نشریه علمی صوت و ارتعاش
سال:1401 | دوره:11 | شماره:21 |تعداد مقالات:12

در این پژوهش روشی جدید جهت تشخیص عیب ترک نازل انژکتور موتور لکوموتیو، با استفاده از آنالیز ارتعاشات و استفاده از آزمون های آماری، داخل الگوریتم ماشین بردار پشتیبان، ارائه شده است. در برنامه ارائه شده ابتدا سیگنال های ارتعاشی در حوزه فرکانس دریافت شده و محدوده فرکانسی مورد بررسی به چندین محدوده کوچکتر تقسیم می شود. سپس RMS هر محدوده به عنوان یک ویژگی فرکانسی استخراج و به عنوان ورودی به الگوریتم ماشین بردار پشتیبان داده می شود. به دلیل اینکه انتخاب زیاد ویژگی باعث پایین آمدن دقت طبقه بندی شده و همچنین جهت انتخاب ویژگی های بهتر، بردار ویژگی استخراج شده ابتدا از فیلترهای آزمون [i]T، با سطوح معناداری مختلف، عبور کرده و سپس به عنوان ورودی به الگوریتم [ii]SVM داده می شود. استفاده از این روش ضمن افزایش دقت طبقه بندی از 4/78 به 6/94 درصد، به فرایند تشخیص محدوده های فرکانسی، که تحت تأثیر عیب، تغییرات محسوسی دارند، کمک می کند. براساس نتایج به دست آمده عیب ترک نازل انژکتور بیشتر باعث افزایش شدت ارتعاشات در باندهای فرکانسی بالای 1500 هرتز می شود. [i]. T Test   [ii]. Support Vector Machine

شناسایی عیب های پیزوالکتریک و مبدل های[i] فراصوتی براساس امپدانس الکترومکانیکی یکی از روش های پایش سلامت آنها است. در پیزوالکتریک سالم، امپدانس الکترومکانیکی براساس خصوصیات، شکل و ابعاد آن تعیین می شود. با هدف شناسایی و پیش بینی خرابی پیزوالکتریک ها، در این مقاله، یک رویه عملی و مؤثر برای ارزیابی کیفیت و سلامت پیزوالکتریک های مورد استفاده در مبدل های فراصوتی توان بالا ارائه شده است. مبنای این رویه ، بررسی تغییر مشخصات امپدانس الکتریکی قطعه پیزوالکتریک است که مطابق استاندارد قابل اندازه گیری است. این رویه برای محققان و سازندگان محصولات پیزوالکتریک قابل استفاده است. نتایج آزمون های تجربی نشان داده است که با تحلیل نمودار امپدانسی پیزوالکتریک ها به خوبی می توان خرابی و عیب در آنها را شناسایی نمود؛ حتی قبل از آن که با چشم قابل رویت باشند. همچنین مقایسه کیفیت سازندگان مختلف پیزوالکتریک و بررسی میزان افت عملکرد پیزوالکتریک کارکرده ی سالم نسبت به پیزوالکتریک نو قابل بررسی است. [i]. Transducer

استفاده از روش های کنترلی جهت کاهش ارتعاشات لرزه ای ناشی از بارهای دینامیکی از زمینه های تحقیقاتی فعال در سالهای اخیر بوده است. خرابی های ناشی از برخورد ساختمان های مجاور در زلزله های بزرگ، اهمیت بهسازی و کاهش پاسخ سازه ها در برابر این بارها را آشکار می سازد. در این مطالعه، جهت تعیین عملکرد میراگر سیال مغناطیسی با استفاده از کنترل فازی نوع 1 و 2، سازه های معیار سه و نه طبقه تحت تحریک های لرزه ای با بیشینه شتاب های مختلف بررسی می شوند. میراگر سیال مغناطیسی مورد استفاده در تراز طبقه سوم با توانایی تولید نیروی کنترلی معادل 1000 کیلونیوتن، دو سازه را به یکدیگر متصل می کند. ولتاژ اعمالی به میراگر در هر لحظه توسط سامانه کنترلی طراحی شده بر اساس مقدار جابجایی دو سازه به عنوان ورودی سامانه محاسبه می شود. در این مقاله، رویکرد کلی کنترل فازی با هدف کاهش احتمال برخورد سازه ها و کاهش پاسخ های لرزه ای دو سازه می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده، عملکرد کنترل فازی نوع-2 که عدم قطعیت ها را درخود جای می دهد، در مقایسه با فازی نوع-1 بهتر بوده است. خطر برخورد سازه ها با استفاده از کنترل های فازی نوع 1 و 2 به ترتیب 5/37 و 7/39 درصد کاهش یافته است. علاوه بر این، سامانه های فازی عملکرد مناسبی در کاهش پاسخ های لرزه ای سازه ها داشته اند.

در این پژوهش فرض شده است که پوسته ساندویچی خارجی دارای هسته ساخته شده از مواد مدرج تابعی همراه با وصله های پیزوالکتریک و پوسته داخلی از جنس کامپوزیت‏های لایه‏ای باشد. پوسته‏های استوانه‏ای دو جداره دارای سه محیط آکوستیک خارجی، داخلی و میانی هستند و تحت برخورد امواج آکوستیک با زاویه اثر مشخص قرار گرفته اند. معادلات دینامیکی سازه با استفاده از فرضیه میدان جابه جایی برشی مرتبه اول پوسته‏ها و اصل همیلتون استخراج شده‏اند و همراه با شرایط مرزی سیال/ سازه معادلات نهایی را تشکیل می‏دهند. با استفاده از بسط‏های سری فوریه فشار‏های صوت ورودی، برگشتی و خروجی و جابه جایی‏های پوسته، معادلات دینامیکی گسسته‏سازی شده و به فرم ماتریس حالت درمی‏آیند. بعد از اعتبارسنجی نتایج با مقالات موجود، نهایتا اثرات، ولتاژ اعمالی از طرف وصله‏های پیزوالکتریک، درصد مواد تابعی، زاویه الیاف به کار رفته در کامپوزیت ها، انواع مواد کامپوزیتی، تعداد وصله‏های پیزوالکتریک و زاویه برخورد بر رفتار افت انتقال صوت سازه در محدوده فرکانسی مشخصی مورد ارزیابی قرار گرفته است. و در نهایت پارامترهای ولتاژ اعمالی از طرف وصله‏های پیزوالکتریک، درصد مواد تابعی، زاویه الیاف به کار رفته در کامپوزیت ها، انواع مواد کامپوزیتی، تعداد وصله‏های پیزوالکتریک و زاویه برخورد، افت انتقال صوت را بیشتر کرد.

تمام پره های سیستم دیسک و پره در حالت ایده آل از نظر خصوصیات هندسی و خصوصیات مادی کاملا یکسان و مشابه یکدیگر هستند. در حالت واقعی گاهی اوقات تفاوت های کوچکی بین خصوصیات پره های مختلف به وجود می آید. این تفاوت ها ناشی از تلرانس های ساخت، سائیده شدن و آسیب های خارجی هستند. این تفاوت های کوچک که نامیزانی نامیده می شوند تأثیر زیادی بر روی پاسخ دینامیکی پره های دیسک دارند. در این پژوهش در ادامه بررسی های انجام شده بر روی سیستم دیسک و پره، ماکزیمم پاسخ فرکانسی سیستم دیسک و پره در حالت وجود نامیزانی در جرم و ضریب سختی پره مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. بدین منظور ابتدا یک مدل مناسب برای سیستم دیسک و پره انتخاب شده و معادلات حرکت آن به دست می آید. سپس پاسخ سیستم در حالت میزان محاسبه می شود. در ادامه پاسخ فرکانسی سیستم نامیزان با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای حالتی که جرم پره ها متفاوت باشد محاسبه می گردد. همچنین ماکزیمم پاسخ فرکانسی برای حالت وجود نامیزانی در ضریب سختی پره ها نیز به دست می آید. در نهایت ماکزیمم پاسخ برای وجود نامیزانی هم زمان در جرم و ضریب سختی هر پره محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد وجود نامیزانی اندک در سیستم، می تواند پاسخ سیستم را نسبت به حالت میزان تا 563/5 برابر افزایش دهد. این میزان افزایش ماکزیمم پاسخ سیستم نامیزان نسبت به سیستم میزان، برای سیستم نامطلوب است و می تواند باعث شکست پره ها و یا برخورد آنها به یکدیگر در سرعت های زیاد شود. به همین دلیل این ضریب در طراحی اولیه این سیستم ها باید مدنظر قرار گیرد.

هدف از سیستم­های بازشناسی احساس از روی گفتار ایجاد ارتباط عاطفی بین انسان و ماشین است. چراکه بازشناسی احساس و اهداف انسان از روی گفتار، به بهبود تعاملات بین انسان و ماشین کمک می­کند. بازشناسی احساس از روی گفتار برای محققان در دهه گذشته یک مسأله چالش برانگیز بوده است. اما با پیشرفت در حوزه هوش مصنوعی این چالش­ها کم رنگ­تر شدند. هدف از این پژوهش، استفاده از روش­های یادگیری عمیق در جهت بهتر کردن کارایی این سیستم­ها است. کار انجام شده از چندین مرحله تشکیل شده است. در مرحله اول از شبکه­های عصبی پیچشی سه بعدی برای یادگیری ویژگی­های طیفی زمانی گفتار استفاده شده است. در مرحله دوم برای قدرتمند کردن مدل پیشنهادی از ساختار هرمی جدید شبکه­های عصبی پیچشی سه بعدی اتصال داده شده؛ که یک معماری چند مقیاسه از شبکه­های عصبی پیچشی سه بعدی روی ابعاد ورودی است، بهره گرفته شد. در نهایت برای یادگیری ویژگی­های طیفی زمانی استخراج شده از ساختار جدید (ساختار جدید هرمی شبکه­های عصبی پیچشی سه بعدی) با درنظر گرفتن رابطه مکانی و زمانی اطلاعات به صورت کامل، از شبکه کپسول زمانی استفاده شد. در نهایت بر ساختار پیشنهادی که یک ساختار قدرتمند برای ویژگی­های طیفی زمانی است نام  MSID 3DCNN + Temporal Capsule   نهاده شد. پژوهش انجام شده و مدل نهایی بر روی ترکیب دو پایگاه داده گفتار معمولی و گفتار آوازی از پایگاه داده راودیس که یک پایگاه داده چند حالته است انجام شد. نتایجی که با استفاده از مدل پیشنهادی به دست آمد؛ نسبت به مدل­های مرسوم، قابل توجه است. در این پژوهش برای شش کلاس احساسی به تفکیک جنسیت، دقت 77/81 درصد به دست آمد.

چکیده اعمال فشار بر سنگ منجر به ایجاد ترک های جدید و یا گسترش ترک های موجود می­شود. این امر باعث ایجاد و انتشار امواج صوتی می­شود. با تحقیق بر روی این امواج، رشد و توسعه ترک بررسی و زمان شکست نهایی نمونه قابل پیش­بینی است. برای مطالعه این سیگنال ها، از روش نشر آوایی استفاده می­شود. در این روش نمونه سنگ که در اطراف آن تعدادی سنسور قرار دارد بارگذاری می­شود. سپس در طول آزمایش، سیگنال های ساطع شده توسط سنسورها ثبت می­شوند. با جمع آوری و تحلیل این سیگنال ها می­توان درخصوص گسترش ترک مطالعه نمود. در این تحقیق، پهنای باند فرکانسی امواج ساطع شده از سنگ تحت بارگذاری فزاینده بررسی شده است، و از داده های به دست آمده از یک آزمایش استفاده شد. نمونه سنگ گرانیت به ابعاد 1× 3 × 6 اینچ تحت بارگذاری تک محوره تا زمان رسیدن به شکست نهایی قرار گرفته و سیگنال های صوتی جمع آوری شد. برای تحلیل داده­ها از برنامه متلب بهره گرفته و برای تحلیل سیگنال ها از تبدیل موجک استفاده شد. پهنای باند فرکانسی و فرکانس مرکزی سیگنال های دریافتی تعیین شد. تحلیل ها مشخص نمود که با گذشت زمان و رسیدن به نقطه شکست نهایی پهنای باند فرکانسی سیگنال ها و همچنین فرکانس مرکزی آنها کاهش می یابد. کاهش پهنای باند فرکانسی خود مبین آن است که با رسیدن به شکست نهایی سنگ، طول ترک های ایجاد شده و یا طول قسمت های رشد یافته ترک های قبلی افزایش می­یابد. این امر، نتایج تئوریک به دست آمده در تحقیقات قبلی را به صورت آزمایشگاهی تأیید می کند.

امروزه ﭘﻮﺳﺘﻪﻫﺎی اﺳﺘﻮاﻧﻪای دوار دارای ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎی ﺻﻨﻌﺘﯽ ﻧﻈﯿﺮ ﺳﺎﻧﺘﺮﯾﻔﯿﻮژﻫﺎ، ﺗﻮرﺑﯿﻦﻫﺎ، ﺧﺸﮏﮐﻦﻫﺎ، ﺷﻔﺖﻫﺎی دوار، ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎ و روﺗﻮرﻫﺎ هستند. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﺮرﺳﯽ ارﺗﻌﺎﺷاتی آﻧﻬﺎ ﺿﺮوری ﺑﻪ ﻧﻈﺮ ﻣﯽرسد. این پژوهش به تحلیل و بررسی اثر خواص مکانیکی الاستیک بر روی رفتار پوسته مانند و تیر مانند در ارتعاشات پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد با خواص گرادیانی (FGM) با شرایط مرزی مختلف با درنظر گرفتن اثر­ پارا­­متر مقیاس طول با مقادیر متفاوت و همچنین اثر شعاع و ضخامت متغیر پرداخته شده است. نتایج نشان دهنده این موضوع است که مدول الاستیسیته و نسبت پواسون با مقادیر مختلف تأثیری بر رفتار ارتعاشات پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد دارای خواص گرادیان تأثیر ندارد و همچنین با افزایش قید (شرایط مرزی) خیز (جابه جایی) کمتر و فرکانس طبیعی افزایش پیدا می کند و با افزایش مقدار پارامتر طول اثر شرایط مرزی کاهش پیدا می کند. در پایان رابطه ای جهت نشان دادن تغییر رفتار از پوسته مانند به تیر مانند به دست آمده است. نتایج با سایر ادبیات دارای مطابقت بسیار خوبی است.

در این‏ مقاله تأثیر میدان‏های نیروی الکتریکی با ولتاژهای مثبت یا منفی و مغناطیسی بر انتشار موج و سرعت فاز در نانوسیستم‏های دارای برهم‏کنش سازه-سیال مورد بررسی قرار می‏گیرد. بدین منظور، نانوپوسته‏های کربنی استوانه‏ای دارای حرکت محوری حامل نانوسیال تعبیه شده بر بستر ویسکو-پاسترناک الکترومغناطیسی درنظر گرفته می‏شود. دراینجا فرض می‏شود بستر الاستیکی ویسکو-پاسترناک شامل فنرهایی به‏صورت سیم‏پیچ‏های ایری باشد، لذا اعمال یک میدان‏‏الکتریکی به سیستم موجب ایجاد میدان مغناطیسی شده و نانوسیستمی مغناطیسی-الکتریکی-الاستیک حاصل می‏شود. میدان مغناطیسی هم بر سازه به‏صورت اعمال نیروی لورنتس و هم بر سیال با استفاده از اعداد نادسن و هارتمن در پراکندگی فونون‏ تأثیرگذار خواهد بود. معادلات حاکم تحت نیروهای هیدرودینامیکی، الکتریکی، مغناطیسی و برشی براساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالای استوانه‏ای-سینوسی- غیرمحلی با استفاده از روش انرژی و معادلات تعمیم یافته ناویر-استوکس استخراج می‏شوند. نتایج حاصل‏شده در این تحقیق می‏توانند در طراحی و ساخت ابزارآلات سلامت‏سنجی، استحصال انرژی و رگ‏های انتقال دهنده دارو در مقیاس نانو مورد بهره‏برداری قرار گیرند.

سازه ها به دلایل مختلفی دچار آسیب های موضعی می شوند که اگر محل این آسیب ها ناشناخته باقی بماند، ممکن است در اثر سوانح طبیعی مانند زلزله و یا عوامل مصنوعی مانند گودبرداری های غیراصولی تشدید یافته و منجر به تخریب کلی گردد؛ بنابراین پایش سلامت در سازه ها و اعضای آنها به عنوان یکی از با اهمیت ترین موضوعات پژوهشی در گرایش های مهندسی عمران، مکانیک و هوافضا مطرح است. پردازش حوزه زمان یا فرکانس پاسخ های سازه یکی از روش های تشخیصی آسیب است. در این راستا، تبدیل موجک از روش های پردازشی در هر دو حوزه زمان و فرکانس است که تاکنون بر پایه آن تحقیقات متعددی در زمینه پایش سلامت سازه ها منتشر شده است. در این مقاله مروری جامع بر تحقیقات منتشر شده صورت گرفته است و با مثالی، با درنظر گرفتن شکل های مود ارتعاشی تیر طره ای معیوب (به عنوان سیگنال های ورودی تبدیل موجک) به تشخیص و تعیین موقعیت آسیب پرداخته شده است. نمودار ضرایب جزئیات حاصل از تحلیل موجک سیگنال ورودی، مقادیر حداکثری و حداقلی را در موقعیت های آسیب نشان می دهد و به این ترتیب توانمندی و کارآمدی استفاده از تبدیل موجک در آشکارسازی آسیب نشان داده شده است. علاوه بر این، حساسیت روش تشخیصی مبتنی بر تبدیل موجک به شدت خسارت رخ داده در موقعیت های آسیب نشان داده شد که با افزایش شدت آسیب در یک موقعیت، جهش نسبی بزرگ تری در نمودار سیگنال خروجی تمامی مودها مشاهده می گردد.

در سال های اخیر، نانولوله ‎های کربنی دو جداره برای کاربردهای صنعتی مختلف از جمله فناوری جداسازی و تصفیه به کار گرفته شده اند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، تحلیل رفتار دوشاخگی نانولوله های کربنی دو جداره حامل سیال با درنظر گرفتن نیروهای غیرخطی واندروالس است. جریان سیال داخل لوله، به صورت نوسانی درنظر گرفته شده است. براساس تئوری فون کارمن و مدل تیر اویلر - برنولی معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. معادلات دیفرانسیل پاره ای حرکت، به وسیله روش مودهای فرضی گسسته سازی و با روش عددی رانگ – کوتا حل شده اند. سپس اثرات سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان روی رفتار دینامیکی سیستم، با استفاده از نمودارهای دوشاخگی، دیاگرام های فاز، پاسخ زمانی و نقشه های پوانکاره بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان اثرات قابل ملاحظه ای بر پاسخ های دینامیکی سیستم دارند. همچنین نتایج تحلیل، رفتارهای غیرخطی متنوعی را از جمله حرکات تناوبی، چندتناوبی و آشوبناک آشکار می کنند که می تواند راهکارهایی را به محققان در رابطه با طراحی و مطالعه این سیستم ها در آینده بدهد.

در این تحقیق انتشار موج در نانوپوسته‏های کربنی استوانه‏ای مدور دارای حرکت محوری حاوی نانوسیال مغناطیسی برای نخستین بار تحت سه نوع میدان نیروی حرارتی و رطوبتی طولی، محیطی و هم‏زمان طولی- محیطی مورد بررسی قرار می‏گیرد. میزان تأثیر نانوسیال مغناطیسی بر انتشار موج حاصله با استفاده از اعداد نادسن و هارتمن درنظر گرفته‏ می‏شود. معادلات حاکم بر مسئله‏ی برهم‏کنش نانوسیال-نانوسازه تحت نیروهای حرارتی و رطوبتی با استفاده از یک مدل ابداعی پیشنهادی براساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا در مختصات استوانه‏ای و با درنظر گرفتن پارامترهای سینوسی و الاستیسیته غیرمحلی با کمک اصل همیلتون و معادلات تعمیم یافته ناویر-استوکس استخراج می‏شوند. نتایج حاصل از حل تحلیلی معادلات حاکم حاکی از تطابق بسیار خوب نتایج مدل پیشنهادی در این تحقیق با نتایج حاصل از شبیه‏سازی‏های دینامیک مولکولی است. علاوه بر این، اثر تغییرات چگالی‏های نانوسازه و نانوسیالات مغناطیسی (مایع و گاز) به موجب میدان‏های حرارتی و رطوبت حرارتی و اثرات سرعت محوری نانوسازه و نانوسیال عبوری بر پراکندگی فونون‏ها و فرکانس طبیعی نانوسیستم برای نخستین بار مورد بحث قرار می‎گیرند.