مهندسی مکانیک
سال:1401 | دوره:31 | شماره:2 (پیاپی 143) |تعداد مقالات:6

امروزه به واسطه ی افزایش جمعیت و کمبود فضای کافی برای ساخت و ساز، احداث ساختمان های بلند مرتبه در شهرهای بزرگ رواج پیدا کرده که این امر باعث پیدایش شکل خاصی از ساختارهای شهری، تحت عنوان دره خیابان های شهری شده است. شکل و توپوگرافی ساختارهای شهری بر نحوه توزیع و تهویه ی آلاینده ها در شهرهای بزرگ بسیار تاثیرگذار است. در این مقاله در ابتدا شاخص ها و استانداردهای کیفیت هوا در کشورهای مختلف بررسی و مقایسه شده است. سپس میزان تاثیر عوامل ساختاری مختلف بر توزیع آلاینده ها در دره خیابان های شهری بررسی و مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که عواملی نظیر پیکربندی ساختمان، سرعت باد، جهت باد و کاشت درختان تاثیر زیادی بر نرخ تهویه و کیفیت هوا در دره خیابانهای شهری دارد. اما گرمایش دیواره های ساختمان، نوع پوشش دهی سطوح جاده و نرخ ترافیک و آمد و شد وسایل نقلیه به نسبت تاثیر کمتری بر کیفیت هوا در دره خیابان های شهری دارد.

امروزه از چرخدنده های غیردایروی در مقاصد مختلفی که بارزترین آن ایجاد تغییرات سیکلی در میزان سرعت و گشتاور در یک دور کامل است، برای طراحی و ساخت دستگاه های مختلف در صنایع رباتیک، نساجی و بسته بندی استفاده می شود. در این مقاله به بررسی روش طراحی یک جفت چرخدنده مربعی مشابه از جنس پلاستیک پرداخته شده است. طراحی پروفیل دندانه های چرخدنده با توجه به محاسبات ریاضی انجام و ترسیم شکل سه بعدی چرخدنده ها براساس این محاسبات آغاز گردید. سپس مدل سه بعدی چرخدنده ها در نرم افزار مونتاژ و حرکت آنها شبیه سازی شد. برای تولید چرخدنده های مربعی از فرآیند برشکاری لیزری استفاده گردید. بررسی نتایج و عدم بروز موانعی نظیر گیرکردن چرخدنده ها در هنگام چرخش، لقی دورانی نامناسب و یا عدم امکان مونتاژ پذیری به دلیل طراحی ابعاد نادرست، بیانگر صحت طراحی انجام شده می باشد. تطبیق نمودار سرعت زاویه ای چرخدنده محرک با شماره لوب نیز بیانگر صحت اجرای فرآیند شبیه سازی چرخدنده های مربعی می باشد.

یکی از جدیدترین سیستم های ترمز حال حاضر جهان، سیستم ترمز سیمی است. این نوع ترمز که کنترل آن توسط دستگاه های الکترونیکی انجام می شود، فناوری در حال توسعه است و رانندگان را قادر می سازد تا عملکرد بالاتری در هنگام رانندگی در مقایسه با ترمزهای هیدرولیکی داشته باشند. در این نوع ترمز، مدارها و تجهیزات الکترونیکی جایگزین تجهیزات هیدرولیکی و مکانیکی مانند پمپ، تسمه، لوله و سیلندر ترمز می شود. استفاده از این فناوری علاوه بر کاهش وزن خودرو، سبب کاهش سروصدا و لرزش آن شده و زمان واکنش ترمز را کاهش می دهد. همچنین عیب یابی ترمز را نیز آسان می کند و گام مهمی در راستای کنترل پذیری هر چه بیشتر و الکترونیکی و خودران شدن خودروها خواهد بود. در این مقاله ضمن معرفی مفاهیم اولیه ترمز سیمی و شیوه کارکرد آن، به مسیر توسعه و بهینه سازی ترمز سیمی اشاره شده و حوزه های تحقیقاتی موجود در این زمینه شناسایی شده است.

به دلیل ملاحظات زیست محیطی اهمیت استفاده از انرژی پاک دو چندان شده است. در این راستا، یکی از راهکارهای پیشنهادی، تولید انرژی از بادهای ارتفاع بلند و یا جت استریم است. از سوی دیگر در تحقیقات پیشین موضوعات جت استریم، نحوه تشکیل بادهای ارتفاع بلند، اثرات تغییرات اقلیمی بر جت استریم و چگالی قدرت باد در نقاط مختلف جهان به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مقاله ضمن تجمیع کلیه مباحث مرتبط با این موضوع، در ابتدا با بیان لایه های اتمسفر، حرکت هوا در اطراف زمین و نحوه تشکیل جت استریم، اثرات تغییرات آب و هوایی بر این بادها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند، وجود تغییرات دمایی ناشی از تابش خورشید و ایجاد سه سلول دمایی هادلی، فرل و قطبی همزمان با اثر نیروی کوریولیس بر روی توده های متحرک هوا، موجب ایجاد جت استریم در دو نیم کره شمالی و جنوبی در عرض های 30 درجه و 60 درجه می شود. تغییرات آب و هوایی، باعث افزایش دامنه موج جت استریم و توسعه آن به شمال و جنوب شده است. بررسی ها نشان دهنده این موضوع است که ایران حایز مقام دهم در خاورمیانه به لحاظ چگالی انرژی بادهای ارتفاع بلند در ارتفاع 500 متری از سطح زمین است. در ارتفاع 1000 متری نیز، در 50 درصد دوره زمانی، غرب و مرکز ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m2 3/0 و در ارتفاع 10000 متری و در همین دوره زمانی، تمامی نواحی ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m23 هستند.

یکی از چالش های کاربرد ربات های هوشمند در شرایط واقعی، شناسایی تمایز دادن انسان از اشیا محیط پیرامون آن است. در این مقاله الگوریتمی جهت تشخیص انسان در محیط با استفاده از دو اسکنر لیزری با سنسورهای ال-آر-اف ارایه و پیاده سازی آن بر روی یک ربات سرویس رسان خانگی انجام شده است. در این روش یک حالت انحنا دار بر پایه اطلاعات سنسورهای لیزر استخراج و با داده بدست آمده از موقعیت پاها و قفسه سینه ترکیب می شود. برای شبیه سازی از محیط گرافیکی آر-ویز در میان افزار راس استفاده شده است. برای این منظور از محیط آر-ویز برای تشخیص یک انسان با قد نرمال یعنی در بازه 150 تا 190 سانتی متر اجرا می گردد. پس از مدت زمان کمتر از یک ثانیه (برابر 25 میلی ثانیه که زمان یک دور اسکن سنسور لیزر است)، داده های لیزر اسکنر تحت پردازش الگوریتم نوشته شده به صورت بلادرنگ قرار می گیرد. شایان ذکر است که سرعت تشخیص این الگوریتم به صورت بلادرنگ می باشد. آزمایش برای 16 شخص مختلف و هر یک در 7 وضعیت متفاوت، جمعا 112 نمونه آزمایشی برای الگوریتم انجام شد، که در بیش از 94% از موارد موفق به تشخیص درست گردید که در مقایسه با الگوریتم مشابه، بیش از 6% ارتقاء را نشان می دهد.

سیستم فرمان سیمی شامل واحد کنترل الکترونیکی، موتور کمکی فرمان و سنسورهایی است که می توانند با جایگزینی قطعات مکانیکی، سر و صدا، لرزش و وزن خودرو را کاهش دهند. این نوع فرمان بدلیل دارا بودن قطعات الکترونیکی شرایط حساس تری را نسبت به فرمان مکانیکی دارند و این بدان معناست که باید این سیستم ها تحمل پذیر خطا باشند. از اجزای مهم سیستم های کنترل فرمان سیمی می توان به محرک ها، سنسورها و میکروکنترلرها اشاره کرد. از چالش های این نوع سیستم حساس بودن به عملکرد نادرست اجزای الکترونیکی (سنسورها، سیم کشی، برقراری جریان برق، و میکرو کنترلرها) می باشد. هدف این مقاله، معرفی سیستم های کنترل تحمل پذیر خطا برای جبران خطاها در سیستم فرمان سیمی می باشد. از این رو ساختار کنترل تطبیقی، پیش بینی مدل، کنترل دو طرفه، فرمان کمکی دیفرانسیل، تخصیص کنترل مجدد، کنترل مقاوم و ساختار متغیر مورد استفاده قرار می گیرد. کنترل های مذکور می توانند پایداری و مقاوم بودن سیستم را نسبت به عدم قطعیت و آشفتگی ها تضمین کنند.