مهندسی مکانیک امیرکبیر (امیرکبیر)
سال:1400 | دوره:53 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

در روش المان محدود استاندارد، وجوه المان های مجاور کاملاً بر یکدیگر منطبق بوده و گوشه یک المان بر وجه یک المان دیگر قرار ندارد. در صورتی که گره گوشه ای یک المان بر روی وجه المان همسایه واقع شود گفته می شود که شبکه غیرانطباقی است. استفاده از چنین شبکه هایی در روش المان محدود به تکنیک های ویژه ای نیاز دارد. در مقاله حاضر، یک روش جدید برای استفاده از شبکه های غیرانطباقی پیشنهاد شده است. درخت چهارتایی یک ساختمان داده درختی با یک الگوریتم بازگشتی بسیار سریع است و می توان از آن جهت شبکه بندی نواحی دوبعدی استفاده کرد. المان های تولید شده با این روش غیرانطباقی بوده و قابلیت استفاده در روش المان محدود استاندارد را ندارند. در مقاله حاضر ایده جدیدی جهت محاسبه توابع شکل چنین المان هایی پیشنهاد شده است. در این روش از حل یک مسئله مقدار مرزی برای استخراج توابع شکل استفاده شده است. شرایط مرزی در این مسئله به نحوی انتخاب شده است که تغییرات توابع شکل در بین هر دو گره مجاور خطی باشد. برای بررسی دقت و کارآیی روش پیشنهادی دو مثال عددی حل شده و نتایج ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که با استفاده از روش پیشنهادی می توان از شبکه های غیرانطباقی به طور موثری در روش المان محدود استفاده کرد.

در تصادفات موتورسیکلت، شتاب وارد بر سر ناشی از برخورد، خطر بسیار زیادی برای سلامتی موتورسوار و سرنشینان دارد. در این پژوهش با استفاده از مدل اجزاء محدود به تحلیل دینامیکی برخورد مجموعه کلاه ایمنی شامل سر، پوسته، فوم، بالشتک و بند پارچه ای برای بررسی اثر ضخامت و جنس پوسته بر معیار آسیب سر (اچ آی سی) پرداخته شده است. کلاه ایمنی از نوع جلوباز با در نظرگرفتن سه جنس رایج انتخاب شد. در بیشتر تصادفات در لحظه برخورد سر با زمین، نحوه قرارگیری سر به صورت مایل می باشد. در مدل شبیه سازی شده این مقاله، در برخورد نیز سر به صورت مایل قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از این تحقیق با نتایج آزمایشات تجربی و مقالات معتبر تایید شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ضخامت بهینه ای برای کلاه ایمنی صرف نظر از جنس آن وجود دارد. برای تعیین ضخامت بهینه باید مصالحه ای بین پارامترهای مختلفی چون معیار آسیب سر، شکست پوسته، وزن و قیمت انجام شود. طبق نتایج به دست آمده، در صورتی که ضخامت افزایش یابد، وزن کلاه و دامنه تغییرات شتاب وارد بر سر افزایش یافته و همچنین احتمال شکست پوسته کاهش می یابد. در صورتی که با کاهش ضخامت، علی رغم کاهش شتاب وارد بر سر، تنش ایجاد شده در پوسته افزایش یافته و منجر به شکست آن می شود.

هدف، حل مساله ی متقارن کروی یک/دو فازی با استفاده از الاستیسیته ی گرادیان دوم کرنش و مقایسه با الاستیسیته ی کلاسیک است. نظر به قابلیت گرادیان دوم کرنش در پیش بینی اثرات سطح، اندازه و ماهیت گسسته ی مواد، مساله ی متقارن کروی مدلسازی و تحت اثرات مذکور مطالعه می شود. با تبیین گرادیان دوم کرنش در دستگاه مختصات کروی، معادلات تعادل، میدان تنش و کرنش، روابط آنها و نیروهای سطحی استخراج می شود. بعد از آسایش سطحی، بارگذاری خارجی متقارن روی سازه اعمال و پاسخ مکانیکی بررسی می شود. خواص مکانیکی پوسته تک فازی از بلور الماس و پوسته ی دوفازی از سیلیکون بلوری با پوشش کربنی مطالعه می شود. مقادیر ثابت های مواد توسط محاسبات کوانتومی، نظریه ی دینامیک شبکه و مدلسازی محیط پیوسته محاسبه می شود. محاسبات نشان می دهد که پیش بینی نظریه ی تقویت یافته از خواص نانوسازه تفاوت چشمگیری با پیش بینی کلاسیک دارد. مثلا، در پوسته ی کربنی با شعاع داخلی و خارجی به ترتیب 2 و 10 برابر پارامتر شبکه، تحت بارگذاری فشاری خارجی یکه شده ی 0001/0، تنش شعاعی کلاسیک یکه، ثابت و حدود 0001/0- است، درحالیکه در گرادیان کرنش، تنش شعاعی یکه از مقادیر 001/0- و 0002/0- در مرزهای داخلی و خارجی، به ترتیب، به 0003/0 در میانه متغیر است. با افزایش شعاع داخلی، اختلاف دو نظریه در میانه ی محیط کاهش می یابد اما در نزدیکی سطوح اختلاف قابل ملاحظه است.

فانوسی ها یکی از اجزای پرکاربرد در بسیاری از صنایع می باشند. غالبا داخل این اجزاء سیالی در حرکت بوده و از فانوسی به عنوان جبران کننده طول، نشت بند و جاذب ارتعاشات استفاده می شود. کارکرد فانوسی ها معمولا تحت فشار بوده و افزایش بیش از حد فشار موجب کمانش در فانوسی می شود. در فانوسی ها دو نوع کمانش رخ می دهد که با نام کمانش ستونی و کمانش درون صفحه ای شناخته می شوند. در این مقاله ابتدا به بررسی روابط تحلیلی ارائه شده پیرامون کمانش فانوسی پرداخته شده سپس با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود آباکوس کمانش فانوسی ها مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن با نتایج تجربی موجود در منابع مقایسه شده است. بر اساس نتایج به دست آمده هرچند تحلیل الاستیک پدیده کمانش در فانوسی ها شکل مود های صحیح و قابل قبولی را نتیجه می دهد اما فشار کمانش به دست آمده از این تحلیل چندین برابر فشار تجربی می باشد. سپس با اعمال نقص به صورت جابه جایی هم شکل با چند مود ابتدایی کمانش سازه و تحلیل غیرخطی با استفاده از نمودار نیرو-جابه جایی، بار کمانش سازه محاسبه گردیده است. در ادامه تعداد مودها و میزان اعمال جابه جایی اولیه مورد نیاز با مقایسه نتایج تحلیل عددی با نتایج تجربی موجود مورد بررسی قرار گرفته و همگرایی مناسبی بین نتایج تحلیل عددی و نتایج تجربی به وجود آمده است.

استخوان بافت بیولوژیکی معدنی بوده که اجزاء اصلی آن دارای خواص مکانیکی بسیار متفاوتی می باشند. علائم بالینی برخی از بیماری ها در سطح ماکرو رخ داده ولی علت آن تغییر ساختار استخوان در سطح نانو می باشد، بنابراین انجام مطالعات در سطوح نانو و میکرو ضروری می باشد. در تحقیق حاضر خواص الاستیک و رفتار استخوان در سطح نانو با روش اجزاء محدود مدل سازی شده و از لایه های چسبنده استفاده شده است. پس از صحت سنجی مدل، نتایج توزیع تنش و خواص الاستیک آن با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. نسبت کرنش مواد معدنی به کل مدل که در مطالعات پیشین ارزیابی نشده، برای مصالح بینابینی مختلف ارائه شده است. تاثیر تغییر نسبت حجمی مواد معدنی و خصوصیات مکانیکی کلاژن بر رفتار مدل نیز بررسی شده است. نتایج مقایسه مدل عددی با سایر مدل ها نشان دهندۀ تطابق بسیار خوبی می باشد. مصالح بینابینی کلاژن و صفحات معدنی با خواصی ناشناخته مهم ترین عامل گسیختگی فیبریل کلاژن معدنی بوده و حضور لایه ضخیم آب با پیوندهای واندوالسی و برشی ویسکوز به عنوان محتمل ترین لایۀ چسبنده می باشد. خواص غیرخطی کلاژن سبب ایجاد تغییرات چشمگیری در مدل شده و جهت کاهش محاسبات در مدل های سه بعدی، می توان از ساختار تک سلولی با شرایط مرزی پریودیک استفاده نمود.

روش های داده-پایه برای پیش بینی عمر، معمولاً نیازمند مقدار زیادی داده برای دستیابی به عملکرد مطلوب می باشند. لذا عملکرد آن ها به طور معمول برای مقادیر کم داده های آموزش مطلوب نمی باشد. روش پیش بینی به کمک دسته بندی سنی حجم داده های آموزش را از طریق بازتولید مجموعه اولیه داده ها افزایش می دهد، لذا این روش می تواند در مواردی که داده های آموزش اندک می باشد، استفاده شود. همچنین، ساختار پیشنهادی می تواند با بسیاری از روش های پیش بینی، ترکیب و دقت آن ها را به طور قابل توجهی بهبود ببخشد. در این مقاله، ساختار مدل پیش بینی عمر پیشنهادی شرح و اثربخشی آن برای پیش بینی در یک مطالعه موردی در موتورهای توربین گاز بررسی شده است. در بخش نخست، داده های کافی برای آموزش در دسترس بوده و نتایج آن با بهترین مقالات ارائه شده بر روی داده های مشابه مقایسه شده است. در بخش دوم، مقاوم بودن روش پیشنهادی در شرایط حجم داده های آموزش محدود بررسی شده است. در این قسمت خطای پیش بینی عمر برای موارد مختلف با حجم محدود داده های آموزش مقایسه شده است. نتایج این تحقیق اولاً بهره وری روش پیشنهادی را در مقایسه با سایر رویکردهای موجود نشان می دهد، و دوم مقاوم بودن روش را (در شرایط داده های محدود) نشان می دهد.

در سال های اخیر کاربرد منابع انرژی سیار و در نتیجه سیستم های استحصال انرژی جهت استفاده از منابع انرژی محیط، افزایش پیدا کرده است. در این تحقیق، یک چیدمان نوآورانه برای یک سیستم بازیابی انرژی با استفاده از آلیاژ حافظه دار مغناطیسی () تحت بستر یک تیر موج دار یک سر درگیر و تاثیر پارامترهای محیطی بر ولتاژ بدست آمده، به روش اجزاء محدود بررسی شده است. دلیل استفاده از ساختار موج دار، افزایش مقاومت در ضخامت های کم و همچنین افزایش میدان کرنش موثر در المان آلیاژ حافظه دار است که باعث کاهش طول مجموعه و حجم اشغالی آن می شود. مبنای بازیابی انرژی از سیستم مذکور تبدیل انرژی ارتعاشی تیر به انرژی الکتریکی می باشد. یک سیم پیچ مسی حول المان های آلیاژ حافظه دار پیچیده شده و این مجموعه در یک میدان مغناطیسی ثابت قرار دارد. اگر یک میدان تنش یا کرنش به المان های آلیاژ حافظه دار وارد شود، جهت گیری اجزای موسوم به واریانت تغییر کرده و این امر باعث آشفته سازی میدان مغناطیسی اطراف المان آلیاژ حافظه دار می شود که بر اساس قانون فارادی، یک جریان الکتریکی در سیم پیچ القا می کند. این مسئله به وسیله شبیه سازی اجزاء محدود در نرم افزار آباکوس و استفاده از کد ساختاری ماده به جهت مدل سازی رفتار آلیاژ حافظه دار بررسی شده است. جهت مدل سازی رفتار آلیاژ حافظه دار از مدل غیرخطی گسترش یافته کیفر و لاگوداس استفاده شده است. در این تحقیق، تاثیر شرایط اولیه آلیاژ حافظه دار و میدان مغناطیسی خارجی بر ولتاژ خروجی بررسی شده است.

امروزه، عملگرها و حسگرها، جایگاه ویژه ای در جهان علم و صنعت دارند. بنابراین تحلیل الکتروالاستیک مواد پیزوالکتریک از موضوعات مورد توجه پژوهشگران بوده تا بتوانند درک صحیحی از رفتار سازه ها بیابند و با بهینه سازی آن ها، گام مؤثری در طراحی و ساخت سازه ها بردارند. در پژوهش حاضر با استفاده از روش انرژی، نظریه تغییر شکل برشی مرتبه یک و نظریه پتانسیل الکتریکی مرتبه یک، معادلات حاکم استوانه ها ی جدار ضخیم پیزوالکتریک که تحت بارگذاری الکتریکی و مکانیکی در لایه های داخلی و خارجی استوانه و دارای شرایط مرزی مختلف در دو سر استوانه، استخراج شده است. سپس یک حلّ تحلیلی و ریاضی برای دستگاه معادلات حاکم بر پوسته استوانه ای ارائه می شود و با استفاده از این حل، نتایج مربوط به رفتار الکترومکانیکی استوانه برای شرایط مرزی مختلف الکتریکی و مکانیکی استخراج شده و با نتایج عددی حاصل از روش اجزای محدود مقایسه و بررسی می شوند. حل تحلیلی ارائه شده در این پژوهش، زیرمجموعه حل های سری گونه نیست و نیاز به بررسی همگرایی پاسخ ندارد. هم چنین حل ارائه شده، از حجم محاسباتی کم تری نسبت به حل های سری گونه برخوردار است. نتایج به دست آمده از دو روش تحلیلی و عددی، دارای تطابق خوبی بوده و نشان می دهند که حل تحلیلی ارائه شده با دقّت مطلوب، قابل استفاده می باشد.

وجود عیوب و تنش های پسماند سبب تضعیف مقاومت پوشش‎های چندلایه در مقابل رشد ترک می شود. برای بررسی این موضوع رشد ترک در دو ساختار لایه نشانی شده و ایده آل تیتانیوم/تیتانیوم نیترید با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شده است. برای این منظور ابتدا لایه نشانی تیتانیوم نیترید بر روی بستر تیتانیوم انجام گرفته، سپس رشد ترک در دو ساختار مذکور بررسی گردیده است. رشد لایه تیتانیوم نیترید بر روی تیتانیوم جزیره ای بوده و ساختار لایه نشانی شده دارای عیوب و تنش پسماند می باشد. نتایج نشان می دهد که هر دو تنش پسماند دومحوری و نرمال، در بستر و پوشش به ترتیب کششی و فشاری می باشد. با استفاده از تغییر انرژی در لایه ها انرژی چسبندگی فصل مشترک محاسبه شده است که برابر 166 کیلوژول بر مول می باشد. در قسمت دوم با جایگذاری ترکی به طول 15 آنگستروم در لایه سرامیک در دو ساختار ایده آل و لایه نشانی شده رفتار رشد ترک بررسی شده است. نتایج نشان می دهد به دلیل ترد بودن لایه سرامیک، در هر دو حالت ذکر شده ترک تا فصل مشترک لایه ها رشد می کند. در ادامه تغییرشکل پلاستیک لایه تیتانیوم و همچنین ساختار فصل مشترک بین دو لایه مانع از رشد ترک و شکست کامل می گردد. همچنین تنش بحرانی لازم برای رشد ترک در ساختار منظم 5/2 برابر مقدار آن در ساختار لایه نشانی شده است که دلیل آن وجود عیوب و تنش پسماند در ساختار لایه نشانی شده می باشد.

با توجه به لزوم دستیابی به تشدیدگرهای با ضریب کیفیت بالا در سیستم های میکروالکترومکانیکی، شناخت و بررسی عوامل موثر بر ضریب کیفیت امری ضروری و اجتناب ناپذیر می باشد. در سیستم های میکروالکترومکانیکی از میکروصفحات مرتعش به عنوان تشدیدگر و فیلترهای رادیویی استفاده می شود. در این پژوهش به بررسی اثر میرایی ترموالاستیک که از مهم ترین عوامل تاثیر گذار بر ضریب کیفیت میکروساختارها می باشد، برای ارتعاشات عرضی میکروصفحه مستطیلی شکل در دو حالت آزاد و اجباری پرداخته شده است. ارتعاشات اجباری میکروصفحه در پژوهش حاضر ناشی از اعمال نیروی الکترواستاتیک در نظر گرفته می شود. جهت ساده سازی و حل معادلات از روش گالرکین استفاده شده است. نتیجه یک معادله جبری غیرخطی می باشد که می تواند برای محاسبه ضریب کیفیت میکروصفحات مستطیلی با شرایط مرزی مختلف مورد استفاده قرار گیرد. بر خلاف پژوهش های پیشین، مدل ارائه شده به طور مستقیم می تواند ضریب کیفیت را محاسبه کند و نیازی به محاسبه فرکانس طبیعی در حالت بدون در نظر گرفتن میرایی ترموالاستیک ندارد. برای شبیه سازی اجزای محدود از نرم افزار کامسول مولتی فیزیکس استفاده شده است. در پایان پس از اطمینان از صحت نتایج، تاثیر پارامترهای مختلف بر ضریب کیفیت میکروصفحه مورد بررسی قرار گرفته است. مدل ارائه شده جهت محاسبه ولتاژ ناپایداری کششی نیز می تواند موثر واقع شود.

سازه های هوایی هنگامی که تحت اثر نیروهای ناپایستار، به ویژه نیروهای تعقیب کننده قرار می گیرند، ممکن است علاوه بر ناپایداری استاتیکی در معرض ناپایداری دینامیکی (پدیده فلاتر) نیز قرار بگیرند. به همین علت ضروری است، سازه به نحوی طراحی گردد، تا از وقوع ناپایداری های استاتیکی و دینامیکی جلوگیری شود. در این مقاله به کمک تئوری مرتبه بالای تیرهای ساندویچی جدید برای اولین بار، ناپایداری دینامیکی تیر ساندویچی ضخیم با هسته انعطاف پذیر تابعی تحت اثر نیروی تعقیب کننده مورد بررسی قرار گرفته است. تیر ساندویچی از دو رویه و یک هسته انعطاف پذیر تشکیل شده است. سطح مشترک هسته با رویه ها شامل اتصال کامل است، که قابلیت تحمل تنش های برشی و عمودی را دارا می باشد. تیر ساندویچی به صورت الاستیک خطی با جابجایی ها و چرخش های کوچک در نظر گرفته شده است. معادلات حرکت تیر ساندویچی مرتبه بالا، تحت اثر نیروی تعقیب کننده به کمک اصل همیلتون استخراج شده است. با اعمال شرایط مرزی و با کمک روش حل عددی تربیع مربعات، پدیده فلاتر مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر صحه گذاری نتایج، اثر پارامترهای مختلف هندسی و موادی تیر نیز بر آستانه نیروی فلاتر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، برای تیرهای بلند، مقدار نیروی تعقیب کننده آستانه پدیده فلاتر به نتایج متناظر در تیر تیموشنکو میل می کند.

محفظه احتراق یکی از اجزای مهم سیستم های تولید توان است که عملکرد مناسب آن در راندمان سیستم و نیز میزان آلایندگی تاثیر مستقیم دارد. افزایش روزافزون آلاینده های ناشی از محفظه های احتراق موجب توسعه روش های نوین احتراقی مانند احتراق رقیق پیش آمیخته برای جایگزینی با شعله های سنتی غیرپیش آمیخته شده است، اما این نوع احتراق بیشتر از احتراق سنتی در معرض ناپایداری ها و نوسانات فشار و سرعت است. به دلیل حرارت بالای محفظه، برهمکنش بین حرارت آزاد شده و امواج اکوستیک موجود در محفظه احتراق می تواند منجر به تقویت امواج فشاری و ایجاد نویز و صدا و ایجاد ارتعاش در دیواره محفظه احتراق می شود که در صورت تداوم، می تواند موجب آسیب شود. در پژوهش حاضر، ابتدا ارتعاشات آزاد دیواره محفظه در حالت سرد بررسی می شود و مدل اجزای محدود آن با بهره گیری از پارامترهای مودال تجربی به روز می گردد. در حالت گرم نیز ابتدا فرایند به روزرسانی مدل انجام شده و سپس با بهره‎گیری از نتایج حاصل از تحلیل جریان درون محفظه و با در نظر گرفتن شعله به عنوان یک منبع آکوستیک، پاسخ گذرای دیواره محاسبه می شود. براساس نتایج بدست آمده، پارامترهای مودال دیواره با دقت قابل قبولی تخمین زده شده و با تحلیل گذرا نیز دامنه سرعت دیواره با دقت قابل قبولی پیش بینی شده است.

در این مقاله روشی کارآمد و دقیق برای تحلیل گذرا و ارتعاشات آزاد پوسته مخروطی ناقص مدرج تابعی در معرض فشار متحرک متقارن داخلی و خارجی توسعه داده شده است. خواص مواد پوسته دارای تغییرات پیوسته در جهت شعاعی است و از مدل های موری-تاناکا و کسر حجمی قانون توزیع توانی پیروی می کند. برای بررسی این مساله روشی حل عددی که ترکیبی از روش های تئوری لایه ای، روش مربعات دیفرانسیلی و بسط سری فوریه است بکار گرفته شد. از بسط سری فوریه برای مدل سازی تغییرات جابجایی و فشار دینامیکی در جهت محوری استفاده می شود. سپس با بکارگیری تئوری لایه ای در راستای ضخامت و اعمال آن در اصل هامیلتون ، معادلات حرکت و شرایط مرزی تعیین گردید. در آخر از روش مربعات دیفرانسیلی جهت مدل سازی تغییرات جابجایی در معادلات حاکم در دامنه زمانی استفاده گردید. این تحقیق دارای نتایج مفیدی جهت طراحی پوسته های مدرج تابعی در معرض فشار متحرک می باشد. نتایج بدست آمده از این مدل سازی به صورت موفقیت آمیزی با نتایج مشابه موجود در مقالات مورد مقایسه قرار گرفت. مطالعه روند همگرایی، سرعت بالای همگرایی این روش را اثبات نمود. نتایج بدست آمده بیانگر این است که تحریک ناشی از عبور فشار متحرک در پوسته موجب ایجاد ارتعاشات آزاد با دامنه ارتعاشی قابل توجه ی می شود.

کنترل زمان برخورد موشک با هدف دارای مانور در کاربردهایی همچون حملۀ گروهی، از اهمیت بالایی برخوردار است چراکه می‎توان به‎صورت همزمان چندین موشک را به هدف رساند. در این مقاله، به منظور کنترل زمان برخورد موشک با هدف مانوردار، قانون هدایتی مبتنی بر روش مود لغزشی پیشنهاد شده است. بدین منظور، در ابتدا با درنظر گرفتن دینامیک غیرخطی برای سیستم هدایت و انتخاب سطح لغزش مناسب، به طراحی کنترل کنندۀ مود لغزشی پرداخته و در ادامه با استفاده از روش لیاپانوف، شرط کافی برای پایداری سیستم حاصل ارائه شده است. در این شرایط، سطح لغزش به نحوی انتخاب می شود که کنترل مود لغزشی، به صورت همزمان هم بتواند نرخ خط دید را صفر کند و هم بتواند خطای زمان باقیمانده تا هدف را به صفر برساند. با لحاظ کردن معادلات دینامیک غیرخطی هدف دارای مانور در فرایند طراحی، کنترل کنندۀ پیشنهادی تضمین خواهد کرد که موشک در زمان موردنظر به هدف مانوردار برخورد خواهد کرد. در انتها نیز با بهره گیری از یک مثال شبیه سازی و به‎منظور بررسی کارایی روش معرفی‎ شده در این مقاله، سناریوهای مختلفی برای هدف (ایستا و مانوردار) درنظر گرفته شده و با درنظر گرفتن زمان های مطلوب برخورد متفاوت، عملکرد آن در کنار سایر روش های موجود مورد بررسی قرار گرفته است.

یک مدل تئوری به منظور مطالعه افت انتقال صوت در یک پوسته مخروطی ناقص با لایه متخلخل معرفی می شود. پوسته مخروطی همسانگرد و جدار نازک است و به وسیله یک موج صوتی صفحه ای که به صورت مایل به سطح بیرونی آن برخورد می کند، تحریک می شود. از تئوری لاو جهت پیاده سازی معادله های حرکت پوسته مخروطی استفاده می شود، و با استفاده از یک روش حل همگرا بر پایه سری های توانی، پاسخ دینامیکی پوسته به صورت دقیق محاسبه می گردد. همچنین جهت مدل سازی انتشار موج در ماده متخلخل، از روش سیال معادل بر پایه تئوری بایو بهره گرفته می شود. در ابتدا، نتایج مدل حاضر با نتایج مطالعه های گذشته اعتبارسنجی می گردد. سپس، اثرات چندین پارامتر مهم طراحی همچون شرایط مرزی مختلف در دو سر پوسته مخروطی، زاویه رأس مخروط، زاویه موج صوتی برخوردی و جنس پوسته بر ویژگی های افت انتقال صوت این نوع سازه بررسی می گردد. نشان داده می شود مدل حاضر می تواند به عنوان یک ابزار موثر در مرحله طراحی صوتی پوسته های مخروطی ناقص به کار گرفته شود. به علاوه، افت انتقال صوت در حضور لایه ای از ماده متخلخل که در دو ساختار متفاوت به جداره پوسته متصل شده است، محاسبه می گردد. نتایج به طور کلی عملکرد مطلوب لایه متخلخل را در زمینه عایق بندی صوتی سازه نشان می دهد.

گرفتن جسم توسط انگشتان ربات با وجود قیود غلتش ناب از موضوعات تحت بررسی توسط محققین بسیاری می باشد. در مطالعات انجام پذیرفته تاکنون، بررسی اعمال قیود غلتش ناب با هدف رساندن جسم در وضعیت پایدار جدید مورد توجه بوده است. در این مقاله علاوه بر بررسی های معمول سینماتیک و دینامیک برای سیستم دو انگشت ربات و جسم نیم دایره بر روی یک دست متحرک ربات در صفحه، که نوک انگشت ها به صورت نیم کره و صلب فرض شده است، موضوع جابجایی جسم مطابق مسیر مشخص با حفظ پایداری دینامیکی آن نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا از کنترل امپدانس چندگانه برای اعمال کنترل با انجام اصلاحات مورد نیاز در آن بهره گرفته شده است. در روش کنترل امپدانس چندگانه سعی می شود با اعمال رفتارهای مطلوب بر کل اجزای سیستم از جمله پایه متحرک، انگشت ها و جسم، شرایط پایداری دینامیکی ارضا شود. تنظیم مناسب نیرو در این روش و این که این نیروها در مکان مناسب وارد شوند تا حد زیادی در به حداقل رساندن لغزش انگشت ها بر سطح جسم موثر می باشد. نتایج شبیه سازی های انجام پذیرفته حاکی از کنترل، هدایت و همچنین پایداری مناسب جسم توسط مجموعة انگشتان و پایه متحرک خواهد بود.

یکی از مسائل پر اهمیت در مورد خودروهای سواری بحث پایداری حرکتی می باشد، که با توجه به اهمیت این موضوع تحقیقات زیادی در زمینه پایداری کششی و پایداری حرکت جانبی خودروها انجام گرفته است. در این مقاله، بررسی پایداری خودرو برای حرکت طولی و جانبی به صورت همزمان انجام گرفته است. مدل چهارچرخ خودرو برای استخراج معادلات در نظر گرفته شده و برای مدل سازی رفتار تایرها و جاده از مدل غیرخطی داگاف استفاده شده است. برای سیستم قدرت خودرو از مدل موتور چو با دو متغیر حالت استفاده شده است که موجب می شود اعمال گشتاور به چرخ ها به حالت عملی نزدیک تر باشد. برای کنترل سیستم از روش کنترل غیرخطی مد لغزشی فراپیچشی استفاده شده است که روشی مقاوم در برابر اغتشاشات و عدم قطعیت های مدل است. در مدل کنترلی ارائه شده برای کنترل پایداری طولی و پایداری جانبی، به ترتیب زاویة دریچه گاز و گشتاور چرخشی به عنوان ورودی و ضریب لغزش طولی و سرعت چرخشی به عنوان خروجی در نظر گرفته شده اند. در بخش بررسی نتایج سیستم به سه شکل مجزا در حالت های دارای کنترل کننده طولی، دارای کنترل کننده جانبی و در نهایت سیستم با کنترل کننده ترکیبی و همزمان طولی و جانبی مورد بررسی قرار گرفته است. در هر سه مورد ذکر شده به بررسی پایداری سیستم در حضور عدم قطعیت ها و اغتشاشات پرداخته شده است. نتایج به دست آمده کارآمدی روش ارائه شده را در کنترل ترکیبی پایداری طولی و جانبی نشان می دهد.

در این مقاله از محدودیت در ظرفیت عملگرها به عنوان نقش کلیدی در طراحی سیستم کنترل پرواز هواپیما استفاده شده است. به منظور تضمین عملکرد و پایداری سیستم های کنترل پرواز در حضور اشباع، در ناحیه پرواز در زوایای حمله بالا، توسعه روش نابرابری ماتریسی خطی، روش های بهینه سازی و روش های حل عددی مطرح می شود. همچنین در این مقاله، تلفیق دو روش ضدجمع شوندگی و روش مستقیم اشباع، در مساله ردیابی زاویه مسیر پرواز بحث شده است. برای این هدف، مدل غیرخطی هواپیمای مورد بررسی مدل سازی و شبیه سازی شده و مدل خطی در نقاط شرایط کاری تریم بدست آمده است. سپس کنترل کننده نامی برای مانور ردیابی زاویه مسیر پرواز بدون در نظر گرفتن اشباع طراحی شده است. در ادامه با در نظر گرفتن ماکزیمم اغتشاش وارده بر مانور هواپیما، کنترل کننده امن که تضمین عملکرد و پایداری را داشته باشد طراحی شده و روش زمان بندی بهره ها برای جلوگیری از محافظه کاری در استفاده از کنترل کننده ها اعمال می شود. نتایج برای مدل غیرخطی و خطی هواپیمای مورد بررسی در ردیابی زاویه مسیر پرواز در زوایای حمله بالا با احتساب قیود کنترلی و اشباع در حالت شرایط کاری ناپایدار ارائه می شود. نتایج شبیه سازی بیانگر بهبود روش کنترلی فوق برای هواپیمای ناپایدار می باشد.

در این مقاله، طراحی یک سیستم کنترل فازی به منظور مسیریابی و کنترل ربات سیار در محیط اجتماعی با حضور موانع مورد بررسی قرار می گیرد. الگوریتم کنترلی ارائه شده با دریافت موقعیت هدف، مسیر مناسب جهت رسیدن به آن را بدون برخورد با موانع تولید می نماید. در بررسی موانع، فرض براین است که به صورت ثابت و متحرک ازجمله انسان در محیط حضور دارند. همچنین، حرکت ربات به گونه ای تنظیم گردیده که موجب ایجاد ترس یا تغییر رفتار حرکتی افراد نشود. سیستم فازی مورد استفاده دارای چهار ورودی (فاصله مانع با ربات، زاویه ی نسبی آن، سرعت نزدیک شدن به ربات و زاویه ی نسبی هدف) و دو خروجی (سرعت خطی و زاویه ای پایه ) می باشد. این سیستم در حالت های مختلف با لحاظ حرکت موانع و هدف مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور صحت سنجی این روش، علاوه بر طراحی رابط گرافیکی، سیستم طراحی شده بر روی ربات آزمایشگاهی پیاده سازی می گردد. نتایج علاوه بر بیان اهمیت تعداد داده ارسالی در فاصله های زمانی مشخص، اثر الگوریتم حضور مانع را نیز مشخص می نمایند. بنابراین نوآوری اصلی این مقاله، نحوه انتخاب ورودی و خروجی های منطق فازی و استفاده از قواعد فازی بمنظور حرکت ربات در مجاورت موانع می باشد. چنین کنترلی سبب می گردد افرادی که نزدیک ربات تردد می کنند، ترس از برخورد را احساس نکنند.

مدل سازی یکپارچه سیستم های فیزیکی در دامنه های مختلف، نیازمند یک زبان مشترک است. یکی از روش هایی که می توان به وسیله آن این کار را انجام داد، باندگراف نام دارد. این روش با استفاده از المان ها، باندها و اتصال های خود، ارتباط میان اجزای مختلف یک سیستم را تشریح می کند. همچنین می توان با استفاده از روش برنامه ریزی ژنتیک، مدل اولیه یک سیستم را بر اساس نیاز از یک حالت اولیه به حالت نهایی مطلوب توسعه داد. با استفاده از ویژگی جستجوپذیری بالا و مدل سازی شماتیک روش باندگراف، می توان مدل اولیه سیستم در دامنه الکتریکی یا مکانیکی را بر اساس خروجی مورد نظر، به یک مدل باندگراف نهایی مدل سازی کرد. مدل اولیه یک سیستم در روش باندگراف، امبریو نام دارد و بایستی دارای ورودی، خروجی و المان های اصلی یک سیستم باشد. با تعریف مجموعه ای از توابع عملیاتی در برنامه ریزی ژنتیک، مدل امبریو توسعه داده می شود و مدل نهایی باندگراف در دو حالت تک هدفه و چندهدفه پارتویی به دست می آید. این پژوهش با ادغام دو روش باندگراف و برنامه ریزی ژنتیک، ابزار طراحی مناسبی جهت توسعه یک مدل را در اختیار کاربر قرار می دهد. به منظور بررسی عملکرد روش ارائه شده جهت مدل سازی با باندگراف، ابتدا نتایج آن با نرم افزار 20-سیم مقایسه شده و سپس به وسیله آن، دو مدل فیلتر الکتریکی و یک مدل سیستم جرم، فنر و میراگر طراحی می گردد و نتایج با مرجع مقایسه می شود.