مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1400 | دوره:53 | شماره:10 |تعداد مقالات:16

در سیستم کنترل شبکه ای، تأخیر زمانی و اتلاف داده می تواند باعث کاهش عملکرد و یا حتی ناپایداری سیستم شود. کنترل پیش بین یکی از روش های مؤثر در کاهش اثر تأخیر زمانی و اتلاف داده است. در روش کنترل پیش بین ارائه شده، داده های کنترلی تا زمان مطلوب که پوشش دهنده تأخیر زمانی و همچنین اتلاف داده تصادفی در شبکه است، پیش بینی شده و تخمین متغیرهای حالت با استفاده از فیلتر کالمن انجام می شود. با ارسال یک بسته حاوی داده های کنترلی پیش بینی شده به عملگر و انتخاب داده کنترلی مناسب، می توان به عملکرد مطلوب کنترلی سیستم دست یافت. در این مقاله سیستم کنترل شبکه ای را به عنوان یک سیستم کلیدزن با سیگنال کلیدزنی دلخواه در نظر گرفته و بر اساس تئوری سیستم های کلیدزن، معیاری برای بررسی پایداری سیستم حلقه بسته همراه با تأخیر زمانی و اتلاف داده ارائه شده است. تأخیر زمانی و اتلاف داده به عنوان پارامترهای کلیدزنی انتخاب شده و زیر مجموعه ای از سیستم های دینامیکی در فضای حالت گسسته ایجاد شده است. با ارائه تابع لیاپانوف برای کلیه زیرمجموعه ها و حل نامساوی های ماتریسی می توان پایداری سیستم را بررسی نمود. نتایج حاصل از شبیه سازی بیانگر اثر اتلاف داده در پایداری سیستم با در نظرگرفتن تأخیر زمانی در مسیرهای پیش خور و پس خور است.

فرود بر سیاره مریخ یکی از مسائل مهم و چالشی صنعت فضایی بوده که با عدم قطعیت های سیستمی و محیطی فراوانی مواجه است. لذا، دستیابی به مدل دقیقی از دینامیک مریخ نشین امکان پذیر نیست. در این راستا، پژوهش حاضر به طراحی الگوریتم یکپارچه تخمین و کنترل مرحله آخر فرود یعنی نشست پرداخته است به گونه ای که بتواند در برابر عدم قطعیت های موجود عملکرد قابل قبولی ارائه دهد. الگوریتم پیشنهادی برمبنای چارچوب کاری کنترل ساختارمتغیر شکل گرفته و نیاز به ژاکوبین گیری و ایجاد اندازه گیری های مصنوعی را به کمک جایگزینی خطی سازی تحلیلی با خطی سازی آماری و تئوری معکوس تعمیم یافته ماتریس برطرف نموده است. عملکرد الگوریتم پیشنهادی در حضور عدم قطعیت های مختلف ناشی از شرایط اولیه تصادفی دینامیک کوپل مریخ نشین، خطای مدلسازی نیرو ها و گشتاورهای وارده، تأخیر زمانی عملگرهای کنترلی و با لحاظ کردن قیود هندسی محل فرود و اشباع عملگرها بررسی شده است. در ادامه، عملکرد الگوریتم ناوبری مقاوم پیشنهادی با نتایج حاصل از ترکیب الگوریتم های متداول فیلتر کالمن توسعه یافته و کنترلر تناسبی-انتگرالی-مشتقی در مسئله غیرخطی فرود بر سیاره مریخ قیاس شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی های مونت کارلو به وضوح عملکرد دقیق و مقاوم الگوی ناوبری و کنترل پیشنهادی را نشان داده و برتری آن نسبت به الگوریتم های متداول رایج را تأیید می کند.

پدیده های غیرخطی به طور گسترده ای در کاربردهای مهندسی وجود دارند. یک نمونه متداول از این پدیده ها در سازه های هوافضایی، ایجاد ترک های خستگی می باشد که تحت بارهای دینامیکی در طی سیکل ارتعاشات مدام باز و بسته می شوند و سبب ایجاد یک رفتار دو خطی در سازه می شوند. شناسایی دیرهنگام چنین آسیب های سازه ای می تواند منجر به ایجاد خرابی های فاجعه بار شود. بنابراین، شناسایی رفتار غیرخطی سازه ترک دار امری ضروری و بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه رفتار غیرخطی یک تیر یکسرگیردار با یک ترک خستگی تنفسی و رفتار دوخطی مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در ابتدا به تخمین تابع چندجمله ای معادل با تابع دو خطی سفتی تیر پرداخته می شود. در ادامه با استفاده از روش اغتشاشات مقیاس های چندگانه معادله غیرخطی تیر مورد بررسی قرار گرفته و روابط دامنه بر حسب فرکانس تنظیمی در هر دو حالت رزونانس های هارمونیک و سوپرهارمونیک استخراج می گردند. سپس به بررسی حساسیت پاسخ به پارامترهایی مانند عمق و محل قرارگیری ترک، مقدار نیروی تحریک و میرایی تیر پرداخته شده است. با توجه به نتایج مشاهده گردید منحنی های پاسخ تیر در رزونانس اصلی در اثر تشدید پارامترهای ترک به شدت غیر خطی شده و دچار پدیده نرم شوندگی منحنی پاسخ گردیده اند. همچنین مطابق با نتایج رفتار تیر در رزونانس سوپرهارمونیک مرتبه دوم حساسیت بالاتری را به وجود ترک تنفسی نسبت به حالت رزونانس اصلی تیر دارد.

پژوهش پیش رو تأثیر شرایط مرزی مرتبه بالای ناشی از در نظر گرفتن اثر ابعاد کوچک را بر ارتعاشات آزاد ریزپوسته های ضخیم مخروطی مدرج تابعی دوجهته بررسی می کند. مدل حاضر تغییرات پارامتر مقیاس طول مادی را به عنوان یکی از خواص مکانیکی ریزپوسته در راستای ضخامت و همچنین در امتداد محور طولی آن مد نظر قرار می دهد. تئوری های تنش کوپل بهبود یافته و پوسته لاو با در نظر گرفتن تغییر شکل های برشی مرتبه اول به همراه روش ریتز به خدمت گرفته می شوند تا معادلات مقدار ویژه - بردار ویژه حاکم بر ارتعاشات آزاد ریز سازه تعیین شوند. این معادلات برای چند شرط مرزی مختلف حل می گردند. نتایج حاضر با نتایج موجود در مقالات مرتبط مقایسه و به صورت موفقیت آمیزی صحه گذاری می شوند. سپس اثرات ابعاد کوچک، شرایط مرزی مرتبه بالا و اندیس های تابع توزیع توانی در هر دو راستای عرضی و طولی بر ارتعاشات آزاد ریزپوسته های مخروطی شکل مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج حاکی از آنند که شرایط مرزی مرتبه بالا نقشی حیاتی در دینامیک ریزپوسته مخروطی بازی می کنند؛ خصوصاً هنگامی که این شرایط مرزی مودهای غالب در دینامیک سازه را مستقیماً تحت تأثیر قرار می دهند. همچنین مشاهده گردید اگرچه دینامیک ریزپوسته مخروطی حاضر از اندیس های تابع توزیع توانی در هر دو راستای عرضی و طولی تحت تأثیر می پذیرد، اما حساسیت بیشتری نسبت به اندیس عرضی دارد.

در این تحقیق رفتار ارتعاشات غیرخطی تیر اویلر-برنولی ویسکوالاستیک تحت تأثیر جریان سیال خارجی مطالعه شده است. معادلات حاکم بر حرکت با فرض روابط کرنش-جابجایی غیرخطی ون کارمن و در نظر گرفتن اندرکنش بین سازه و سیال به دست آمده است. به منظور در نظر گرفتن فرضیات واقع بینانه تر، اثر رفتار ویسکوالاستیک با استفاده از مدل کامل تر و واقع بینانه تر جامد استاندارد در نظر گرفته شده است. پس از بی بعدسازی معادلات حرکت، معادلات دیفرانسیل غیرخطی حاکم توسط روش گالرکین گسسته سازی شده و پاسخ تحلیلی سیستم با استفاده از روش مقیاس های زمانی چندگانه به دست آمده است. پس از صحت سنجی نتایج و تأیید دقت روش نیمه تحلیلی با نتایج حاصل از حل عددی، تأثیر پارامترهای مختلف بر رفتار دینامیکی سیستم مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد رفتار ویسکوالاستیک و مدل غیرخطی تأثیر قابل ملاحظه ای بر ناحیه قفل شدگی و همچنین حداکثر دامنه نوسانات تیر ویسکوالاستیک دارد. با توجه به اینکه در اکثر مطالعات انجام شده در زمینه ارتعاشات تیرهای ویسکوالاستیک، اثر میرایی در جملات غیرخطی صرف نظر شده است، نتایج این تحقیق نشان می دهد که تأثیر میرایی بر جملات ناشی از غیرخطی بودن میدان های کرنش قابل ملاحظه بوده و این اثرات بایستی در استخراج معادلات حرکت حاکم بر رفتار ارتعاشاتی سازه های ویسکوالاستیک در نظر گرفته شود.

پره های متحرک ردیف اول چهار کمپرسور جریان محوری توربین گازی به دلیل وجود اجزای خورنده در محیط و افزایش امکان ایجاد حفره روی پره ها به طور ناگهانی شکسته شدند. در این پژوهش به بررسی عددی و آزمایشگاهی خوردگی حفره ای روی پره ی کمپرسور توربین گازی در شرایط کارکرد واقعی پرداخته می شود. بررسی های میکروسکوپ الکترونی روبشی و شکست نگاری پره ی شکسته شده، نشان داد که حفره ها تحت مکانیزم ترک خوردگی تنشی به هم متصل شده و یک حفره ی بزرگ تر را تشکیل داده اند که این موجب کاهش بیشتر زمان واماندگی شده است. حفره های موجود روی پره، با نرم افزار کامسول شبیه سازی و تحت نیروهای وارده تحلیل شده است. حفره ها به یکدیگر متصل شده و به ترک خوردگی تنشی تبدیل می شود و با عنایت به خورندگی محیط، مکانیزم خستگی خوردگی نیز فعال می شود. ناحیه ی تمرکز تنش در حفره ها واضح است که محل شروع ترک خوردگی تنشی و خستگی خوردگی می باشند. وجود حفره های روی پره، باعث افزایش تنش برابر 130 مگاپاسکال نسبت به پره بدون حفره شده است. نتایج بدست آمده مطابقت مناسبی با مشاهدات در محل ترک و نتایج تجربی دارد که صحه گذار بر درستی شبیه سازی عددی می باشد.

هدف از این پژوهش، بررسی تجربی و تئوری چقرمگی شکست صفحات مربعی شیاردار همراه با پیش ترک مرکزی تحت بارگذاری مود 2 خالص است. این صفحات از فولاد ضد زنگ 316- ال با خاصیت چکش خواری و کرنش- سختی بالا ساخته شده اند. به منظور تعیین تئوری چقرمگی شکست این قطعات، از مفهوم ماده فرضی استفاده شده است. با استفاده از این مفهوم می توان بدون نیاز به تحلیل های پیچیده الاستیک- پلاستیک و تنها با بکارگیری تحلیل های مکانیک شکست الاستیک خطی، چقرمگی شکست مواد چکش خوار را پیش بینی کرد. به عبارت دیگر، براساس فرضیات مفهوم ماده فرضی می توان ماده ترد فرضی با خاصیت الاستیک خطی را جایگزین فولاد 316- ال کرد. سپس با ترکیب مفهوم ماده فرضی با معیارهای تنش میانگین، تنش میانگین تعمیم یافته، بیشینه تنش مماسی، بیشینه تنش مماسی تعمیم یافته، چگالی انرژی کرنشی و چگالی انرژی کرنشی تعمیم یافته، مقادیر چقرمگی شکست قطعات مورد نظر تخمین زده می شود. به منظور تأیید مقادیر چقرمگی شکست تخمین زده شده، آز مون های شکست بر روی نمونه های آزمایشگاهی مورد نظر انجام شده است. مشاهدات تجربی نشان می دهد که این قطعات در آستانه رشد ترک، تغییر شکل پلاستیک زیادی را تجربه می کنند. مقایسه نتایج نشان می دهد که معیارهای ترکیبی بررسی شده می توانند بخوبی نتایج تجربی را پیش بینی کنند.

در این پژوهش، تأثیر نانو ذرات زئولیت بر خواص سایشی پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا که کاربرد فراوانی در کاشتنی های ارتوپدی دارند، مورد مطالعه قرار گرفته است. بهبود خواص سایشی این پلیمر، از جمله چالش های صنعت پزشکی می باشد و تأثیر مستقیم بر عمر کاشتنی های ارتوپدی دارد. نمونه های استوانه ای نانوکامپوزیتی بر پایه آمیخته پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا حاوی نانوذرات زئولیت (2، 4 و 6 درصد وزنی) به روش اکسترودر و قالب گیری تزریقی تولید شد. شکل شناسی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. با استفاده از آزمون پین روی دیسک، مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک تحت نیروی فشاری N 50 و سرعت ثابتm/s  5/0 اندازه گیری شد. مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک در نمونه حاوی 4 درصد وزنی از نانو زئولیت، پس از 4500 متر، به ترتیب حدود 56، 32 و 26 درصد کمتر از نمونه پلی اتیلنی خالص مشاهده شد. در مقابل، بکارگیری 6 درصد وزنی از نانو ذرات زئولیت، منجر به کلوخه شدن ذرات و افزایش مقدار سایش، دما و ضریب اصطکاک، نسبت به نمونه های نانوکامپوزیتی شد. علاوه براین، مورفولوژی نمونه های نانوکامپوزیتی، پس از آزمون، سطح صافتر و با آثار سایش خراشی کم عمق تر نسبت به سطح ساییده شده نمونه پلی اتیلنی خالص نشان داد.

یکی از پرکاربردترین روش های مدل سازی سریع، ذوب بستر پودری با استفاده از پرتوی لیزر است. متغیرهای متعددی در ساخت به این روش وجود دارد که می توان به  قدرت دستگاه، سرعت لیزر، زاویه چاپ و فاصله دو مسیر متوالی به عنوان مهمترین موارد نام برد. اعمال تغییر در موارد یاد شده تأثیر مستقیم بر عیوب و کیفیت نمونه ساخته شده دارد. فرایندهای تکمیلی مانند عملیات حرارتی نیز برای بهبود خواص و عملکرد قطعه به کار گرفته می شوند. انتخاب مناسب و درست متغیرهای ساخت و عملیات تکمیلی علاوه بر بهبود خواص قطعه می تواند سبب کاهش هزینه ها و زمان ساخت قطعه شود. در این مقاله با استفاده از الگوریتم ژنتیک متغیرهای بهینه برای دستیابی به بیشترین چگالی نسبی و کمترین زبری سطح معرفی می شوند. نتایج بهینه سازی حاکی از این است که بهترین نتایج با استفاده از، توان لیزر در محدوده 102 تا 105 وات، سرعت لیزر در محدوده 623 تا 630 میلیمتر بر ثانیه، فاصله دو مسیر متوالی در محدوده 76 تا 73 میکرون و دمای عملیات حرارتی 638 تا 640 درجه سانتی گراد به دست خواهد آمد.

در این مقاله تحلیل آیزوژئومتری سازه های پوسته ای همراه با پیشنهاد روشی بهینه برای محاسبه بردارهای گرهی ارائه شده است. هندسه پوسته با استفاده از توابع پایه غیریکنواخت کسری در سطح میانی و تعریف بردارهای گرهی دقیق در راستای ضخامت توصیف شده است. با توجه به استفاده از فرمول بندی میندلین رایزنر، برای درونیابی چرخش ها به بردارهای جهت در نقاط کنترلی نیاز است. این بردارها باید به نحوی محاسبه شوند تا بردارهای درونیابی شده در هر نقطه دلخواه روی سطح دقیق باشند. در این راستا، مولفه های بردارهای جهت در نقاط کنترلی با استفاده از حل دستگاه معادلات روی کل وصله بدست آمده اند که در آن دستگاه معادلات با استفاده از مقادیر معلوم بردارهای جهت در فواصل گریویل تعریف شده است. دقت روش استفاده شده با حل مسائل رایج در تحلیل پوسته بررسی شده است و نتایج بدست آمده برای جابجایی، کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد . رفتار همگرایی با افزایش درجه توابع و تعداد نقاط کنترلی، مورد بررسی قرار گرفت و دیده شد که برخلاف روش های معمول تعریف بردارهای گرهی، مشکل کاهش دقت حل با افزایش درجه توابع در شبکه بندی درشت وجود ندارد، که امکان استفاده از شبکه بندی درشت را می دهد . با توجه به تناظر یک به یک بین نقاط کنترلی و گریویل، تعریف دستگاه معادلات روی این نقاط منجر به جواب یکتایی برای بردارهای گرهی می شود و با حذف معادلات اضافی، زمان محاسبه بردارها به طور چشم گیری کاهش می یابد.

بسیاری از اعضای موجود در سازه ها تحت اثر لنگر پیچشی قرار دارند، بنابراین شناخت رفتار پیچشی این اعضا از اهمیت بسیاری برخوردار است. بررسی رفتار پیچشی مقاطع جدار نازک و مقاطعی با شکل هندسی ساده با استفاده از روش های تحلیلی و رایج امکان پذیر است. در صنعت های خاص ممکن است در تحلیل و طراحی سازه ها مقاطعی نیاز باشند که هندسه ی آنها خارج از چارچوب مقاطع مرسوم طبقه بندی شود و از آنجایی که محاسبه پاسخ این مقاطع با روش های رایج امکان ناپذیر یا دشوار است، بنابراین توسعه روش های جدیدتر بسیار ضروری به نظر می رسد. از جمله این مقاطع می توان به مقطع ذوزنقه ای اشاره نمود. به علت دشواری تحلیل دقیق مسائل با دامنه های نامتقارن، روش های نیمه تحلیلی و عددی بهترین جایگزین برای حل این دسته از مسائل است. یکی از روش های مناسب برای حل مسائل مقدار مرزی، روش حساب تغییرات است که از میان این روش ها روش نیمه تحلیلی کانتوروویچ که تعمیم یافته روش رایلی-ریتز است به دلیل عدم محدودیت انتخاب تابع اولیه جهت برآورد شرایط مرزی یک روش قدرتمند جهت حل مسائل است. هدف از پژوهش حاضر توسعه روش کانتوروویچ برای حل معادله حاکم بر مسئله پیچش، محاسبه اعوجاج و میدان تنش مقطع دلخواه ذوزنقه به صورت مستقیم است. به منظور ارزیابی دقت روش کانتوروویچ، حل حاصل از این روش با سایر روش های موجود مقایسه شده است. نتایج حاکی از دقت بالا و همگرایی سریع روش مذکور است.

تزریق مداوم دارو نقش مهمی در تاثیرگذاری دارو ایفا می کند، با این حال در اغلب موارد، اندازه، وزن و توان مصرفی پمپ های تزریق متداول فاکتورهای مهمی هستند که مشکلات عمده ای برای راحتی بیمار در حین تزریق مداوم ایجاد می کند. هدف پژوهش حاضر طراحی و بهینه سازی یک میکروپمپ هیدرودینامیک مغناطیسی به منظور تزریق مداوم دارو است. به منظور بررسی امکان تزریق دارو توسط پمپ مذکور، یک مدل ریاضی برای میکروپمپ هیدرودینامیک مغناطیسی پیشنهاد و به صورت تحلیلی حل شده است. سپس به منظور راحتی بیمار حین تزریق، میکروپمپ با استفاده از الگوریتم ژنتیک مرتب سازی غیرمغلوب بهینه گردید. پارامترهای تعداد سطر و ستون کانال ها، عرض و ارتفاع کانال و همچنین ولتاژ کارکرد به عنوان متغیرهای تصمیم گیری در بهینه سازی چند هدفه انتخاب شد و در ادامه، نتایج بهینه سازی به صورت نمایش جبهه پرتو گزارش داده شده است. شش حالت مختلف که خصوصیات موردنظر طراحی را دارا بود با استفاده از روش تصمیم گیری فازی انتخاب شد. در ادامه نیز مدل دینامیک سیالات محاسباتی برای پیش بینی شکل گیری حباب به دلیل الکترولیز سیال تهیه شد. طراحی حاضر علاوه بر قابلیت اطمینان بالاتر به دلیل نداشتن قسمت های مکانیکی، قابلیت تحویل جریان سیال تا 48 برابر بیشتر، در ولتاژ کارکردی سه برابر کمتر، در مقایسه با میکروپمپهای متداول را داراست. علاوه بر این، طراحی حاضر قابلیت اطمینان بالاتر و فرایند ساخت ساده تر بدون هیچگونه بخش مکانیکی را نیز داراست.

کامپوزیت های لایه ای الیاف-فلز که از ترکیب لایه های فلزی و کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ساخته می شوند، به دلیل وزن کمتر و خواص مکانیکی مناسب تر، در صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی کاربرد فراونی پیدا کرده اند. در این پژوهش برای اولین بار پایداری جانبی-پیچشی تیر باریک شونده با مقطع I شکل متقارن از جنس کامپوزیت هیبریدی چند لایه الیاف-فلز مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، معادلات پایداری جانبی-پیچشی و شرایط مرزی با به کارگیری مدل ولاسو برای مقاطع جدار نازک باز، تئوری کلاسیک لایه ای و با فرض تغییر شکل های کوچک تعیین می گردند. سپس با استفاده از یک رابطه کمکی دستگاه معادلات حاکم به یک معادله دیفرانسیل مستقل مرتبه چهار برحسب زاویه پیچش تبدیل می شود. در ادامه، معادله نهایی با بهره گیری از روش عددی مربعات دیفرانسیل و فرضیات این روش حل و مقدار بار کمانش جانبی-پیچشی محاسبه می شود. پس از بررسی صحت و دقت روش معرفی شده، اثرات پارامترهای مهم مانند، چیدمان لایه ها، زاویه قرارگیری الیاف، جنس الیاف، تغییر ارتفاع جان تیر، محل اعمال بار عرضی و کسر حجمی فلز بر ظرفیت کمانش جانبی تیر جدار نازک با مقطع متغیر و شرایط انتهایی گیردار-آزاد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که چیدمان بهینه با قرار گیری لایه های الیافی سازنده بال تیر با زاویه صفر درجه و لایه های الیافی تشکیل دهنده جان با زاویه 45 درجه بین دو ورق آلومینیومی حاصل می شود. همچنین ثابت شد که تغییرات درصد حجمی فلز در مقایسه با تغییر ارتفاع جان تیر نیم رخ، بار کمانش جانبی را با شدت بیشتری تغییر می دهد.

در این مقاله، رفتار پوسته استوانه ای کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی تحت بار حرارتی و شرایط تکیه گاهی ساده، به روش تحلیلی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. میدان جابجایی خطی و بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول فرض شده است. برای حل معادلات از روش انرژی ریتز و نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شده است. برای تعیین ویژگی ها و خواص مکانیکی ماده، تئوری اختلاط با پنج شکل مختلف توزیع نانولوله ها به کار رفته است. این توزیع نانولوله ها به شکل یکنواخت و شکل های V، A، X و O، با فرض توزیع یکنواخت دما و عدم وجود شار حرارتی تولیدی در پوسته در نظر گرفته شده است. در هر یک از این حالت ها، شرایط تکیه گاهی یکسان است، اما درجه حرارت، شرایط مرزی حرارتی و مقادیر توابع حجم نانولوله کربنی متفاوت است. نتایج اعتبارسنجی نشان می دهد که هر دو روش حل انرژی و المان محدود دارای تطابق خوبی با یکدیگر هستند. نتایج تفاوت رفتار هر یک از مدل های ماده توزیع نانولوله های کربنی و همچنین تأثیر افزایش درجه حرارت و افزایش تابع حجم نانولوله های کربنی بر روی گرادیان حرارت، مولفه های تنش و جابجایی نمایش داده شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش تابع حجم نانولوله کربنی باعث افزایش مقادیر تنش و گرادیان حرارتی شده و از طرف دیگر باعث کاهش جابجایی شده است.

فرآیند تزریق پلاستیک یکی از مهم ترین و رایج‏ ترین روش ‏ها در تولید قطعات پلاستیکی است. عیوب بسیاری ممکن است در این فرآیند رخ دهند که کیفیت قطعه را ازنظر ظاهری و کارایی دچار مشکل می‏ کنند. لذا تلاش برای رفع این عیوب در این صنعت بسیار حائز اهمیت است. یکی از این عیوب، برش جریان است که در منابع مختلف در مورد پارامترهای مؤثر بر این عیب و راه های رفع آن کمتر صحبت شده است. لذا در این تحقیق سعی شده پارامترهای مؤثر بر آن شناسایی شده و با بهینه سازی پارامترهای مؤثر پیشنهاد هایی جهت کاهش آن ارائه شود. بدین منظور هشت پارامتر با احتمال تأثیر در بروز این عیب که عبارت اند از دمای مواد، سرعت تزریق، دمای قالب، فشار نگهداری، قطر راهگاه، قطر گیت، زاویه گیت و زاویه‏ ی ورود به قالب جهت بررسی در نظر گرفته شده اند. برای بررسی تأثیر یا عدم تأثیر و همچنین میزان و نحوه‏ی اثر این پارامترها بر عیب برش جریان، یک طراحی آزمایش عاملی کسری 1/8 با هشت فاکتور و دو سطح به وسیله ی نرم افزار مینی‏ تب انجام شد. سپس با انجام تحلیل های المان محدود در نرم افزار مولدفلو و صحت سنجی تحلیل ها به وسیله ی آزمون تجربی، مساحت عیب در هر تحلیل به وسیله ی روش ‏های هندسی محاسبه شد. پس از تحلیل واریانس داده ‏ها، مشخص شد که پارامترهای قطر راهگاه، فشار نگهداری، سرعت تزریق و دمای مواد به ترتیب بیشترین تأثیر را در این عیب دارند. پس ازاین، برای چهار فاکتور ذکرشده، یک طراحی آزمایش از نوع طراحی مکعب مرکب انجام شد و پس از انجام تحلیل المان محدود و تحلیل واریانس روی داده ‏ها، مشخص شد که با افزایش پارامترهای دمای مواد و فشار نگهداری و کاهش قطر راهگاه ‏ها و سرعت تزریق تا حد بهینه‏ ی ارائه شده، می توان مساحت عیب برش جریان را به میزان %82/2 کاهش داد.