده ای و به دنبال آن توسعه سیستم های کمک راننده، اهمیت خودروهای خودران بیش از پیش افزایش یافته است. همزمان با مطرح شدن بحث خودروهای خودران، لزوم توجه به ایمنی این خودروها و تاثیرات سایر خودروهای حاضر در جریان ترافیک بر عملکرد آنها نیز افزایش می یابد. طراحی و کنترل مسیر حرکت با در نظرگرفتن خودروهای اطراف در شرایط ترافیکی دینامیکی ناپایدار در حین مانورهای پیچیده از مهمترین مشکلات پیش روی خودروهای خودران می باشند. علی رغم پژوهش های مختلف در حوزه تعویض خط در شرایط ترافیکی پویا و حتی سرعت های بحرانی، درنظرگرفتن شرایط دینامیکی گذرا در آنها محدود به لحظه شروع مانور بوده و راه حلی برای تغییرات لحظه ای خودروهای اطراف در حین مانور ارایه نشده است. الگوریتم ارایه شده در این مقاله، قادر است با توجه به تصمیمات ناگهانی خودروهای اطراف در حین مانور، مسیرهای ایمن جدید را به صورت بهینه طراحی کند، همچنین اجتناب از برخورد در سراسر مانور را از طریق کنترل همزمان طولی و عرضی خودرو تضمین می کند. پس از ارزیابی عملکرد واحد تصمیم گیری توسط آزمونهای رانندگی واقعی، الگوریتم ارایه شده با سناریوهای مختلف در شرایط پیچیده ترافیکی گذرای دینامیکی با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی شده و عملکرد مطلوب آن در محیط دینامیکی IPG CarMaker در حضور خودروهای اطراف به اثبات رسیده است.

فرآیند انتقال رزین به قالب (RTM)، فرآیندی قالب بسته است که در تیراژ بالا به کار می رود. این روش شامل پارامترهای مختلف از جمله دمای قالب، فشار خلا، مکان تزریق، کسر حجمی الیاف، فشار تزریق و غیره می باشد. تنها با کنترل این پارمترها است که می توان به قطعات با کیفیت سطح مطلوب و خواص بالا رسید. در این تحقیق با انتخاب پارامترهای ورودی شامل فشار خلا، محل تزریق و دمای قالب به بررسی اثر آن ها بر پارامترهای خروجی که شامل زمان پرشدن قالب، زمان پخت قطعه، استحکام کششی و خمشی پرداخته شده است. به این منظور هر کدام از پارامترهای ورودی در سه سطح به صورت فاکتوریل کامل مورد بررسی قرار گرفته و برای این منظور از روش طراحی آزمایش پاسخ رویه سطح RSM استفاده شده است. بعد از ساخت نمونه های کامپوزیت کربن-اپوکسی با این فرآیند، ارزیابی آن ها از دیدگاه زمان پرشدن، زمان پخت و خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که محل تزریق رزین تاثیر بسزایی بر خواص مکانیکی و تیراژ تولید قطعه در فرآیند تزریق رزین به قالب دارد. طبق نتایج، نمونه بهینه با اولویت بخشی بر خواص مکانیکی با پارامترهای دمای قالب 7/106درجه سانتی گراد، فشار خلا 83/0 بار و محل تزریق B (یک ورودی رزین در وسط قطعه و دو خروجی خلا دردو انتهای قطعه) مشخص شد که طی آن، استحکام کششی نمونه به میزان 7/546 مگاپاسکال، استحکام خمشی به میزان 2/759مگاپاسکال، زمان پخت 3/7 دقیقه و زمان پر شدن قالب 6/8 دقیقه توسط نرم افزار حاصل گردید.

در موتورهای احتراق داخلی، به دلیل وجود بارگذاری متناوب و وجود سایش بین سطح بالایی رینگ پیستون و اولین شیار پیستون امکان وقوع پدیده خستگی فرتینگ در این ناحیه وجود دارد. در این پژوهش، تاثیر روانکاری و اعمال عملیات حرارتی بر رفتار خستگی فرتینگ نانوکامپوزیت پایه آلومینیوم، مورد بررسی قرار گرفته است. آزمون خستگی فرتینگ در شرایط بارگذاری کاملا معکوس شونده و در دمای محیط صورت گرفته است. علاوه بر آن منحنی تنش-عمر و خواص خستگی فرتینگ آلیاژ آلومینیوم پیستون تقویت شده با نانوذرات بدست آمده است. بررسی ریزساختار و سطح شکست توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان انجام شده است. نتایج نشان داد که رفتار شکست غالبا ترد بوده است و همچنین اعمال روانکاری و عملیات حرارتی باعث بهبود عمر خستگی فرتینگ نانوکامپوزیت های پایه آلومینیومی شده است.

کاربرد کامپوزیت ها به واسطه خواصی چون نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت بالا نسبت به خوردگی و پوسیدگی و همچنین امکان ساخت اشکال پیچیده در صنایع مختلف با رشد چشمگیری مواجه شده، اما به دلیل آسیب پذیری این مواد در برابر بارهای ضربه ای ناخواسته، کاربرد آن ها با محدودیت هایی مواجه شده است. هزینه های نسبتا بالای انجام آزمون ضربه سرعت پایین (LVI) و محدودیت داده برداری به دلیل مدت زمان کوتاه انجام آن از یک طرف و تطبیق نتایج آزمون نفوذ شبه استاتیک (QSI) با آزمون LVI از طرف دیگر، پژوهشگران را برای استفاده از آزمون QSI به جای آزمون LVI متقاعد کرده است. این پژوهش، تاثیر استفاده از درصدهای مختلف نانورس (1، 3، 5 و 7 درصد) بر خواص ضربه ای کامپوزیت شیشه-اپوکسی را مورد بررسی قرار داده و برای این منظور از آزمون QSI برای پیش بینی رفتار این نانوکامپوزیت بهره برده است. برای توزیع همگن نانورس در بستر رزین از همزن مکانیک و آلتراسونیک استفاده شده که طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) انجام شده از مقطع نانورزین، موفق بودن این فرایند را تایید کرده است. نتایج آزمون QSI نشان داد که اضافه کردن 3 درصد نانورس به کامپوزیت شیشه-اپوکسی، انرژی جذب شده را تا 16 درصد و سفتی را تا 12 درصد بهبود می دهد. همچنین با بررسی عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از مقاطع نانورزین ها مشخص شد که نمونه های حاوی 7 درصد نانورس به دلیل به هم چسبیدن نانوذرات با افت خواص مکانیکی روبرو شدند.

توربین های بادی رایج، برای تولید توان بالا نیاز به پره هایی با طول بسیار زیاد دارند. این مسیله مشکلاتی از قبیل نحوه ساخت پره های عظیم، افزایش هزینه ساخت و حمل و نقل آن را ایجاد می کند. برای بهبود این شرایط، توربین های بادی چند روتور پیشنهاد شده اند. در حالیکه عملکرد توربین های چندروتور پیش تر توسط پژوهشگران مورد مطالعه قرار گرفته، رفتار جریان در ناحیه دنباله آن که در طراحی چیدمان مزارع بادی حایز اهمیت می باشد، کمتر مورد توجه بوده است. لذا تمرکز پژوهش پیش رو بر روی این بخش است. بدین منظور جریان سیال توربین بادی سه روتور با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مدل سازی شده است. شبیه سازی عددی برای یک توربین تک روتور و توربین سه روتور با زاویه 180 درجه نسبت به هم انجام شده و جهت اعتبار سنجی، نتایج به دست آمده حاصل از شبیه سازی توربین تک روتور با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج عددی توربین تک روتور نشان می دهد که مدل ویکی ینسن-گوسیان می تواند در پیش بینی دنباله توربین تک روتور عملکرد بهتری داشته باشد. با مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی توربین بادی سه روتور و نتایج حاصل از مدل های ویکی برای توربین معادل، مشخص می شود که به دلیل برهم کنش جریان های دنباله ای در پشت توربین سه روتور، اتلاف انرژی جنبشی سریع تر اتفاق افتاده و سرعت در پشت توربین سریع تر از توربین بادی تک روتور معادل بازیابی می شود. همین امر اهمیت بسزایی در طراحی بهینه مزارع بادی دارد، چرا که توربین ها می توانند در فاصله کمتری تقریبا 4 برابر قطر معادل توربین تک روتور نسبت به یکدیگر قرار گیرند.

یکی از روش هایی که امروزه برای به حداقل رساندن هزینه نگهداری و تعمیرات تجهیزات صنعتی دوار به کار می رود، پایش وضعیت به کمک تحلیل صدا می باشد. این تحقیق با هدف پایش وضعیت به کمک تحلیل صدا برای تشخیص عیب یک الکتروموتور تک فاز از طریق روش یادگیری ماشین انجام شد. شرایط آزمایش شامل حالت سالم، حالت خرابی بلبرینگ، نابالانسی محور و سایش در محور در دو حالت 500 و1400 دور در دقیقه الکتروموتور بود. برای داده برداری یک دستگاه میکروفن روی الکتروموتور نصب شد. پس از داده برداری و پردازش سیگنال و تجزیه و تحلیل آماری نسبت به خوشه بندی داده ها به روش یادگیری ماشین و الگوریتم K mean و انتخاب ویژگی های برتر به روش PCA اقدام شد. سپس برترین ویژگی ها در فرآیند مدل سازی ANFIS استفاده شد. ویژگی های انتخاب شده شامل ویژگی های انتخاب شده مشترک در هر دو وضعیت دور الکتروموتور بود. پس از ارزیابی مدل ها، نتایج بالاترین دقت تشخیص عیب در بهترین مدل خروجی مقدار 82/96 درصد بود. میانگین دقت طبقه بندی کلی تشخیص عیب 71/95 درصد بود. نتایج نشان داد که آنالیز سیگنال های صوتی و مدل سازی با استفاده از روش یادگیری ماشین می تواند در تشخیص عیوب الکتروموتور استفاده شود. براساس نتایج پایش وضعیت الکتروموتور از طریق آنالیز صوتی موجب کاهش توقفات الکتروموتور و ادامه روند کار آن در صنعت شده و با پایش وضعیت مناسب آن هزینه های تعمیراتی الکتروموتور کاهش می یابد.