مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1400 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:25

در مقاله حاضر، مدلی تحلیلی جهت بررسی پاسخ غیرخطی آیروالاستیک صفحه ترک دار در جریان فراصوت ارائه شده است. به این منظور معادله خمش خالص دوبعدی صفحه همسانگرد ترک دار با شرایط تکیه گاهی ساده پیشنهاد شده است. برای تشکیل این معادله، مدل سازی صفحه بر اساس تئوری صفحه کلاسیک و روابط غیرخطی ون-کارمن، مدل خط-فنر برای ناحیه ترک و تئوری خطی پیستون برای محاسبه فشار آیرودینامیکی در نظر گرفته شده است. با اعمال روش گلرکین و مودهای فرضی صفحه، معادلات دیفرانسیل با مشتق های جزئی به معادلات دیفرانسیل با مشتق های معمولی تبدیل می شود. سپس با بهره گیری از روش حل عددی رانج –کوتا این معادلات، حل و نتایج بررسی شده است. بعد از مقایسه نتایج با منابع تحلیلی و اطمینان از صحت روش، اثرهای ابعاد و جهت ترک بر پایداری آیروالاستیک صفحه، مرز فلاتر و نوسان ها چرخه محدود مطالعه گردید. نتایج نشان می دهد وجود ترک باعث وقوع زود هنگام فلاتر، افزایش بیشینه دامنه نوسان ها چرخه محدود و در نهایت کاهش سرعت ناپایداری آیروالاستیک صفحه می شود.

در مقاله حاضر کنترل دامنه ارتعاشات اجباری یک پوسته مخروطی از جنس مواد مدرج تابعی در حالت چرخان با استفاده از وصله های پیزوالکتریک از جنس مواد مدرج تابعی تحلیل گردیده است. تعداد 4 تکه پیزوالکتریک داخل پوسته و مشابه همین روی پوسته قرار گرفته اند. برای بدست آوردن دینامیک سیستم از روش انرژی و نظریه کلاسیک استفاده شده است. پاسخ ارتعاشات با شرایط مرزی دو سر ساده به صورت عبارتی با جدا سازی توابع مکان و زمان و همچنین ضرایب متغیر با زمان برای هر متغیر سیستم در نظر گرفته شده است. پس از آن با قرار دادن پاسخ های در نظر گرفته شده در توابع انرژی و در نهایت استفاده از معادله لاگرانژ، دینامیک حاکم بر سیستم حاصل می گردد. فرکانس های طبیعی پوسته غیرچرخان و چرخان با نتایج پژوهش های قبلی مقایسه شده است. همچنین برای کنترل ارتعاشات از پسخورد سرعت استفاده شده به گونه ای که ولتاژ سنسور که وابسته به سطح، ضخامت و محل قرار گیری هر سنسور است محاسبه شده و در ولتاژ عملگر از آن استفاده می شود. در ادامه، کنترل سیستم ابتدا در مود اول و سپس برای سیستم همگرا شده انجام می گیرد که در هر دو حالت حلقه کنترلی به خوبی دامنه ارتعاشاتی اجباری را مستهلک می کند.

انتقال ارتعاشات ترانسدیوسر فراصوت به بار، توسط قطعه ای به نام هورن صورت می گیرد. بسته به کاربرد هورن، می توان ارتعاشات را متمرکز و یا پخش نمود. این قطعه در کاربردهای گوناگون همانند جوشکاری فراصوت مورد استفاده قرار می گیرد. محدودیت این قطعه، افزایش دمای آن در حین کارکرد به دلیل میرایی ساختاری است. به سبب این که این قطعه در فرکانس تشدید در مود محوری در حال ارتعاش است، افزایش دما داده و در اثر آن خواص مکانیکی آن تغییر کرده و موجب تغییر فرکانس تشدید و افت شدید راندمان ارتعاشات می شود. در این مقاله با هدف کاهش دمای هورن، هندسه بهینۀ جدید ارائه شده است. هندسۀ جدید از لحاظ انتقال حرارت بهینه است و به صورت هم زمان سعی شده تا کمترین مود جانبی ممکن به دست آید. به منظور بهبود این مشکل و مقابله با آن، مدل عددی رشد دمایی قطعه مورد نظر در حالت پایدار به به دست آمده است به علاوه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی حرارتی هورن با ایده پره، در دو مرحله متوالی انجام شده است. در قسمت نتایج جزئیات هندسۀ جدید ارائه و به صورت مبسوط در مورد جوانب مختلف آن بحث شده است.

در این تحقیق تجربی، انتقال حرارت جابجایی اجباری در حال توسعه حرارتی نانوسیال Fe2O3/ آب در داخل لوله مسی تحت میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط تعدادی آهنربای دائمی تخت بررسی شده است. آزمایشات در شرایط رژیم جریان آرام و شرط مرزی شار حرارتی یکنواخت انجام شده و تاثیر موقعیت و شدت میدان مغناطیسی بررسی شده است. اهداف این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از نانوسیال Fe2O3/ آب ، عدد رینولدز جریان، شدت و موقعیت میدان مغناطیسی ثابت در رفتار حرارتی جریان بوده است. اعتبار سنجی دستگاه آزمایش با استفاده از آب مقطر و مقایسه با نتایج تئوری انجام شده است که در نهایت تطابق خوبی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد به علت تاثیر میدان مغناطیسی بر نانوسیال Fe2O3/ آب، بوجود آمدن جریان های ثانویه و تغییر شکل لایه مرزی، انتقال حرارت تغییر می کند و تغییرات آن به مشخصات جریان و شدت و موقعیت میدان مغناطیسی وابسته است. افزایش شدت میدان مغناطیسی عمود بر جریان در یک نقطه در رینولدز ثابت باعث افزایش ناگهانی ضریب انتقال حرارت جابجایی موضعی می شود در صورتی که همین میدان در نقاط مختلف تقسیم شود افزایش کمتری نسبت به یک نقطه مشاهده می شود ولی ضریب انتقال حرارت جابجایی متوسط در حالت دوم بیشتر از حالت اول است.

در این مقاله نشان داده می شود که می توان با استفاده از روش همگن سازی عددی نمودار ماکروسکوپی سطح شکست یک ماده پلی کریستالی را در حضور آسیب های اولیه میکروسکوپی به دست آورد. به این منظور نمونه هایی از ساختار میکروسکوپی ماده به صورت دوبعدی در قالب حجم نمونه هایی در نظر گرفته می شوند که شامل تعدادی دانه با خواص الاستیک خطی با مرز دانه هایی از نوع ترک چسبناک غیرخطی هستند. در این مدل سازی محل جوانه زنی و رشد میکرو ترک ها مرز دانه ها می باشند. به منظور مطالعه ی اثر آسیب اولیه بر خواص ماکروسکوپی ماده، در مرکز هندسی حجم نمونه ها سه شکل متفاوت از آسیب های اولیه ایجاد می گردد به گونه ای که مرز دانه های آن ناحیه هیچ گونه توانایی ذخیره انرژی کششی یا برشی را ندارند. شرایط مرزی به صورت جابجایی دومحوره و برگرفته از تانسور کرنش ماکروسکوپی به صورت گام به گام بر مرز بیرونی حجم نمونه ها اعمال می گردد و تا لحظه شکست حجم نمونه ادامه می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که وجود آسیب های اولیه استحکام ماده را به مقدار چشمگیری کاهش می دهد و می تواند سبب نامتقارن شدن نمودار سطح تسلیم ماده گردد. این در حالی است که وجود این آسیب ها تأثیری بر مدول الاستیسیته ی ماده ندارد.

در این مقاله یک روش ترکیبی جدید، شامل آزمون های فشار حلقه و اکستروژن معکوس قالب باز، به منظور ارزیابی ضریب اصطکاک در فرآیند اکستروژن ارائه می گردد. در این روش، رفتار اصطکاکی در ناحیه ی سطح آزاد قالب و حفره قالب اکستروژن با هم متفاوت در نظر گرفته شده اند. از این رو، ضریب اصطکاک در سطح آزاد قالب با استفاده از آزمون فشار حلقه به دست می آید و در شبیه سازی های آزمون اکستروژن معکوس قالب باز در ناحیه سطح آزاد قالب اعمال می گردد. سپس شبیه سازی های المان محدود آزمون اکستروژن معکوس قالب باز، با فرض معلوم بودن ضریب اصطکاک در سطح آزاد قالب، برای ضرایب اصطکاک مختلف در حفره قالب اکستروژن انجام می شوند تا منحنی های کالیبراسیون اصطکاک در این ناحیه به دست آیند. در نهایت با مقایسه ی نتایج آزمایش های تجربی با منحنی های کالیبراسیون، ضریب اصطکاک در حفره قالب به دست می آید. مقایسه ی ضرایب اصطکاک حاصل از سه آزمون نشان می دهد که ضریب اصطکاک در کانال اکستروژن قالب بیشتر از سطح آزاد آن است.

آزمایش ضربه سقوطی بیش از هفت دهه در صنعت نفت و گاز بعنوان یکی از مهم ترین آزمایش ها بمنظور تعیین انرژی شکست و بررسی ویژگی های شکست نرم و ترد لوله های انتقال انرژی استفاده شده است. در این پژوهش انرژی شکست فولاد API X65 با تحلیل منحنی شتاب حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب سنج به دست آمد. نمونه آزمایشگاهی از لوله انتقال گاز طبیعی به قطر خارجی 1219 میلی متر و ضخامت 3/14 میلی متر جدا شد. آزمایش طبق استاندارد API 5L با استفاده از دستگاه ضربه سقوطی با چکشی به وزن 700 کیلوگرم (مجهز به شتاب سنج) با ارتفاع سقوط 3 متری انجام شد. با استفاده از فرکانس طبیعی به دست آمده نمونه و فیلتر پایین گذر باترورث، نوسان های ناخواسته از داده های آزمایش حذف گردید. مقدار انرژی شکست (سطح زیر منحنی نیرو-تغییر مکان) برابر6791 ژول به دست آمد که در مقایسه با مقادیر انرژی حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به کرنش سنج در پژوهش های گذشته حدودا 4 درصد تفاوت دارد. با توجه به این اختلاف جزئی، صحت آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتاب سنج تایید می شود.

امروزه از مدل های آسیب جهت شبیه سازی و پیش بینی مناطق وقوع شکست در فرایندهای تولید استفاده می شود. یکی از مدل های مشهور که به طور گسترده در نرم افزارهای تجاری اجزاء محدود استفاده می شود، مدل آسیب جانسون-کوک است. هدف از تحقیق حاضر تعیین ثابت های مدل آسیب جانسون-کوک برای ورق مس خالص تجاری است. بدین منظور ابتدا سه نمونه کشش (یک نمونه بدون شیار و دو نمونه شیاردار با شیارهای متفاوت به شعاع های 10 و 2 میلی متر) در راستای نورد از ورق جدا و آزمایش کشش بر روی آن ها انجام شد. نسبت تنش سه محوره برای هر یک از نمونه ها از رابطه بریجمن بدست آمد. سپس، با توجه به قانون حجم ثابت وابستگی کرنش شکست نسبت به تنش سه محوره در مدل آسیب جانسون-کوک، ثابت های این مدل آسیب تعیین گردید. از شبیه سازی عددی آزمایش های کشش انجام شده برای ارزیابی موفقیت روش استفاده شده برای تعیین ثابت های مدل جانسون-کوک استفاده شد. برای این کار، از معیار خطای جابجایی استفاده شد و مقدار آن برای هر یک از نمونه ها تعیین گردید. مقدار میانگین خطای جابجایی برای سه نمونه مورد آزمایش برابر 07/9 درصد محاسبه شد که نشان دهنده موفقیت روش مورد استفاده جهت تعیین ثابت های مدل آسیب جانسون-کوک در تحقیق حاضر است. از نتایج این تحقیق می توان جهت شبیه سازی فرآیندهای تولید ورق مسی مورد مطالعه استفاده کرد.

شستشوی دهانه ماشین کاری یکی از عوامل مهم در میکروماشین کاری تخلیه الکتریکی است که نه تنها دهانه ماشین کاری را از براده ها پاک سازی می کند، بلکه سبب افزایش بازده ماشین کاری نیز می گردد. درک صحیح از جریان دی الکتریک کمک شایانی به بهبود عملکرد شستشوی دهانه ماشین کاری می کند. در این پژوهش، اثر پارامترهای عمق سوراخ و سیال دی الکتریک بر جریان شستشوی دهانه در میکروماشین کاری تخلیه الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پارامتر طراحی عمق در سه سطح 5، 10 و 15 میلی متر در کنار سه دی الکتریک آب دیونیزه، نفت سفید و روغن EDM-30 مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان دی الکتریک درون دهانه ماشین کاری به کمک دینامیک سیالات محاسباتی تجزیه و تحلیل شده و معادلات حاکم نیز با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی شده است. برای اعتبارسنجی، مقایسه ای بین نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی و عددی تحقیقات پیشین صورت گرفته است. حداکثر اختلاف بین نتایج این شبیه سازی با نتایج تجربی 81/10 درصد است که از تطابق خوب این نتایج با نتایج تحقیقات پیشین حکایت دارد. با بررسی نتایج عددی مشاهده می شود که با کاهش عمق سوراخ و استفاده از آب دیونیزه به عنوان سیال دی الکتریک، سرعت جریان درون دهانه ماشین کاری افزایش یافته و ناحیه رکود تشکیل شده درون سوراخ کاهش می یابد.

در این تحقیق، تعدادی آزمایش روی ورق های آلومینیومی به منظور مطالعه تغییر شکل ورق های تک لایه، دولایه و سه لایه تحت بارگذاری دفعی یکنواخت مکرر تا 5 دفعه انجام شد. برای انجام آزمایش ها، نمونه ها روی سامانه آونگ بالستیک بسته شدند. در حالت کلی، نمونه های آزمایشی تغییر شکل بزرگ پلاستیکی به صورت گنبدی شکل همراه با نازک شدگی یا پارگی در لبه های مرزی به علت یکنواخت بودن بارگذاری از خود نشان دادند. نتایج تجربی نشان داد که خیز مرکزی ورق های تک لایه و چندلایه با افزایش تعداد انفجار و جرم خرج افزایش می یابد. علاوه بر آن، خیز جلو رونده نمونه؛ یعنی، اختلاف خیز در دو مرحله متوالی انفجار، به علت آنکه نمونه بعد از هر دفعه انفجار کار سختی تحمل می کند، به صورت نمایی کاهش می یابد. نتایج همچنین نشان داد که ممکن است ساختارهای سه لایه هم جنس در انفجار اول در ایمپالس پایین عملکرد انفجاری مناسبی در مقایسه با ساختارهای دولایه داشته باشد اما با بالا رفتن تعداد انفجار، مقاومت انفجاری آن ها کاهش می یابد. اگرچه این رفتار برای انفجار در ایمپالس های بالا دیده نشد و ساختارهای چندلایه رفتاری متفاوتی دارند.

از جمله درمان های رایج در جراحی اورتوپدی، ماشینکاری مفصل های زانو برای جاسازی مفصل مصنوعی است. در این جراحی آماده سازی سطوح تیبیا و فمور برای کسب سینماتیک صحیح مفصل و تعادل رباط ها لازم است. بدین منظور فرزکاری برای ماشینکاری دقیق سطوح استخوان و ایجاد شیارهای دقیق مورد نیاز است. در این مطالعه، عملیات فرزکاری روی پلی متیل متاکریلات بعنوان قطعه کار و جانشین مناسب برای استخوان انجام شد و برای اولین بار به طور مشخص روی مدل سازی و بهینه سازی پارامترهای موثر در فرزکاری یعنی سرعت برش، پیشروی، عمق برش و قطر ابزار با روش پاسخ سطح جهت بررسی زبری سطح متمرکز شده است. معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم حاکم بر مدل استخراج گردیده است و تأثیر پارامترهای ورودی و بر همکنش آنها بر روی پارامتر خروجی زبری سطح به دقت بررسی شده است. همچنین با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل مقدار کمی اثر پارامترهای ورودی مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای رسیدن به کیفیت سطح مطلوب باید حداقل پیشروی، حداقل سرعت دورانی، قطر ابزار کوچکتر و عمق برش کم لحاظ شود. نتایج نشان می دهد از بین پارامترهای ورودی با در نظر گرفتن تغییرات همزمان تمامی پارامترها در بازه آزمایش ها، به ترتیب سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی، قطر ابزار و عمق برش بیشترین اثر را در رفتار زبری سطح داشته اند.

در مقاله حاضر، هندسه بهینه یک کانال چندراهی دوبعدی با یک ورودی و سه خروجی در عدد رینولدز 10 Re=مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی، بهینه سازی توپولوژی بر اساس روش تخلخل و به کمک شبیه سازی شبکه بولتزمن صورت گرفته و درنهایت طرح بهینه با استفاده از آنالیز حساسیت یک تابع هدف ارائه شده است. برخلاف تحقیقات پیشین به جای ثابت نگاه داشتن عرض مجرا در خروجی ها، سرعت متوسط در این مقاطع یکسان در نظر گرفته شده است درحالیکه مقایسه نتایج نشان می دهد مقدار اتلافات انرژی در طرح بهینه چندراهی به میزان 04/26 درصد کاهش خواهد یافت که این خود موید مزیت تغییر در عرض مجرا در مقایسه با تغییر در سرعت متوسط جریان است. در این حالت، شرایط هندسه مجرای ورودی شامل عرض و موقعیت مجرا نقش به سزایی در طرح نهایی خواهد داشت که پرداختن به آن هدف اصلی این تحقیق به شمار می رود. نتایج عددی حاکی از آن است که با فرض تغییرات خطی عرض مجرا در خروجی ها، کمترین افت توان جریان زمانی حاصل خواهد شد که عرض ورودی برابر با بزرگترین خروجی باشد. قراردادن ورودی در مقابل عریض ترین خروجی، هندسی نهایی را هموارتر از سایر حالات خواهد کرد اما این حالت از نظر اتلافات کاملاً بهینه نیست. برای رسیدن به کمترین اتلافات انرژی، ورودی جریان می بایست هم راستا با فضای میانی دو خروجی با عرض های متوسط و بزرگ قرار گیرد. در این حالت اتلافات به میزان 18/23% کمتر از حالتی است که ورودی در مقابل باریک ترین مجرا قرار گرفته باشد.

در توربین هایی با دبی جرمی ورودی اندک، از پذیرش جزئی در ورود روتور استفاده می شود. برای به دست آوردن کار ویژه بالا، لازم است توربین با جریان فراصوت یا افت فشار بالا کار کند. در این مقاله، ابتدا توربین فراصوت با پذیرش جزئی و دلایل استفاده از آن به طور مبسوط تشریح می شود. پذیرش جزئی در این توربین ها با استفاده از شیپوره ها یا نازل های هم گرا- واگرا تأمین می شود. هدف اصلی مقاله بررسی اثر پروفیل قسمت هم گرای نازل روی عملکرد توربین فراصوت با پذیرش جزئی است. برای این کار، با استفاده از یکی از روش های پروفیل کردن نازل، چند مدل مختلف ساخته شده است. جریان در توربین با دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شده و عملکرد توربین با بررسی بازده قانون اول و بازده قانون دوم و هم چنین تحلیل اگزرژی و تخریب اگزرژی بررسی شده است. در مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج مدل اصلی، مشاهده شد که پروفیل نازل نقش موثری در افزایش راندمان توربین و پیش گیری از هدر رفتن انرژی دارد.

طراحی مناسب پره استاتور توربین کمک شایانی به افزایش عملکرد آن و بازده کلی موتور می کند. در این پژوهش به کمک نرم افزار فلوئنت تولید آنتروپی محلی و نرخ اگزرژی تخریبی پره استاتور توربین آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل انجام شده آنتروپی تولیدی محلی به دو بخش آنتروپی تولیدی چسبندگی و آنتروپی تولیدی حرارتی تقسیم بندی شده و معادلات حاکم به کمک udf داخل نرم-افزار فلوئنت تعریف شده است. بعد از محاسبه آنتروپی تولیدی محلی و مشخص شدن مقدار بازگشت ناپذیری ها، طبق معادله ی گویا-استودلا مقدار اگزرژی تخریبی نیز به کمک روش عددی محاسبه شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که دو مدل اسپالارت آلماراس و k-ω(SST) بهترین پیش بینی ویک پره را انجام داده اند. مقدار آنتروپی تولیدی چسبندگی و آنتروپی تولیدی حرارتی به ترتیب 69 و 31 درصد است. مقادیر تولید آنتروپی محلی محاسبه شده با نتایج یک پره ی استاتور توربین مقاله معتبر اعتبارسنجی شده که تطابق قابل قبولی در آن مشاهده می شود. اگزرژی تخریبی محاسبه شده 281 کیلووات بوده که در محدوده توربین گازهای هوایی مدرن برای یک طبقه توربین پرفشار قرار دارد.

شبیه سازی عددی دوبعدی شعله اسپری در پیکربندی جریان متقابل آرام انجام شده و ناحیه تشکیل احتراق گروهی قطرات به وسیله پارامتر شاخص شعله برای نرخ کرنش، نسبت هم ارزی و قطر قطرات مختلف در نسبت هم ارزی های بالا تعیین شده است. از n-decane (C10H22) به عنوان یک سوخت اسپری مایع استفاده شده و یک واکنش کلی یک مرحله ای برای مدل واکنش احتراق به کار گرفته شده است. قطرات سوخت به صورت تصادفی با استفاده از یک کد UDF در ورودی هوا تزریق می شوند و حرکت قطره با روش لاگرانژ محاسبه شده است. با توجه به نتایج در نسبت هم ارزی های بالا، نرخ کرنش های بالا و قطرهای بزرگ قطرات، دمای مرکز شعله به دلیل سرکوب شدن واکنش شیمیایی ناشی از کاهش کسرجرمی اکسیدکننده، افت پیدا می کند و رژیم غالب شعله در این حالت ها به صورت غیرپیش-آمیخته می باشد. احتراق گروه خارجی قطره در لایه بالا و پایین شعله رخ داده، و احتراق گروه داخلی در مرکز شعله اتفاق می افتد.کلمات کلیدی: پیکربندی جریان متقابل، احتراق اسپری، احتراق گروه قطره، شاخص شعله.

از آنجایی که نیکل خواص ضد سایش و خوردگی مناسب به همراه استحکام و شکل پذیری قابل قبول دارد، در سالیان اخیر کاربرد وسیعی به ویژه در زمینه سطوح خارجی و پوشش ها داشته است. در این مقاله فرایند نانو دندانه گذاری نیکل با استفاده از روش دینامیک مولکولی شبیه سازی شد. قطعه کار بصورت تک کریستال و ابزار بصورت نیمه کروی در نظر گرفته شد. در مدل ارائه شده، از تابع پتانسیل بین اتمی هیبرید استفاده شد که شامل توابع پتانسیل دو و چند اتمی می باشد. صحت نتایج سختی بر حسب جابجایی ابزار با نتایج موجود در دیگر پژوهش ها تعیین اعتبار شد. در مقیاس اتمی ساختارکریستالی دارای خواص جهتی می باشد. زمانی که نانو دندانه گذاری یک لایه اتمی به اتمام می رسد و نوبت به لایه ی بعدی می شود، مکانیزم تغییرشکل، نیروی ابزار و سختی قطعه می تواند تغییر کند که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، بیشترین سختی مربوط به صفحه کریستالی (111) در عمق 1/5 نانومتر شد. از طرف دیگر، فرآیند شبیه سازی در دو حالت ابزار صلب و ابزار غیرصلب انجام گرفت تا اثر تغییرشکل ابزار بر فرآیند سختی مورد مطالعه قرار گیرد. بر اساس نتایج، بدلیل عدم تغییرشکل ابزار صلب نیروهای وارد بر ابزار به میزان % 4/6 در تک کریستال نیکل افزایش داشت. از طرف دیگر بدلیل کاهش سطح تماس و افزایش نیرو، سختی تا % 6/3 در ابزار صلب نسبت به ابزار غیرصلب افزایش یافت.

در این مقاله شبیه سازی تئوری و تجربی استحکام سازه کف پهپاد آب نشین در فاز فرود بر روی سطح آب مورد مطالعه قرارگرفته است. در طراحی پرنده آب نشین محاسبه مقاومت سازه ای در مقابل ضربه حاصل از سطح آب به آن دارای اهمیت ویژه می باشد. در ابتدا برخورد کف پهپاد با سطح آب با استفاده از روش المان محدود، شبیه سازی عددی تداخل سازه با سیال(تحلیل دوفازی) شده است. سپس با انجام یک مطالعه تجربی با سرعت متغیر نتایج حاصل از حل عددی و آزمایش تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفته است. از مقایسه نتایج و نمودارهای به دست آمده از روش عددی با آزمایش تجربی مشاهده گردید که پرتاب سقوط آزاد پرنده بر سطح آب می-تواند شبیه سازی بحرانی ترین حالت برای فرود باشد. نتایج نشان می دهد که افزایش ارتفاع نزول و سرعت وسیله هنگام برخورد با سطح آب، بیشترین گرادیان کرنش را در راستای محور عمود بر کف پرنده آب نشین و کمترین تغییرات را در راستای محور مماس با سطح آب به وجود می آورد. مطابق داده های حاصل از معیارهای گسیختگی تسای هیل و تسای وو برای حل عددی و آزمایش تجربی، مقادیر تنش و استحکام سازه کف پرنده در محدوده مجاز طراحی قرار دارند.

در استفاده از ماشین های کنترل عددی، تنظیمات و راه اندازی غیر برخط با بهره گیری از نرم افزارهای متنوعی درحیطه مدل سازی و ماشین کاری بدون نیاز به اجرای یک فرآیند توسط ماشین ممکن شده است. لذا بسیاری از تصمیمات را قبل از اجرای فرآیند ماشین کاری توسط ماشین ابزار می توان اتخاذ کرد. در این حیطه، ماشین بینایی از جمله فناوری هایی است که می توان از آن به منظور تعیین موقعیت قطعه به صورت غیر برخط و پیش از اجرای عملیات ماشین کاری، در ماشین های ابزار مجهز به سیستم کنترل عددی استفاده نمود. در این تحقیق، از این روش به منظور موقعیت یابی دو نمونه قطعه کار ریخته گری شده بر روی میز ماشین ابزار فرز مجهز به سیستم کنترل عددی استفاده شد. میانگین خطای به دست آمده در پیدا کردن مرکز دایره ای نوعی در پوش ریخته گری شده شامل 361/0 میلیمتر در امتداد محور x و 372/0 میلیمتر در امتداد محور y و میانگین خطای یافتن نقطه صفر پره پمپ ریخته گری شده 2/0 میلیمتر پس از 10 بار تکرار آزمایش گزارش شد. همچنین در پیدا کردن محل لبه در پوش ریخته گری شده، به منظور کاهش زمان تعیین مسیر حرکت ابزار نسبت به قطعه کار بسته شده روی میز ماشین ابزار مربوطه برای عملیات ماشین کاری، 25/0 میلیمتر در هر دو راستای x و y و 4/0 میلیمتر در امتداد z، و خطای مدل بازیابی شده از نقاط استخراج شده از طریق پردازش تصاویر مربوط به پره پمپ ریخته گری شده با هدف تعیین موقعیت آن، 363/0 میلیمتر در هر سه راستای x، y و z به دست آمد.

در این مقاله، دینامیک خطی میکروتیر حاوی جریان داخلی سیال تراکم ناپذیر بر روی بستر ویسکوالاستیک-پسترناک غیرخطی و تحت تاثیر بار محوری بر اساس نظریه تنش کوپل اصلاح شده، مورد بررسی قرار گرفته است. معادله حاکم بر حرکت میکروتیر با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده و سپس با استفاده از روش گالرکین حل شده است. شرایط تکیه گاهی گیردار-آزاد و گیردار-گیردار و سطح مقطع تیر به صورت مستطیلی و دایره ای توخالی در نظر گرفته شده است. اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند سرعت جریان سیال، پارامتر مقیاس طول (اثر اندازه)، سفتی خطی و غیرخطی ، میرایی، سفتی لایه برشی لزج بستر و نیروی محوری بر روی فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی میکروتیر بررسی شده است. افزایش نیروی محوری فشاری به کاهش فرکانس های طبیعی میکروتیر می انجامد. همچنین، محدوده پایداری میکروتیر با تکیه گاه گیردار-آزاد نسبت به میکروتیر با تکیه گاه گیردار-گیردار کمتر است. با در نظر گرفتن نظریه تنش کوپل اصلاح شده، فرکانس و سرعت بحرانی و در نتیجه محدوده پایداری بزرگتری نسبت به مدل کلاسیک تیر پیش بینی می گردد.

در این پژوهش، تحلیل دینامیکی تیر ضخیم هدفمند مرکب با وجود ترک عرضی به کمک تئوری تیموشنکو و تئوری مرتبه بالای تغییر شکل برشی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات بنیادی و شرایط مرزی تیر هدفمند مرکب و ضخیم با استفاده از تئوری های تیموشنکو، ردی و همچنین اصل کمینه سازی انرژی سیستم به دست آمده است. فرض شده است خواص مکانیکی غیر همگن تیر به صورت تابعی از ضخامت به صورت تابع توانی که در آن ضخامت تیر متغیر است، باشد. همچنین شرایط مرزی دوسرگیردار در نظر گرفته شده است. با توجه به این شرایط، جواب فرم بسته برای فرکانس های طبیعی تیر هدفمند مرکب با وجود ترک به دست آمده است. در ادامه نتایج مورد تحلیل قرار گرفته و با نتایج سایر پژوهش ها و نرم افزار آباکوس مورد صحت سنجی قرار گرفت. در نهایت نتایج نشان داد که درصد بهبود جواب حاصل از تئوری مرتبه سوم برشی ردی نسبت به تئوری تیموشنکو برای تیر ضخیم حدود 24 درصد می باشد و برای تیر نازک جواب ها به هم نزدیک می شوند.

در این مقاله ، به منظور بررسی ارتعاشات آزاد عرضی پانل های ساندویچی مستطیلی با شرایط مرزی نوع لوی، معادلات حرکت بر اساس تئوری بهبود یافته تغییر شکل برشی مرتبه سوم همراه با ضرایب تصحیح برشی، استخراج شده اند. تئوری مرتبه سوم ردی برای محاسبه تنش برشی عرضی در راستای ضخامت ورق، یک توزیع سهموی را اختصاص داده و برای ورق های تک لایه نازک تا نسبتاً ضخیم مناسب است. لیکن برای ورق های ساندویچی، در تئوری ردی شرط پیوستگی تنش های برشی بین لایه ها ارضاء نمی گردد. این نقیصه با افزودن ضرایب تصحیح برشی و فقط از لحاظ انرژی اصلاح می گردد. پانل ساندویچی شامل رویه های ایزوتروپ و هسته لانه زنبوری آگزتیک از جنس همان رویه ها است. خواص موثر هسته لانه زنبوری مطابق جدیدترین مدل اصلاح شده گیبسون و بر اساس تئوری تیر تیموشنکو محاسبه شده اند. برای اعتبار سنجی روش حل، به مقایسه نتایج حاضر با برخی گزارش های موجود در مقالات و همچنین نرم افزار اجزاء محدود انسیس پرداخته شده است. نتایج اعتبار سنجی نشان دهنده تأثیر بسزای ضرایب تصحیح برشی مناسب در کاهش خطا می باشند. سر انجام اثرات شرایط مرزی، نسبت ضخامت به طول پانل، نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل پانل و پارامتر های هندسی سلول شش ضلعی درون رو بر روی فرکانس های طبیعی بی بعد، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج در قالب چند نمودار ارائه شده اند.

در این مقاله، به بررسی تجربی و عددی پارامترهای هندسی موثر بر میزان جذب انرژی توسط سازه هایی با نسبت پواسون منفی (سازه های آگزتیکی) پرداخته می شود. در قسمت تجربی سازه ای با ساختار آگزتیکی درون سو از جنس آلومینیوم 1100 ساخته شده و تحت فشار شبه استاتیکی قرار گرفته و نمودار تنش- کرنش و از آنجا میزان جذب انرژی و میزان جذب انرژی مخصوص محاسبه می شود. همچنین مقدار نسبت پواسون منفی در هر حالت بارگذاری بدست می آید. سپس نتایج تجربی با نتایج به روش المان محدود مقایسه می شوند. توافق خوبی بین نتایج تجربی و روش المان محدود وجود دارد. در ادامه به بررسی پارامترهای هندسی سلول واحد بر میزان جذب انرژی پرداخته می شود. این پارامترها شامل عضو افقی، مایل، زاویه اولیه و ضخامت ساختار می باشد. به طور خلاصه، نتایج نشان می دهد که با افزایش ضخامت ساختار و کاهش زاویه اولیه، طول عضو افقی و مایل میزان جذب انرژی و انرژی جذب شده مخصوص افزایش پیدا می کند. در انتها نتایج نشان می دهد که ساختار آگزتیکی قابلیت جذب انرژی بالاتری نسبت به ساختارهای لانه زنبوری دارد.

در کار حاضر برای اولین بار با استفاده از روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف - محدود انتقال حرارت جا به جایی مغشوش نانوسیال درون محفظه مربعی شکل و کانال شبیه سازی شده و تاثیر عوامل مختلف از جمله عدد رایلی، کسر حجمی نانوسیال و عدد رینولدز بررسی شده است. برای مدل سازی جریان مغشوش، از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ استفاده شده است. جریان انتقال حرارت جابجایی طبیعی داخل حفره برای محدوده عدد رایلی 103 تا 1010 و محدوده کسر حجمی 0 تا 1 درصد بررسی شده است. جریان انتقال حرارت جابجایی اجباری داخل کانال برای محدوده عدد رینولدز 50 تا 3000 و محدوده کسر حجمی 0 تا 1 درصد بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف - محدود توانایی شبیه سازی جریان های مغشوش را در هندسه های مختلف دارد. همچنین نتایج نشان می دهد در انتقال حرارت جابجایی آزاد داخل حفره با افزایش عدد رایلی و افزایش کسر حجمی نانوذرات، نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد. در انتقال حرارت جابجایی اجباری داخل کانال، با افزایش عدد رینولدز و افزایش کسر حجمی نانوذرات نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد.

در این مطالعه اثرات شرایط محیطی بر اگزرژی و هزینه دودکش خورشیدی بررسی و راهکاری برای انتخاب شهر مناسب برای بهره مندی از دودکش خورشیدی ارائه شده است. در بررسی اثر شرایط محیطی پارامترهایی مانند شدت تابش، دمای محیط و مقدار رطوبت محیط در نظر گرفته شده است. در این تحلیل پنج شهر با اقلیم آب و هوایی مختلف در ایران (اراک، اهواز، تبریز، رشت وکرمان) در نظر گرفته شده است. راندمان اگزرژی دودکش خورشیدی و تابع هزینه در طی یکسال برای همه شهرها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد در تحلیل اگزرژی بیشترین اثر را به ترتیب پارامتر شدت تابش، دمای محیط و مقدار رطوبت محیط دارند. همچنین شهر اهواز نسبت به سایر شهر ها دارای بیشترین راندمان اگزرژی درطول سال است. بیشترین تابع هزینه مرتبط به شهر تبریز است. با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و بر اساس دو معیار راندمان اگزرژی و تابع هرینه، شهرهای مورد بررسی در ایران برای نصب دودکش خورشیدی اولویت بندی شده اند. با استفاده از استراتژِی پیشنهادی شهر اهواز با امتیاز 3/0 در جایگاه اول و شهر تبریز با امتیاز0.16 در جایگاه آخر برای نصب دودکش خورشیدی قرار دارد.

در این پژوهش ابتدا به مدلسازی یک سیستم تولید همزمان سرمایش، حرارت و توان CCHP و سپس یک آب شیرین کن تبخیری چند اثره با تراکم بخار حرارتی MEE-TVC پرداخته می شود. محرک های اصلی در نظر گرفته شده برای سیستم CCHP سه نوع شامل توربین گازی، موتور گاز سوز و موتور دیزل به صورت جداگانه، به منظور تامین بخشی از توان و گرمای مورد نیاز می باشد. هدف اصلی در این پژوهش مقایسه فنی و اقتصادی آب شیرین کن MEE-TVC کوپل شده با سیستم CCHP توسط محرک های مذکور است. برنامه تمامی معادلات حاکم بر سیستم در نرم افزار MATLAB توسعه داده شده و به منظور کمینه سازی هزینه سالیانه با الگوریتم ژنتیک، بهینه می شوند. نتایج نشان می دهد که گرانترین هزینه سالیانه $/year 106×931765/1 مربوط به سیستم با محرک موتور گازسوز، می باشد. همچنین ارزانترین هزینه سالیانه برای سیستم با محرک موتور دیزل و برابر با $/year 106×552271/1 حاصل شده است. در نهایت با انتخاب توربین گازی به عنوان محرک سیستم این هزینه $/year 106×899054/1 به دست آمده است. به بیان دیگر هزینه سالیانه سیستم با محرک موتور دیزل در مقایسه با موتور گاز سوز و توربین گازی % 64/19 و %26/ 18 به ترتیب کاهش یافته است.