مکانیک سازه ها و شاره ها
سال:1397 | دوره:8 | شماره:3 |تعداد مقالات:25

در این پژوهش، به بررسی جوشکاری گشودگی روی یک پوسته آلومینیومی و بررسی تاثیر ترتیب جوشکاری بر تنش های پسماند و اعوجاج بعد از جوشکاری به کمک شبیه سازی المان محدود در نرم افزار تحلیل گر آباکوس پرداخته شده و با شبیه سازی در نرم افزار سیسولد، نتایج این دو نرم افزار نیز مقایسه شده اند. همچنین با استفاده از داده های تجربی، به مقایسه نتایج شبیه سازی و آزمایش تجربی پرداخته شده است. نتایج نشان داده است که توزیع دمایی در نقاط مختلف مسیرجوشکاری یکنواخت نمی باشد که مهمترین عامل این رخداد، غیریکنواختی هندسه جوشکاری است. هرچه تعداد مراحل جوشکاری بیشتر شود، باز توسعه حرارتی و همچنین اختلاف بین پیک های حرارتی در موقعیت های مختلف بیشتر خواهد شد که این خود بر توسعه تنش های پسماند و همچنین اعوجاج بعد از جوشکاری اثر گذار خواهد بود. نتایج بررسی تنش های پسماند حاکی از آن است که هرچه تعداد ترتیب های جوشکاری بیشتر شود، پیک تنش های پسماند کاهش پیدا می کند و توزیع یکنواخت تری در تنش ها ایجاد می شود. موضوع حائز اهمیت در اعوجاج ایجاد شده در این سازه، میزان کشیدگی به داخل و همچنین تغییر مکان و تغییرشکل مسیرجوشکاری است. نتایج نشان می دهد که هرچه میزان اعوجاج در ناحیه جوش (کشیدگی به بیرون) بیشتر باشد به همان نسبت میزان کشیدگی به داخل بیشتر خواهد بود.

امروزه نانوامولسیون ها و فناوری های تولید آن، به یکی از مباحث مهم در صنایع مختلف از جمله مهندسی شیمی، پزشکی و غذایی تبدیل شده است. موج دهی فراصوتی از مناسب ترین روش های تهیه نانوامولسیون ها است که در مقیاس های مختلف به کار برده می شود. در برخی از کاربردهای خاص، از ریزمحفظه ها برای تهیه نانوامولسیون استفاده می شود. انتشار امواج فراصوتی توسط سرامیک های پیزوالکتریک (پیزو) انجام شده که مهم ترین بخش یک حمام فراصوتی به شمار می رود. نحوه قرارگرفتن و بسامد تحریک پیزو ها تاثیر فراوانی بر برهمکنش امواج و کارآیی حمام فراصوتی دارد. در این مقاله طی شبیه سازی هایی با استفاده از نرم افزار کامسول، به بررسی چهار چیدمان ریزمحفظه های فراصوتی مکعبی، پرداخته شده است. موج دهی فراصوتی در سه بسامد 20، 200 و 300 کیلوهرتز انجام شده و تاثیر افزودن پیزوها در بسامدهای مختلف جهت دستیابی به مناسب ترین چیدمان ارزیابی شده است. نشان داده شد افزودن دو پیزو به صورت روبروی هم به چیدمان، موجب افزایش چگالی انرژی آکوستیکی به صورت نمایی شده و این افزایش در بسامدهای کمتر بسیار محسوس تر می باشد.

یکی از توانایی های روش التراسونیک که در مقایسه با سایر روش های اندازه گیری تنش پسماند، کمتر به آن پرداخته شده است، قابلیت اندازه گیری تنش پسماند در اعماق قطعه است. علت این قابلیت، توانایی نفوذ امواج التراسونیک در اعماق مختلف قطعه، بنا به فرکانس ارسالی آن ها می باشد. در این پژوهش، به بررسی قابلیت روش التراسونیک در اندازه گیری تنش پسماند طولی جوش کاری در عمق قطعه پرداخته شده است. بدین منظور، از چهار نوع سنسور التراسونیک با فرکانس های 1، 2، 4 و 5 مگاهرتز برای دسترسی به چهار عمق از سطح قطعات از جنس آلیاژ آلومینیوم سری 5000 که با روش جوش کاری ذوبی تیگ به هم متصل شده بودند، استفاده گردید. تنش پسماند جوش کاری، در نرم افزار آباکوس شبیه سازی شد و سپس به وسیله ی مقایسه با نتایج روش تجربی پراش پرتو ایکس، اعتبارسنجی گردید. از مدل شبیه سازی صحه سنجی شده با روش پراش پرتو ایکس به منظور تایید اعتبار نتایج اندازه گیری شده با روش التراسونیک در چهار عمق مختلف از سطح قطعه، استفاده گردید که تطابق خوبی مشاهده شد. روش اندازه گیری تنش های پسماند با استفاده از امواج آلتراسونیک توانست تنش های پسماند طولی را با حداکثر خطای معادل 12% تنش تسلیم ورق آلومینیومی، اندازه گیری نماید. دقت این روش در اندازه گیری حداکثر تنش پسماند طولی بالاتر از 92% بود.

در این مقاله، روش جدیدی برای عیب یابی در چرخ دنده ها ارایه شده است. سیگنال های ارتعاشی مجموعه جعبه دنده در سه حالت سالم، لب پریدگی دندانه و ساییدگی دندانه جمع آوری شده اند. این سیگنال ها با استفاده از روش تجزیه مود تجربی به تعدادی توابع مود ذاتی تجزیه شده اند. با توجه به این که همه توابع مود ذاتی به دست آمده از روش تجزیه مود تجربی، مناسب برای عیب یابی نیستند، از مفهوم همبستگی متقابل برای انتخاب مناسب ترین تابع مود ذاتی استفاده شده است. سپس، با به کارگیری توابع آماری مختلف، ماتریس ویژگی متناظر با هر حالت چرخ دنده، استخراج شده است. ماشین بردار پشتیبان چند کلاسه از نوع «یک در برابر یک» برای طبقه بندی عیوب به کار گرفته شده است. از آنجایی که تمامی ویژگی های استخراج شده برای عیب یابی مناسب نیستند و ماشین بردار پشتیبان دارای پارامترهایی است که باید تنظیم شوند، از این رو، از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای انتخاب مناسب ترین ویژگی و تعیین پارامترهای بهینه ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. تابع هدف در این مقاله، دقت طبقه بندی کننده ی ماشین بردار پشتبان در پیش-بینی حالت جعبه دنده می باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ویژگی های انتخاب شده در این روش و ماشین بردار پشتیبان بهینه شده دارای توانایی عالی در طبقه بندی عیوب می باشند.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی FSW یک روش اتصال حالت جامد است که به منظور رفع محدودیت جوشکاری آلیاژ های آلومینیم ابداع شده است. در پژوهش حاضر شیبه سازی عددی فرایند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای FSSW آلیاژ آلومینیم AA6061-T6 به وسیله یک ابزار بدون پین که دارای یک بخش توگذاری شده از جنس ماده قطعه کار می باشد، در چهار قطر متفاوت صورت پذیرفت. پیک دمایی ایجاد شده در فرایند برای همه حالات شبیه سازی ثبت و با داده های آزمایشگاهی استخراج شده از پژوهش های پیشین به منظور صحه سنجی مورد مقایسه قرار گرفت. با توجه به نتایح عددی حاضر مشخص شد که در فرایند FSSW میزان تولید حرارت و افزایش دما بالاتر از فرایندFSW می باشد که این موضوع به دلیل عدم وجود سرعت انتقالی در این حالت و افزایش حرارت در یک بخش با حجم کوچک تر است. بررسی نیروی عکس العمل عمودی وارد بر ابزار در FSSW صورت پذیرفت، مشاهده شد چنانچه از ابزاری که دارای قسمت تعبیه شده است استفاده شود، پیک نیرویی کاهش می یابد و میزان این کاهش نیرو با افزایش در میزان قطر بخش آلومینیمی افزایش پیدا خواهد کرد. به طوری که در حالت استفاده از ابزار d10 پیک نیرو نسبت به ابزار d0 حدود 10 درصد کاهش را تجربه کرد.

تیرورق ها اعضای خمشی فولادی هستند و در مواردی که نیم رخ های نوردشده ی موجود در بازار قادر به تحمل بارهای وارده بر عضو خمشی نباشند، از ترکیب مناسب ورق های فولادی ساخته می شوند. کنترل تنش های برشی در تیرورق های دارای جان نازک از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا در همان مراحل اولیه ی بارگذاری می تواند باعث ایجاد کمانش برشی و در نهایت شکست جان تیر شود. تجربیات نشان می دهند که اگر در تیرورق ها از سخت کننده های میانی عرضی استفاده شود، کمانش برشی منجر به خرابی نمی شود و پس از ایجاد کمانش نیز تیرورق به باربری خود ادامه می دهد. هدف از نگارش این مقاله، بررسی رفتار تیرورق ها با جان موجدار محلی در مقایسه با تیر ورق ها با سخت کننده های عرضی برای کنترل کمانش برشی است. موج محلی روی ورق جان توسط دستگاه پرس ایجاد می شود. با توجه به این که تاکنون مطالعات تحلیلی بر روی تیرورقها با جان موجدار محلی انجام نشده است، در این مقاله به بررسی چگونگی ایجاد موج های محلی، مشخصات موج ها، عمل کرد آن ها در برابر کمانش برشی و تغییرشکل های بزرگ و تحلیل های مختلف از جمله آنالیز کمانش، به صورت عددی پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در اکثر تیرورق های مورد مطالعه حاکی از آن است که تیرورق با جان موج دار محلی نسبت به یک تیرورق ساده ی بدون سخت کننده ی میانی عرضی، به ظرفیت برشی بیشتری رسیده است. این ظرفیت در مقایسه با تیرورق با سخت کننده ی میانی عرضی کمتر است.

پانل های ساندویچی معمولا به دلیل نسبت استحکام به وزن و جذب انرژی بالا، کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، صنایع دریایی و خودروسازی دارند. این مطالعه به بررسی استحکام و کارایی پانل های متشکل از فوم های پلی یورتان با چگالی کم که بین دو پوسته آلومینیومی ساندویچ شده، می پردازد. در این مقاله، با تهیه فوم های پلی یورتان با ضخامت های مختلف و ساخت پانل های ساندویچی از ورق های آلومینیومی و هسته فوم پلی یورتان، با استفاده از دستگاه شاک تیوب انفجاری و انجام تعدادی آزمایش انفجاری هدفمند، اثر ضخامت فوم در مقدار جابجایی سطح پشتی ساختار ساندویچی و میزان جذب انرژی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین با استفاده از نتایج آزمایش فشار انجام شده بر روی فوم، شبیه سازی سازه ساندویچی تحت بار انفجاری به کمک نرم افزار اتوداین انجام شده است. مقایسه نتایج بیانگر این است که بین نتایج تجربی و عددی تطابق خوبی وجود دارد. بررسی های تجربی و مطالعات پارامتریک انجام شده، نشان می دهند که با افزایش ضخامت فوم و ضخامت رویه پشتی ساختار ساندویچی، جابجایی رویه پشتی کاهش یافته و میزان جذب انرژی آن افزایش می یابد.

در کار حاضر به تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای ناهمگن محوری پرداخته شده است. برای تیرهای مدرج تابعی نمایی، به ازای تمامی شرایط مرزی، معادلات مشخصه فرکانسی سیستم به صورت دقیق ارائه شده اند. همچنین تغییرات شکل مودهای مختلف سازه برحسب تغییرات پارامتر گرادیان مشخص شده اند و در نهایت نیز با مواد ایزوتروپیک مقایسه شده اند. . به منظور صحه سازی، نتایج استخراج شده در این پژوهش با مراجع موجود دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که فرکانس طبیعی تیر و شکل مودهای سیستم به شرایط مرزی و نرخ گرادیان وابستگی شدید دارند. برای تیرهای مدرج تابعی به ازای هر پارامتر گرادیان، می توان یک فرکانس بحرانی یافت، به نحوی که منجر به پرش در طیف فرکانسی سیستم شود و در فرکانس های کمتر از حد بحرانی یا شبه فرکانس، امواج محوشونده رخ خواهند داد که این یک تفاوت بارز برای تیرهای همگن و ناهمگن است. نتایج پژوهش حاضر می توانند برای مهندسین و طراحان سازه های غیریکنواخت نیز مفید باشند.

در کار حاضر به تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای ناهمگن محوری پرداخته شده است. برای تیرهای مدرج تابعی نمایی، به ازای تمامی شرایط مرزی، معادلات مشخصه فرکانسی سیستم به صورت دقیق ارائه شده اند. همچنین تغییرات شکل مودهای مختلف سازه برحسب تغییرات پارامتر گرادیان مشخص شده اند و در نهایت نیز با مواد ایزوتروپیک مقایسه شده اند. . به منظور صحه سازی، نتایج استخراج شده در این پژوهش با مراجع موجود دیگر مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که فرکانس طبیعی تیر و شکل مودهای سیستم به شرایط مرزی و نرخ گرادیان وابستگی شدید دارند. برای تیرهای مدرج تابعی به ازای هر پارامتر گرادیان، می توان یک فرکانس بحرانی یافت، به نحوی که منجر به پرش در طیف فرکانسی سیستم شود و در فرکانس های کمتر از حد بحرانی یا شبه فرکانس، امواج محوشونده رخ خواهند داد که این یک تفاوت بارز برای تیرهای همگن و ناهمگن است. نتایج پژوهش حاضر می توانند برای مهندسین و طراحان سازه های غیریکنواخت نیز مفید باشند.

در این پژوهش به بررسی رفتار میکروتیر های هدفمند، تحت بارگذاری الکترواستاتیک پرداخته شده است. مدل سیستم، براساس تئوری تیر اویلر-برنولی استخراج شده است. تاثیرات تحریک الکترواستاتیک و کشیدگی لایه میانی در مدل استخراج شده، منظور شده است. برای حل معادله غیر خطی حاکم بر آن، از روش مشتقات تربیعی بهبود یافته و روش نیوتن-رافسون استفاده شده است. به منظور استخراج ولتاژ کشیدگی از نتایج حل عددی، الگوریتمی توسعه داده شده است. برای انتگرال گیری نیز از روش انتگرال تربیعی بهبود یافته استفاده شده است. در این راستا، مشکل اساسی این روش که مانع استفاده گسترده ی آن شده، مورد بررسی قرار گرفته و راهکاری کاربردی برای بر طرف کردن آن ارائه شده است. در نتایج عددی پژوهش، تغییرات ولتاژ کشیدگی بر اثر توزیع سختی تیر هدفمند و فاصله ی اولیه میان تیر و سطح زیرین آن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش هریک از متغیر های سختی معادل تیر هدفمند و فاصله ی اولیه ی میکروتیر، ولتاژ کشیدگی افزایش پیدا می کند. در نتایج عددی، تاثیر نوع شرط مرزی بر ولتاژ کشیدگی میکروتیر نیز بررسی شده است.

انتقال حرارت و هزینه دو پارامتر مهم در طراحی مبدل ها بشمار می روند. از طرفی، در اغلب مسائل مهندسی، اهداف مورد نظر برای بهینه سازی در تعارض با یکدیگر هستند. بطوریکه با بهبود یک هدف، هدف دیگر بسمت نا مطلوب پیش می رود، این مسئله در این نوع از مبادله کن گرما نیز وجود دارد بطوریکه با افزایش انتقال حرارت (مطلوب)، سطح حرارت، هزینه و افت فشار نیز بالا می رود. بنابراین بجای یک جواب دسته ای از جواب ها وجود دارند. در این پژوهش ابتدا مدل حرارتی مبدل از روش انتقال حرارت تخمین زده شده و برای محاسبه میزان انتقال حرارت و افت فشار از روش بل دلاوره استفاده شده است. بسیاری از روش های بهینه سازی معمول، برای یافتن این جواب ها کارآمد نمی باشند. این پژوهش روشی کارآمد براساس الگوریتم گروهی دسته ذرات و ژنتیک برمبنای توابع چند هدفه برای بهینه سازی این نوع از مبدل ها ارائه می دهد. بعلاوه در کمینه سازی توسط دو الگوریتم، دو حالت آرایش لوله ها در مبدل بررسی شد، هم آرایش مربعی و هم مثلثی، که در پایان نتایج بدست آمده از دو الگوریتم به ازای حالت های مختلف با یکدیگر و همچنین با نتایج سایر پژوهش های صورت گرفته مورد مقایسه قرار گرفته است.

در این نوشتار پاسخ دینامیکی یک ورق مستطیلی ضخیم با لحاظ کردن تغییرشکل های برشی در طول ضخامت آن، تحت اثر یک جرم متحرک که بر مسیری مستقیم الخط و با سرعت یکنواخت حرکت می کند مورد مطالعه قرار می گیرد. حل معادله ی حرکت در شرایط مرزی مختلف از طریق یک روش نیمه تحلیلی و با استفاده از چندجمله ای های متعامد مفسر مرزی (BCOPs)، صورت می پذیرد. اثرات ضخامت ورق، شرایط مرزی ورق، مقدار وزن و سرعت جرم متحرک بر روی پاسخ دینامیکی ورق مورد بررسی قرار می گیرد. مقایسه نتایج بدست آمده با منابع موجود، نشان دهنده دقت قابل قبول روش به کار گرفته شده می باشد. همچنین نتایج بدست آمده حاکی از اهمیت اینرسی بار متحرک در کنار تغییر شکلهای برشی ورق بر رفتار دینامیکی آن است. اهمیت یافته های این تحقیق در سازه های پل با عرشه ورقی ضخیم که تحت اثر بارهای متحرک با بزرگای قابل توجه نسبت به وزن پل که با سرعتهای بالا حرکت می کنند نمود پیدا می کند.

اندازه گیری نیروی های تحریک تصادفی سازه های در حین حمل و نقل تحت تحریک های جاده ای و یا ماهواره برهای پرتاب شده تحت تحریک های محیطی جهت شناسایی پارامترهای مودال امری غیرممکن است، از این رو در این پژوهش چالش و هدف ما تعیین خواص مودال سازه ها بدون داشتن نیروی تحریک ورودی و تنها با داشتن پاسخ ها می باشد. در پژوهش هایی که تاکنون در زمینه آنالیز مودال صورت گرفته، توجه کمتری به مقایسه روش های حوزه زمان و فرکانس به خصوص در تعیین میرایی شده است. همچنین تاکنون آنالیز حساسیتی بین تحریک های مختلف نویزسفید، جاروب سینوسی و بررسی تاثیر این تحریک ها بر روش های حوزه زمان و فرکانس آنالیز مودال کارکردی صورت نگرفته است. ابتدا این روش ها بر روی یک مدل گسسته پنج درجه آزادی (جرم، فنر و دمپر) پیاده سازی و صحه سنجی شده است و در نهایت بر روی یک سازه واقعی پیاده سازی صنعتی شده است. این پژوهش نشان می دهد که این روش های تجزیه قادر به استخراج پارامترهای مودال مودهای ابتدایی یک نمونه واقعی هستند. در پایان مقایسه ای بین نتایج به دست آمده صورت گرفته و کارایی هر یک از روش ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

یکی از تهدیدات مهم برای سازه بدنه خودروهای زرهی، بارگذاری انفجاری می باشد. در این مقاله به مطالعه تغییر شکل بدنه خودروی زرهی تحت بارگذاری انفجاری با استفاده از مدل سازی اجزای محدود پرداخته خواهد شد و نتایج با کمک آزمایش های تجربی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بدین منظور در ابتدا با استفاده از مدل سازی اجزای محدود اثر موج انفجار حاصل از 10 کیلوگرم تی ان تی در فاصله 97 سانتی متری از کف خودروی زرهی به سازه اعمال می گردد و عکس العمل سازه در مقابل این بار انفجاری مورد بررسی قرار می گیرد. سپس قسمتی از خودرو با میزان تنش-های بیشینه به عنوان سازه منتخب برای بررسی اثرات اتصالات جوشکاری در استحکام سازه انتخاب گردید و فرآیند انفجار با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) مدل سازی شد. میزان ماده منفجره و فاصله آن برای سازه منتخب به گونه ای انتخاب شد که بار معادل با بار انفجاری شرایط واقعی یکسان باشد (500 گرم تی ان تی در فاصله 5/12سانتی متری سازه). برای انجام آزمون تجربی، یک سیستم گیره بندی مخصوص طراحی و ساخته شد و سازه مورد مطالعه بر روی آن قرار داده شد و انفجار صورت پذیرفت. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان می دهد که سطح تنش در اتصالات جوشکاری شده از استحکام تسلیم ماده فراتر رفته و قطعه دچار تغییر شکل پلاستیک خواهد شد ولی هیچ گونه شکستی در اتصالات مشاهده نمی شود. همچنین تصاویر ثبت شده از انفجار با دوربین سرعت بالا تطابق خوبی با نتایج مدل سازی با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) را نشان می دهد.

در این پژوهش اثر دمپرهای الاستیک بر روی امواج بازتابی از مرزهای یک صفحه بررسی شده است. تقریبا در تمامی پژوهش های منتشرشده در حوزه تشخیص موقعیت صدا در صفحات، از اثر بازتاب امواج از مرزها صرف نظر شده است. برای این منظور در بخش آزمایشگاهی تحقیق از صدای اصابت توپ پینگ پنگ به یک صفحه پلکسی، استفاده شده است. در این آزمایش ها اثر دمپرهای الاستیک بر روی امواج بازتابی از مرزها بررسی شده است. در این راستا یک بانک داده ی صدا به وسیله ی یک میکروفن خازنی و یک میکروفون ارتعاشی با نرخ داده برداری پایین ایجاد شده است. بانک داده ی فوق حاوی صدای ایجاد شده ناشی از اصابت توپ به صفحه معلق در حالت مختلف قرارگیری دمپرها می باشد. در روش پیشنهادی نخست داده های مربوط به انتشار امواج در صفحه، جداسازی می گردد. سپس با استخراج یک فضای ویژگی مبتنی بر انرژی سیگنال نحوه ی اثرگذاری دمپرها بر روی امواج بازتابی از مرزهای صفحه مورد اشاره، بحث می شود. در ادامه به منظور بررسی صحت آزمایش های انجام شده، از روش های تحلیل آماری استفاده شده است. نتایج حاصل شده حاکی از تاثیرپذیری مستقیم سیگنال ذخیره شده از لایه های الاستیک در تمامی جهات با شدت های غیر یکسان می باشد.

تیتانیوم از مهم ترین عناصر میکروآلیاژی فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا و مورد استفاده در صنعت انتقال گاز است. در این مقاله، نانواکسید تیتانیوم و نانوکاربید تیتانیوم (به صورت جداگانه) بر روی دو طرح اتصال مشابه اضافه شد. در ادامه عملیات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (بر اساس دستورالعمل ویژه جوشکاری شرکت ملی گاز ایران) بر روی نمونه های فولادی گرید ایکس 65 انجام شد. نتایج نشان می دهد، میزان درصد تیتانیوم در هردو نمونه نانوآلیاژی نسبت به میکروآلیاژی افزایش یافته است. همچنین، میزان درصد تیتانیوم در نمونه نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به اکسید تیتانیوم، افزایش بیشتری داشته است. افزایش میزان تیتانیوم و کاهش اندازه آن، باعث افزایش چشم گیر خواص مکانیکی می شود. نتایج آزمون شارپی نشان می دهد، در نمونه حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم نسبت به نمونه حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم، به میزان 70 درصد افزایش پیدا کرده است. همچنین، استحکام نهایی (نمونه حاوی نانوذرات کاربید تیتانیوم نسبت به نمونه حاوی نانوذرات اکسید تیتانیوم و نمونه میکروآلیاژی) 40 درصد افزایش یافته است.

عیب یابی بر اساس مشخصات ارتعاشی سازه در چند دهه اخیر توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. روش های عیب یابی زیادی بر مبنای پارامترهای مودال سازه ارائه شده است اما با توجه به پرهزینه بودن اجرای تست های مودال، استفاده مستقیم از پاسخ های ارتعاشی بیشتر مورد توجه بوده است. در این مطالعه، یک تکنیک جدید برای پردازش پاسخ های ارتعاشی تصادفی با هدف تعیین موقعیت عیب در سازه های تیرشکل تحت اثر نیروی تصادفی ارائه شده است. این تکنیک بر اساس تجزیه چند متغیره مودهای ذاتی سیگنال های پاسخ ارتعاشی تصادفی سازه می باشد. مزیت استفاده از تبدیل چند متغیره مودهای ذاتی نسبت به تجزیه مودهای ذاتی این است که می توان به صورت همزمان و هماهنگ، پاسخ های ارتعاشی تصادفی تمام نقاط سازه را لحاظ کرده و توابع مودهای ذاتی متناظر را به دست آورد. با در نظر گرفتن این نکته که کاهش سختی موضعی ناشی از عیب متناظر با افزایش ناگهانی انحنای تغییر شکل سازه خواهد بود، از توزیع مکانی مودهای ذاتی برای تعیین محل عیب استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی یک تیر معیوب گسسته سازی شده پیاده سازی شده است. به منظور اثبات کارایی روش پیشنهاد شده اثر تعداد المان، محل عیب و همچنین شدت عیب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصله در مورد تمام حالات شبیه سازی رضایت بخش بوده است.

در این مقاله به بررسی فرکانس های طبیعی یک پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشار خارجی پرداخته شده است. پیکربندی پوسته استوانه ای تقویتی تشکیل شده است از سه لایه ایزوتروپیک که لایه های داخلی و خارجی از فولاد ضد زنگ و لایه میانی متشکل از ماده آلومینیوم می باشد. معادلات پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی بدست آمده است. سپس، معادلات حاکم بر حرکت به روش انرژی و بکار بردن تکنیک ریتز استخراج شده اند. تحلیل روی خصوصیات فرکانسهای طبیعی با شرایط مرزی مختلف به وسیله تابع تیر محوری صورت پذیرفت. شرایط مرزی در لبه های دو انتهای پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه به صورت ساده-ساده، گیردار-گیردار و آزاد-آزاد در نظر گرفته شده است. تاثیر فشارهای خارجی، موقعیت رینگ های تقویتی و شرایط مرزی مختلف روی فرکانسهای طبیعی بررسی شده است. نتایج نشان داد که رینگ های تقویتی و فشار خارجی روی پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه اثر می گذارند و منجر به افزایش فرکانسهای طبیعی می گردد. نتایج ارائه شده می تواند به عنوان یک معیار مهم برای محققان جهت اعتبار سنجی روش های تحلیلی استفاده شوند.

هندسه قطعه آزمایشگاهی به منظور انجام آزمایش های شکست یکی از چالش های مهم در تعیین استحکام شکست مواد می باشد. در این پژوهش، یک نمونه جدید آزمایشگاهی موسوم به "نیم دیسک خمشی حاوی ترک سه بعدی" جهت بررسی رفتار شکست مواد مهندسی تحت بارگذاری مرکب کششی-برشی خارج صفحه ای (I/III) پیشنهاد شده است. این نمونه نیم دیسک شکل، حاوی ترک مورب بوده و بصورت خمش سه نقطه ای بارگذاری می شود. به منظور محاسبه ضرایب شدت تنش در نوک ترک نمونه پیشنهادی با پارامترهای هندسی و بارگذاری مختلف، تحلیل های گسترده اجزای محدود در نرم افزار آباکوس بصورت سه بعدی انجام گرفته است. نتایج تحلیل ها نشان داد که این نمونه قادر به ایجاد مود مرکب I/III بوده، بطوری که با افزایش زاویه ترک، سهم مود III افزایش می یابد. در مرحله بعد به منظور بررسی قابلیت عملیاتی بودن نمونه پیشنهادی، چند نمونه از جنس بتن آسفالتی ساخته و تحت مودهای مختلف مرکب I/III مورد آزمایش تجربی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه پیشنهادی به درستی می تواند مود بارگذاری I/III را شبیه سازی کند. همچنین نتایج شکست نشان داد که با افزایش مود III، استحکام شکست بتن آسفالتی کاهش می یابد. از طرف دیگر، بررسی سطح شکست نمونه ها نشان داد که در حالت بارگذاری مود III، مسیر رشد ترک بصورت پیچشی بوده است.

در این پژوهش، به بررسی تاثیر افزودن ذرات آلومینیومی به بستر ذرات جاذب متخلخل بر عملکرد چیلرهای جذب سطحی پرداخته شده است. برای این منظور، یک بستر جاذب با مبدل گرمایی صفحه-تخت و فین های مستطیلی به صورت سه بعدی و به روش حجم محدود شبیه سازی شده است. همچنین از سیلیکاژل SWS-1L-آب به عنوان جفت کاری استفاده شده است. به منظور بررسی اثر افزودن ذرات آلومینیومی بر عملکرد سیستم، بستر جاذب در دو حالت در حضور فین های مستطیلی و عدم حضور فین ها مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج نشان داد، استفاده از ذرات آلومینیومی موجب افزایش ضریب هدایت گرمایی بستر و درنتیجه کاهش زمان چرخه شده و درنهایت سبب افزایش توان سرمایش مخصوص می شود. ولی در مقابل، ضریب عملکرد سیستم را کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان داد که افزودن ذرات آلومینیومی در حضور فین موجب افزایش بیشتر توان سرمایش مخصوص شده که این افزایش با افزایش ابعاد بستر تشدید می گردد، هرچند کاهش ضریب عملکرد سیستم در این حالت بیشتر از حالت بدون فین می باشد.

خنک کاری پره های توربین ارتباط مستقیم با افزایش بازدهی و توان و همچنین افزایش عمر پره دارد. با افزایش دمای سیال ورودی به توربین می توان بازدهی و توان تولیدی توربین را افزایش داد. از آنجا که پره های توربین با سرعت های دورانی بالایی در حال چرخش می باشند لذا خنک کاری پره نیز تحت تاثیر دوران پره دستخوش تغییراتی قرار می گیرد. نیروهای کریولیسی و نیروهای بویانسی دورانی از جمله نیروهایی است که به واسطه چرخش پره ایجاد خواهد شد. لذا در این تحقیق اثرات دوران و بویانسی دورانی در ضریب انتقال حرارت موضعی و کلی در لبه های پیشرو و پسرو و افت فشار سیال خنک کننده به صورت آزمایشگاهی بررسی خواهد شد. نتایج برای اعداد بی بعد رینولدز 5000 تا 12000، دوران 0 تا 0. 1 و بویانسی دورانی 0. 00125 تا 0. 0065، مورد تحلیل قرار گرفته است. مقدار ضریب انتقال حرارت موضعی، با افزایش عدد دوران در صفحه پیشرو به تدریج از %14 تا %20 کاهش یافته و در صفحه پسرو از %27 تا %35 افزایش خواهد داشت. افزایش بویانسی در لبه پیشرو، باعث افزایش 1. 6 تا 1. 7 برابری عدد ناسلت شده و در لبه پسرو افزایش 1. 8 تا 1. 9 برابری آن را به دنبال خواهد داشت. اثر افزایش رینولدز نیز، موجب افزایش متوسط %85 عدد ناسلت در هر دو صفحه خواهد شد.

ایندیوسر یک توربوماشین محوری است که در ورودی جداکننده های دوار پمپ های دورن چاهی الکتریکی به منظور افزایش هد و غلبه بر افت فشار لوله های خروجی نصب می شود. در این مطالعه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و روش های بهینه سازی، به بهینه سازی ایندیوسر به منظور افزایش هد و بازدهی آن پرداخته شده است. بعد از طراحی اولیه، زاویه ورودی و خروجی روی شرود، موقعیت پره در لبه ورودی و خروجی شرود و همچنین ضخامت پره به عنوان پارامترهای تاثیر گذار انتخاب شده اند. برای کاهش محاسبات از مدل جانشینی بر پایه مدل کریجینگ به منظور پیش بینی تابع هدف استفاده شده است. معادلات سه بعدی ناویر استوکس پایا برای آنالیز جریان تک فاز و دوفاز به کار گرفته شده است. جریان دوفاز غیرهمگن با استفاده از روش اویلری-اویلری و با در نظر گرفتن نیروهای بین فازی در نرم افزار انسیس-سی اف ایکس مدل سازی شده است. از الگوریتم ژنتیک مقادیر پارامترها در نقاط بهینه محاسبه و نتایج برای آنالیز حساسیت استفاده شده است. با توجه به آنالیز حساسیت، پارامترهای زاویه ورودی و ضخامت پره بیشترین تاثیر را روی هد و زاویه خروجی بیشترین تاثیر را روی بازدهی ایندیوسر دارند. نتایج نشان می دهد که هندسه بهینه در شرایط تک فاز و دوفاز هد بیشتری را تامین می کند.

پردازنده گرافیکی همه منظوره کاربر را قادر می سازد تا از پردازنده گرافیکی برای مقاصد محاسباتی عمومی بهره بگیرد. استفاده از این نوع پردازنده ها موجب افزایش سرعت محاسبات در حل مسائل دینامیک سیالات محاسباتی می شود. تحقیقات متعددی جهت بررسی مزیت استفاده از پردازنده گرافیکی در محاسبات از جمله بکار گیری آن برای حل دستگاه معادلات سه قطری صورت گرفته است. در سال 2016 روش توماس شطرنجی برای حل دستگاه معادلات سه قطری در حلگر ADI ارائه شد. در این روش هر دستگاه معادلات به چندین دستگاه معادلات مستقل و با ابعاد کوچکتر تقسیم می شود. سپس هر یک از این دستگاه ها به وسیله الگوریتم توماس به صورت شطرنجی حل می شوند. همچنین، در این روش علاوه بر مشارکت تعداد زیادی نخ محاسباتی در حل امکان ذخیره اطلاعات مربوط به هر دستگاه معادلات در حافظه اشتراکی میسر می گردد. در تحقیق حاضر با توجه ملاحظات مرتبط با استفاده از حافظه اشتراکی، راهبردی جهت بکارگیری این حافظه در روش توماس شطرنجی ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که بکارگیری حافظه اشتراکی موجب افزایش سرعتی بین 1. 2 تا 1. 6 برابر نسبت به وضعیت بکارگیری حافظه سراسری شده است. همچنین مشخص شد که تداخل دسترسی به حافظه اشتراکی موجب کاهش سرعتی بین 10. 9 تا 18. 8 درصد در روش توماس شطرنجی می شود.

در تحقیق حاضر، یک حل حجم محدود بر پایه مشخصه ها برای حصول جواب های دقیق، بهبود سرعت همگرایی و فراهم نمودن پایداری برای حل عددی جریان های تراکم ناپذیر، آرام، پایا و دوبعدی با انتقال گرمای جابجایی اجباری توسعه داده شده است. از تراکم پذیری مصنوعی برای کوپل کردن معادلات پیوستگی و ممنتوم و از الگوریتم رانگ-کوتای مرتبه پنج برای پیمایش زمانی حل استفاده شده است. یک طرح بر اساس مشخصه های مجازی برای محاسبه جملات جابجایی و یک طرح مرتبه دوم برای محاسبه جملات لزج و رسانش گرمایی به کار گرفته شده اند. به منظور سنجش کارامدی این حل حجم محدود توسعه داده شده، جریان صلیبی تراکم ناپذیر، آرام، پایا و دوبعدی هوای گذرنده از روی ایرفویل ناکا0012بدون انتقال گرما و از روی استوانه دایروی افقی بلند با انتقال گرمای جابجایی اجباری شبیه سازی عددی شده اند. نتایج حاصل در این شبیه سازی ها با اطلاعات موجود در ادبیات فن مقایسه شده اند که نشانگر توافق خوب بین آنها می باشد.

در این پژوهش به شبیه سازی عددی یک مشعل با محیط متخلخل و با کاربرد خانگی و بررسی پارامتر های موثر بر عملکرد این مشعل ها پرداخته شده است. یک شیار با هندسه پیشنهادی جدید در ماتریس تخلخل ایجاد گردیده و همچنین ماتریس تخلخل به صورت سه مرحله تخلخل متفاوت بررسی گردیده است. راهکار ها و پیشنهاد هایی در زمینه کاهش آلاینده های محصولات احتراق و افزایش بازدهی مشعل ارائه گردیده است. هدف از انجام این پژوهش کاهش آلاینده NOx می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش که بصورت دو بعدی در نظر گرفته شده، با مدلسازی سایر محققان و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. احتراق بصورت احتراق پیش آمیخته متان-هوا می باشد. با اعمال تغییرات در ماتریس تخلخل در طول مشعل، نیمه متخلخل نیمه آزاد نمودن مشعل و تغییر قطر ناحیه آزاد و همچنین تغییر شکل در راستای طول مرز بین ناحیه آزاد و ناحیه متخلخل می توان به نتیجه مطلوب یعنی افزایش بازده و کاهش آلاینده ها دست یافت. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش آلاینده NOx درماتریس تخلخل جدید نسبت به تخلخل یکنواخت می باشد.