مهندسی مکانیک مدرس
سال:1399 | دوره:20 | شماره:7 |تعداد مقالات:20

در مطالعه حاضر، تهویه طبیعی خورشیدی با هدف کاهش مصرف سوخت های فسیلی و درنتیجه کاهش گازهای گلخانه ای، در شرایط آب وهوایی گرم و خشک مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار متغیرهای مختلف سیال شامل (دما، سرعت و دبی) در حالات گوناگون اندازه گیری و مورد مقایسه قرار گرفته است. از آنجایی که تشعشع خورشیدی طی روز ثابت نیست تهویه خورشیدی غیرفعال ناپایا است. در این راستا جریان جابه جایی طبیعی در تهویه ساز خورشیدی دارای جاذب حرارتی مسی، محفظه شیشه ای دوجداره به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی و همچنین مواد تغییر فازدهنده برای ذخیره انرژی حرارتی مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. تهویه ساز در وضعیت بدون مواد تغییر فازدهنده با توجه به ایجاد اختلاف دمای مناسب توانسته است پدیده دودکشی برای تهویه طبیعی را در بخشی از ساعات روز امکان پذیر کند، اما در ساعات اولیه شب دمای تهویه ساز با دمای محیط یکسان شده و پدیده دودکشی به منظور تهویه مناسب در دسترس نخواهد بود. در تهویه ساز مجهز به مواد تغییر فازدهنده سیستم توانسته است به طور قابل قبولی در کاهش افت دمایی در ساعاتی از شبانه روز که تشعشع خورشیدی وجود ندارد نقش مهمی را ایفا کند که به دنبال آن پایابودن نرخ جریان هوا را در بر خواهد داشت. در حقیقت هدف اصلی استفاده از مواد تغییر فازدهنده در تهویه خورشیدی غیرفعال همین اثر، یعنی استفاده از انرژی اضافی در موارد فقدان انرژی است.

به کارگیری مشخصه های دینامیکی غیرخطی سازه تحت پایش به منظور شناسایی زودهنگام آسیب، ازجمله ایده های جدید در حوزه پایش سلامت مبتنی بر وصله های پیزوالکتریک به شمار می رود. شل شدن تکیه گاه گیردار ازجمله عیوبی است که نه تنها منجر به ایجاد اخلال در سیستم های مهندسی مختلف می شود، بلکه اغلب با تاثیرگذاری بر روی سیگنال های حسگری، شناسایی آسیب در سازه را با چالش مواجه می کند. در این پژوهش رفتار غیرخطی تماسی ناشی از شل شدن تکیه گاه گیردار به کمک تکنیک تلفیق ارتعاشات و آکوستیک مورد پایش قرار گرفت. استفاده از وصله های پیزوالکتریک با قابلیت اتصال دایم به سازه میزبان به منظور تحریک سیگنال های پمپ و حامل و همچنین ثبت سیگنال تلفیق شده، امکان پایش برخط مبتنی بر تکنیک تلفیق را فراهم آورد. اعمال یک فیلتر مناسب منجر به حذف فرکانس های طبیعی و ظهور باندهای جانبی تلفیق در اطراف فرکانس تحریک مرکزی شد. در این پژوهش همچنین حساسیت تلفیق به فرکانس تحریک سیگنال پمپ مورد بررسی قرار گرفت. طبق نتایج، بروز باندهای تلفیق جانبی در اطراف باند فرکانس مرکزی، شاخص مناسبی برای تشخیص رفتار غیرخطی ناشی از شل شدن تکیه گاه محسوب می شود. در ادامه از یک مدل المان محدود وابسته الکترومکانیکی به منظور بررسی مکانیزم دقیق ایجاد پدیده تلفیق استفاده شد. تطابق مناسب نتایج عددی و آزمایشگاهی، نشان از دقت کافی مدل عددی توسعه داده شده و قابلیت آن در پیش بینی پدیده تلفیق دارد.

پدیده خستگی حرارتی همواره یکی از مباحث مورد توجه محققین در رشته های مختلف مهندسی بوده است. اهمیت این پدیده در کاربردهای وسیع آن در صنایع هوافضا و تاثیرات قابل توجه آن بر خواص مواد کامپوزیتی است. در این پژوهش، به بررسی تاثیر خستگی حرارتی بر کیفیت ماشین کاری کامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با ذرات نانولوله کربنی پرداخته می شود. بدین منظور، ابتدا نمونه های کامپوزیتی 8 لایه با چیدمان های متقارن و نامتقارن ساخته شده و در معرض چرخه حرارتی قرار داده می شوند. سپس، نمونه ها تحت دو نوع فرآیند ماشین کاری شامل ماشین کاری معمولی و ماشین کاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک قرار گرفته و تاثیرات خستگی حرارتی به صورت تجربی مطالعه می شود. همچنین، تاثیرات پارامترهای متفاوتی از جمله افزودن ذرات نانولوله کربنی چندجداره، فرآیند ماشین کاری و نحوه لایه گذاری، بر کیفیت ماشین کاری مواد کامپوزیتی تحت خستگی حرارتی مورد مطالعه قرار گرفته است تا کمترین میزان لایه لایه شدگی به دست آید. نتایج نشان داد که افزودن ذرات نانولوله کربنی چندجداره منجر به بهبود کیفیت ماشین کاری تا 13% می شود. همچنین مشخص شد که به کارگیری روش سوراخ کاری اولتراسونیک می تواند میزان لایه لایه شدگی را تا 10% کاهش دهد.

امروزه سیستم شناور مغناطیسی به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. این سیستم ذاتا ناپایدار و غیرخطی است که توسط معادلات غیرخطی مدل شده است. از طرفی دیگر، وجود تاخیر زمانی در این سیستم ها نیز باعث ناپایداری سیستم یا حتی آشوب در آن می شود که در کنترل آنها مشکلات اضافی به وجود می آورد. در نتیجه نیازمند طراحی یک کنترل مقاوم و بهینه است. در این مقاله کنترل کننده مقاوم هوشمند تطبیقی مبتنی بر پسگام مد لغزشی برای پایداری سازی و دنبال یابی مناسب سیستم شناور مغناطیسی مگلو در حضور تاخیر زمانی، عدم قطعیت و اغتشاش خارجی پیشنهاد شده است. با توجه به تغییرات نقطه کار از کنترل تطبیقی برای به روزرسانی اطلاعات لحظه ای سیستم و کنترل کننده هوشمند به منظور تخمین عدم قطعیت ها و اغتشاشات و غیرخطینگی های سیستم استفاده می شود. کنترل کننده مقاوم به منظور ایجاد پایداری مجانبی در سیستم مگلو استفاده می شود. از تیوری پایداری لیاپانوف به منظور تجزیه و تحلیل پایداری سیستم شناور مغناطیسی با کنترل کننده پیشنهادی استفاده می شود. در پایان به منظور نشان دادن کارآیی کنترل کننده پیشنهادشده از شبیه سازی عددی در نرم افزار متلب استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که دنبال یابی به خوبی انجام شده و کنترل کننده در مقابل نویز و اغتشاش بسیار خوب عمل می کند.

ربات های چرخ دار کاربردهای متنوعی در محیط های صنعتی، آزمایشگاهی، هنری، فیلم سازی و غیره دارند. در ربات های چرخ دار انتخاب نوع چرخ و نوع پلتفرم به شرایط محیطی، نحوه حرکت ربات و درجه آزادی حرکتی ربات بستگی دارد. با انتخاب نوع چرخ و پلتفرم مناسب، درجه آزادی 3 (معروف به ربات های هولونومیک) را می توان به دست آورد به طوری که ربات بتواند در دو جهت x و y حرکت کرده و در طول حرکت نیز بتواند حول محور z در مختصات مرجع بچرخد. اگر ربات چرخ دار با هدف حمل ونقل طراحی شود باید بستری روی ربات در نظر گرفته شود تا بتواند محموله را حمل نماید. در این مقاله از پلتفرم موازی استوارت 3 درجه آزادی برای این منظور استفاده شده است به طوری که به تنهایی قابلیت چرخش حول محورهای x، y و حرکت در راستای محور z را دارد. هدف از این گزارش، ساخت رباتی چرخدار است به طوریکه یک پلتفرم 3 درجه آزادی استوارت جهت قرارگیری محموله با قابلیت کنترل شیب در طی مسیر روی آن سوار شود. با ترکیب این دو ربات، ربات ساخته شده دارای 6 درجه آزادی حرکتی خواهد بود. این درجات آزادی شامل 3 درجه آزادی از سوی پلتفرم استوارت (پارامترهای. . . ) و 3 درجه آزادی از سوی پلتفرم چرخ دار (پارامترهای. . . ) است. در نتیجه به طور کلی ربات مذکور با پارامترهای با 6 درجه آزادی قابل کنترل خواهد بود.

انژکتورهای با قابلیت تغییر سطح مقطع خروجی جریان، انتخاب مناسبی برای توسعه موتورهای راکت سوخت مایع گازخور (تراتل) هستند؛ زیرا زمانی که از انژکتورهای با سطح ثابت استفاده می شود، کنترل موثر تراست کار دشواری است. انژکتور پینتل که یک انژکتور دارای سطح متغیر است، می تواند دبی جرمی پیشران ها را کنترل نماید. در واقع می توان یک صفحه انژکتور بزرگ با تعداد زیاد انژکتور را با یک انژکتور تک المانی پینتل جایگزین نمود. در این مقاله، تلاش شده است تا ضمن معرفی و ارایه یک نمونه طراحی و ساخته شده این انژکتور دوپایه، تاثیر اعداد بدون بعد (نسبت مومنتم، عدد وبر و ضریب تخلیه) در عملکرد انژکتور و تغییر زاویه پاشش که یکی از مشخصه های مهم اسپری است، مورد بررسی قرار گیرد. آزمون ها در شرایط دما و فشار محیط انجام شد و عدد وبر در محدوده 19 تا 1830 و نسبت مومنتم سوخت به اکسیدکننده بین 0/2 تا 13 بوده است. از آب به جای اکسیدکننده به منظور پیشران مرکزی و از هوا به جای سوخت به منظور پیشران خارجی استفاده شده است. برای اندازه گیری زاویه اسپری و مطالعه اثر پارامترهای مورد نظر بر ساختار اسپری از روش سایه نگاری و عکس برداری استفاده شده است. همچنین با استفاده از نتایج حاصله، یک رابطه تجربی بین زاویه پاشش و اعداد بدون بعد به دست آمده و ارایه شده است.

انسان همواره به دنبال راه هایی برای تولید انرژی الکتریکی ارزان و دایمی است. یکی از این راه ها، استفاده از توربین های بادی است. توربین های بادی محور عمودی به دلیل مشکل راه اندازی و بازده پایین نسبت به توربین های محور افقی، کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. از راه های بهبود عملکرد توربین های باد محور عمودی، تغییر زاویه حمله ایرفویل نسبت به باد است. در این مطالعه، از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای حل معادلات حجم محدود جریان استفاده شده است. زوایای مختلف حمله از 12-تا 10+ درجه و سرعت باد 10 متر بر ثانیه و چگالی 1/225 کیلوگرم بر متر مکعب و ویسکوزیته دینامیکی ثابت 1/825 پاسکال ثانیه استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه حمله ایرفویل تا 10+ درجه، ضریب توان و گشتاور نسبت به حالت مرجع (صفر) کاهش می یابد و با کاهش زاویه حمله ایرفویل تا 4-درجه، ضریب توان و گشتاور افزایش و بعد از آن در 8-تا 12-درجه کاهش می یابد.

طراحی و ایمنی مخازن گاز طبیعی با توجه به کاربرد روزافزون آنها در خودروها اهمیت بسیار بالایی دارد؛ بنابراین در این مقاله به بررسی تجربی، عددی و بهینه سازی این مخازن پرداخته شده است. در بخش تجربی به طراحی و ساخت دو مخزن فلزی و کامپوزیتی اقدام شده است که مورد آزمایش فشار داخلی قرار گرفته و میزان تحمل آنها مشخص شده است. در بخش عددی به کمک نرم افزار آباکوس 6. 14، مدل سازی این مخازن انجام شده است. ضمن صحت سنجی نتایج حاصل با داده های آزمایش های تجربی، به توسعه شبیه سازی عددی نیز پرداخته شده است. با استفاده از نتایج حاصل از توسعه شبیه سازی عددی و نرم افزار طراح آزمایش به بهینه سازی پارامترها و بررسی ارتباط بین آنها و میزان تحمل فشار در این مخازن پرداخته شده است. نتایج عددی و تجربی مطابقت بسیار خوبی دارند. مخازن کامپوزیتی ضمن سبک بودن، مقاومت بیشتری در مقابل فشارهای داخلی دارند که در این پژوهش به کاهش حدود 30درصدی وزن مخازن کامپوزیتی و کاهش 20درصدی تغییر شکل، تحت فشار کاری دست یافته شد.

آلیاژهای آلومینیوم، با توجه به تنوع بالا و خواص مکانیکی مطلوب، کاربرد گسترده ای در صنایع دارند و در این بین، آلیاژ آلومینیوم 5754-H111 به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر نسبت استحکام به وزن بالا، شکل پذیری، چقرمگی و مقاومت به خوردگی بالا، در ساخت بدنه خودرو، صنایع دریایی و تجهیزات نفتی فراساحلی کاربرد ویژه ای دارند. حضور 3% منیزیم در ساختار شیمیایی این آلیاژ، سبب حساسیت آن نسبت به حرارت شده و به همین دلیل، اجرای اکثر فرآیندهای ماشین کاری سنتی بر روی آن امکان پذیر نیست. ماشین کاری با جت آب به همراه ذرات ساینده (AWJM)، به دلیل استفاده از آب و ذرات ساینده به عنوان ابزار برشی، می تواند روش مناسبی جهت ماشین کاری این دسته از مواد باشد. در پژوهش حاضر، به بررسی تاثیر پارامترهای اصلی فرآیند ماشین کاری با جت آب و ذرات ساینده، از جمله فشار جت آب، سرعت گذار و ضریب بارگذاری بر زبری سطح، زاویه انحنای خطوط و شکل گیری پلیسه در نمونه های آلومینیومی 5754-H111 پرداخته شده است. نتایج نشان داد، پس از سرعت گذار، فشار جت آب و ضریب بارگذاری به ترتیب بیشترین تاثیر را بر مشخصه های کیفی سطح دارند. به طوری که، به ازای ضریب بارگذاری 45% و فشار جت 300مگاپاسکال، با افزایش سرعت گذار از 200 به 300میلی متر بر دقیقه، مقدار زبری سطح در ناحیه صاف، در حدود 50%، و زاویه انحنای خطوط در ناحیه زبر، در حدود 25%، افزایش یافته است.

ترکیب بین فلزی مدرن تیتانیوم آلومیناید گاما (γ-TiAl) به علت چگالی پایین، مدول الاستیسیته بالا، مقاومت زیاد در برابر اکسیداسیون، خوردگی و احتراق، اخیرا در صنایع هوافضا و خودروسازی مورد توجه قرار گرفته است. ماشین کاری این آلیاژ به روش های سنتی بسیار دشوار است. در مطالعه حاضر، با استفاده از انواع الکترودهای ابزار گرافیت، مس و آلومینیوم به ماشین کاری تخلیه الکتریکی نمونه های γ-TiAl پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که در هنگام استفاده از الکترودهای آلومینیومی، نرخ سایش ابزار به طور متوسط 2/3 برابر بیشتر از ابزارهای مسی و 5/8 برابر بیشتر از گرافیت است. در هنگام استفاده از گرافیت، نرخ براده برداری به طور متوسط 4/2 برابر بیشتر از مس و 7/7 برابر بیشتر از ابزارهای آلومینیومی است. ماشین کاری با آلومینیوم منجر به شکل گیری ترکیبات اکسیدی Al2O3 و TiO2 روی سطح قطعه کار می شود، ولی در ماشین کاری با گرافیت، فازهای کاربیدی TiC، Ti8O5 روی سطح تشکیل می شود. در ماشین کاری با گرافیت به دلیل شکل گیری ترکیبات سخت کاربیدی در لایه انجماد مجدد، میکروسختی بیشتر از نمونه ماشین کاری شده توسط ابزار آلومینیومی است که ترکیبات اکسیدی روی سطح وجود دارند و سختی لایه انجماد مجدد در نمونه ماشین کاری شده با ابزار مسی کمتر از دو ابزار دیگر است و دلیل آن وجود فازهایی با سختی کمتر همچون اکسید مس است. بیشترین مقاومت به خوردگی الکتروشیمیایی متعلق به نمونه ماشین کاری شده توسط گرافیت و کمترین مقاومت به خوردگی برای نمونه ماشین کاری شده توسط آلومینیوم است. کاهش ترکیبات اکسیدی و آلومینیومی و افزایش فازهای کاربیدی منجر به افزایش مقاومت به خوردگی نمونه های ماشین کاری شده γ-TiAl می شود.

موضوع مهم در بهره برداری از حسگر انحراف سنج، استفاده از ضرایب بی بعد مناسب و غیرحساس به شرایط مختلف کاری است. این ضرایب بی بعد، زاویه انحراف جریان، فشار کل و فشار استاتیک را به دست می آورند. در مطالعه حاضر، این ضرایب با روش تحلیلی SPM و آزمایش تجربی مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند. مقایسه نتایج تجربی و تحلیلی نشان می دهد که روش تحلیلی SPM ضریب انحراف جریان در محدوده زاویه بهره برداری حسگر سه سوراخه را به صورت دقیق پیش بینی می کند. همچنین این روش ضریب فشار کل را در محدوده زوایه انحراف 10± درجه به صورت دقیق محاسبه می کند. نتایج تجربی نشان می دهد که به دلیل فرض عدم افزایش سرعت روی حسگر در روش تحلیلی، فشار استاتیک جریان به صورت دقیق محاسبه نمی شود. طبق مشاهدات آزمایشگاهی، افزایش سرعت و کاهش فشار در نواحی اطراف حسگر وجود دارد و این مساله ناشی از وجود ناحیه مکش در پایین دست حسگر است. برخلاف نتایج روش تحلیلی، در روش تجربی در زاویه صفر درجه، فشار استاتیکی جریان با متوسط فشار نقاط چپ و راست حسگر برابر است. به دلیل حساسیت ضرایب بی بعد فشار استاتیک جریان به تغییر عدد رینولدز، مقادیر مختلفی برای این ضریب در منابع مختلف گزارش شده است. این ضرایب با تغییر عدد رینولدز تغییر می کنند و دقت آنها کاهش می یابد. در مطالعه حاضر، یک ضریب بی بعد مناسب جدید معرفی می شود که نسبت به عدد رینولدز دارای کمترین میزان حساسیت است.

حذف نوسانات باقی مانده فرآیند انتقال اجسام معلق در حوزه حمل ونقل کاربرد فراوانی دارد. در مطالعات گذشته روش های کنترلی متعددی به منظور کاهش نوسانات اتخاذ شده است. عدم مدل سازی دینامیکی دقیق، به کارگیری تجهیزات سنسوری و هزینه های بالای طراحی سیستم های کنترلی تا حدی کارآیی این روش ها را کاهش داده است. در مطالعه حاضر، مسیر بهینه انتقال جسم با هدف حذف نوسانات انتهایی با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی پویا تولید می شود. الگوریتم بهینه سازی برنامه ریزی پویا یک روش محاسباتی است که با تجزیه مساله به چندین زیرمساله، یک مسیر بهینه را به صورت بازگشتی از توالی تصمیمات کوچکتر طراحی می کند. علاوه بر الگوریتم پیشنهادی، روش شکل دهی ورودی نیز برای تولید مسیر بهینه به کار گرفته شد. در این روش با اعمال دنباله ای از ضربات به یک مسیر دلخواه انتقال و تولید مسیر مطلوب، نوسانات باقی مانده کاهش می یابد. شبیه سازی مسیرهای بهینه در نرم افزار ادمز پیاده سازی شده است. با توجه به نتایج شبیه سازی، به دلیل عدم قطعیت های موجود در مدل سازی دینامیکی و در نتیجه ایجاد خطا در محاسبه پارامترهای اساسی روش شکل دهی ورودی، الگوریتم برنامه ریزی پویا برای انتقال های سریع در سیستم های غیرخطی پیشنهاد می شود. در بخش آزمایشگاهی نیز با اتصال یک آونگ به مجری نهایی ربات، میزان نوسانات در انتهای انتقال و مدت زمان اتمام نوسانات اندازه گیری شد. نتایج شبیه سازی نشان داده است با پیاده سازی الگوریتم برنامه ریزی پویا، نوسانات باقی مانده در انتهای فرآیند انتقال، کاهش بیشتری دارد. علاوه بر این، مدت زمان لازم برای توقف کامل نوسانات جسم در این الگوریتم به اندازه تقریبا 2 ثانیه نسبت به مسیر دلخواه و 1 ثانیه نسبت به روش شکل دهی مسیر کاهش یافته است.

بایاس اولیه در ژایروهای نرخی میکروالکترومکانیکی متغیری تصادفی است که با هر بار روشن و خاموش شدن تغییر می کند. می توان به کمک میانگین گیری خطا در حالت سکون یا با استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته مقدار بایاس اولیه را تخمین زد و اثرات آن را کاهش داد. به علاوه، این بایاس با دما و شتاب خطی نیز تغییر می کند. معمولا برای جبران سازی دما از منحنی های استخراج شده از آزمایش های بررسی اثر تغییر دما بر روی بایاس استفاده می شود. این منحنی ها تقریبی بوده و با گذشت زمان اثر خطای آنها در زاویه محاسبه شده از ژایروی نرخی، بر هم انباشته شده و دقت نتایج کاهش می یابد. در این مطالعه سعی شده است تا با تلفیق نتایج فیلتر کالمن توسعه یافته با نتایج این منحنی ها و بهره گیری از مزایای هر دو روش دقت محاسبات بهبود یابد. همچنین در مواردی که حرکت، شتاب دار است با کمک الگوریتم سوییچ کننده از ورود داده های اشتباه به تخمین جلوگیری شده تا بایاس به صورت اشتباه تخمین زده نشود. در این حالت جبران سازی دمایی وظیفه اصلاح بایاس در اثر تغییر دما را از انتهای مرحله استفاده از فیلتر کالمن به عهده دارد. نتایج آزمون های تجربی بر روی حس گر مورد مطالعه نشان دهنده موثربودن روش پیشنهادی در کاهش بایاس آن در حرکات شتاب دار طولانی مدت است.

روش شکل دهی نموی تک نقطه ای با هزینه پایین و انعطاف پذیری بالا می تواند جایگزین مناسبی برای روش های مرسوم لبه دارکردن سوراخ ورق باشد. در این مطالعه، امکان لبه دارکردن سوراخ مربعی ورق آلومینیوم AL1050 با استفاده از روش شکل دهی نموی مورد بررسی قرار گرفته و کیفیت فلنج هرمی ایجادشده با فلنج مخروطی مقایسه شده است. شکل نهایی فلنج به گونه ای تعریف شده است که زاویه دیواره با افزایش ارتفاع به تدریج افزایش یابد. شبیه سازی فرآیند با نرم افزار آباکوس انجام شد و برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، آزمایش عملی نیز انجام گرفت. پس از انجام آزمایش های تجربی، ویژگی های فلنج مانند اندازه نهایی سوراخ، ارتفاع فلنج و ضخامت دیواره، بررسی شدند. نتایج نشان داد که در لبه ایجادشده حول سوراخ دایره ای برگشت فنری کمتر و دقت ابعادی بیشتر است ولی با ملاحظه ارتفاع و اندازه سوراخ، می توان سوراخ مربعی را نیز با روش نموی لبه دار کرد. نتایج اندازه گیری ابعادی فلنج ها نشان داد که ابعاد نهایی سوراخ پس از لبه دارشدن، افزایش خواهد یافت. با بررسی سوراخ های مختلف مشاهده شد که هر چه سوراخ اولیه بزرگ تر باشد، میزان افزایش ابعاد سوراخ پس از فلنج کردن، کمتر خواهد بود.

ماشین کاری الکتروشیمیایی به دلیل قابلیت ها و مزایای منحصربه فرد، روشی مناسب برای براده برداری در کاربردهایی که کیفیت سطح و تنش های پسماند از اهمیت ویژه ای برخوردارند، است. با توجه به پارامترهای مختلفی که در این فرآیند تاثیرگذار است، بررسی عددی و تجربی برای امکان سنجی و تدوین تکنولوژی براده برداری در مواد و کاربردهای مختلف ضروری است. از سوی دیگر، با تکنولوژی بالایی که در انجماد پیشرفته تولید سوپرآلیاژ تک کریستال پایه نیکل CMSX-4 به کارگرفته می شود، هیچ مرزدانه ای در ماده ایجاد نمی شود. با بهبود خواص مکانیکی این ماده، استفاده از روش های سنتی، موثر و مقرون به صرفه نیست. از این رو هدف از این تحقیق، بررسی عددی ماشین کاری الکتروشیمیایی بر روی این سوپرآلیاژ خاص است. از نرم افزار کامسول برای مدل سازی فرآیند و تحلیل عددی استفاده شده است. تغییرات پتانسیل و جریان الکتریکی در دهانه ماشین کاری و نهایتا جابجایی مرز قطعه کار به دست آمده است. سپس آزمون عملی با توجه به شرایط بررسی عددی به کمک دستگاه ماشین کاری الکتروشیمیایی اجرا شده است. خطای حدود 8% بین نتایج شبیه سازی و آزمون عملی نشان دهنده امکان پذیری و توانایی این روش مدرن ماشین کاری برای این سوپر آلیاژ خاص است.

بخش عمده مصرف انرژی در بخش خانه های مسکونی مربوط به گرمایش و سرمایش ساختمان است. نماهای خارجی ساختمان ها در معرض نور خورشید و هوای محیط بیرون بوده و نقش تعیین کننده ای در تعیین بارهای حرارتی ساختمان دارند. در این میان، سقف ها که در تمام طول روز در معرض تابش خورشیدی هستند، از اجزای مهم ساختمانی بوده و سهم قابل توجهی از مصرف انرژی یک ساختمان مربوط به آنها است. لذا به کارگیری راه حل های مناسب برای سقف ها موجب کاهش قابل توجه مصرف انرژی ساختمان برای تهویه مطبوع و بهبود شرایط راحتی محیط داخل ساختمان می شود. در این مقاله تاثیر روش های مختلف پوشش سقف، بر عملکرد حرارتی یک ساختمان یک طبقه مسکونی با دو نوع طراحی غیرعایق و عایق بندی شده، در اقلیم های مختلف جوی ایران بررسی می شود. برای مطالعه سه نوع سقف خنک با ضرایب بازتابش خورشیدی 0/5، 0/7 و 0/9 و دو نوع سقف سبز، که یکی به طور طبیعی در معرض بارش های جوی و دیگری همیشه مرطوب نگهداری می شود، در نظر گرفته شده و بارهای حرارتی سالیانه مورد نیاز ساختمان جهت تامین شرایط آسایش، با استفاده از نرم افزار دیزاین بیلدر محاسبه و با سقف معمول بتنی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد، با انتخاب پوشش مناسب سقف، می توان انرژی کل مورد نیاز ساختمان در بخش تهویه مطبوع را بین 7 تا 31% با توجه به نوع طراحی ساختمان و اقلیم منطقه کاهش داد.

با توجه به پیشرفت هایی که در تکنیک های ساخت افزودنی صورت گرفته، امکان طراحی و تولید سازه های سلولی با هندسه های پیچیده با خواص مکانیکی مناسب و وزن کم فراهم آمده است و استفاده از مواد سلولی متخلخل در بسیاری از زمینه ها در حال افزایش است. در پژوهش حاضر سازه استوانه ای نوینی که در راستای شعاعی توزیع چگالی نسبی و خواص گرادیانی قابل تنظیم دارد، با الهام از ساختار استخوان طراحی و معرفی شده است. سازه سلولی در 5لایه و از تکرار سلول واحد پایه چهاروجهی منتظم با الگوی مشخص در راستای شعاعی، محیطی و محوری حاصل شده است. با استفاده از روابط تحلیلی، خواص مکانیکی الاستیک سازه تعیین شده است. حل تیوری ارایه شده به کمک مدل سازی عددی و ساخت افزایشی نمونه پلیمری به روش سنگ چاپ سه بعدی و آزمون آن صحه گذاری شده است. مقایسه نتایج بیان گر دقت مناسب حل تیوری است. همچنین اثر متغیرهای هندسی طراحی شامل ارتفاع المان حجمی تکرارشونده، تعداد اضلاع چندضلعی آغازگر و قطر یال ها بر روی خواص مکانیکی سازه و توزیع آنها مطالعه شده است. با استفاده از الگوریتم های ژنتیک بهینه سازی تک هدفه و چندهدفه خواص الاستیک سازه انجام شده است. نتایج بهینه سازی تک هدفه در سازه هایی با تخلخل های 70، 75 و 80% به ترتیب بهبود 32/9، 35/92 و 35/68% مقدار مدول الاستیسیته بر جرم و افزایش 116/35، 96/48 و73/62% مقادیر تنش تسلیم بر جرم در همین تخلخل ها، نسبت به سازه مبنا با تخلخل های مشابه را نشان می دهند. نتایج حاصل، بیان گر قابلیت مناسب سازه برای ایجاد توزیع متغیر خواص و تخلخل و پتانسیل کاربرد آن به عنوان بافت جایگزین استخوان مصنوعی است.

محفظه احتراق، قلب تپنده توربین های گازی است و تاثیر مستقیم روی آلایندگی و راندمان آنها دارد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق به علت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان ها و همچنین رفتار شعله های آشفته، پیش بینی عملکرد این گونه محفظه ها امری بسیار پیچیده و عملا غیرممکن است. بدین سبب نیاز به انجام آزمون های تجربی به منظور شناسایی رفتار حاکم بر محفظه، امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش یک محفظه استوانه ای شکل با استفاده از سوخت گاز مایع در شرایط اتمسفریک به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا محدوده پایداری آن سپس توزیع دمای داخل محفظه و خروجی آن در 6 نقطه کاری، به دست آمد و رفتار شعله مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان آلایندگی خروجی محفظه نیز در دبی ها و نسبت هم ارزی های متعدد به دست آمد. ملاحظه می شود در دبی هوای ثابت با افزایش دبی سوخت (یا به عبارتی با افزایش نسبت هم ارزی)، شعله به سمت خروجی محفظه حرکت می کند و در نهایت از محفظه بیرون می رود. همچنین با مشاهده آلاینده های خروجی می توان نتیجه گرفت که در دبی سوخت ثابت، با افزایش دبی هوا، میزان آلاینده CO افزایش و NOx کاهش می یابد.

در پژوهش حاضر، کارپذیری گرم فولاد ابزار گرم کار W360 در حالت ریختگی و کارشده، با انجام آزمایش کشش گرم در محدوده دمایی 900 تا 1200درجه سانتی گراد، در نرخ کرنش ثابت 0/1 بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد، در هر دو فولاد ریختگی و کارشده، با افزایش دما از 900 به 1000درجه سانتی گراد، به دلیل حل شدن کاربیدها و وقوع تبلور مجدد دینامیکی، شکل پذیری افزایش یافته است. در دمای 1050درجه سانتی گراد، بیشترین میزان تبلور مجدد رخ داده و اندازه دانه ها کاهش یافته است. این کاهش اندازه دانه در فولاد کارشده به دلیل اندازه دانه اولیه کوچک تر مشهودتر بود. نمونه های کارشده، شکل پذیری گرم بیشتر و تنش حداکثر کمتری نسبت به نمونه های ریختگی نشان دادند. شکل پذیری فولاد ریختگی در دمای 1200درجه سانتی گراد، افت قابل ملاحظه ای را نشان داد که ناشی از حضور رسوبات حل نشده باقی مانده در مرزدانه ها و تمرکز تنش اطراف آنها و تشکیل ترک های مرزدانه ای در مجاورت آنها است، در حالی که شکسته شدن رسوبات در فولاد کارشده از تمرکز تنش اطراف آنها ممانعت کرده است. مطابق تصاویر ریزساختاری نمونه ها پس از آزمایش کشش گرم، در نمونه های کارشده، شبکه پیوسته کاربیدهای آلیاژی حین نورد و وقوع تبلور مجدد شکسته شده، کاربیدها ریزتر و توزیع آنها یکنواخت تر شده است. این مساله سبب کاهش تمرکز تنش در اطراف کاربیدها و کارپذیری گرم بالاتر نمونه های کارشده شده است. مطابق بررسی های صورت گرفته، بهترین محدوده تغییر شکل گرم فولاد W360 در هر دو حالت ریختگی و کارشده، محدوده دمایی 1050 تا 1150درجه سانتی گراد به دست آمد.

پژوهش حاضر، توسعه مدلی عددی برای پیش بینی عملکرد کنتور توربینی گاز با استفاده از معادله حرکت بر پایه تیوری تعادل گشتاور است. در این مدل با استفاده از دیدگاه قاب چرخان چندتایی و مدل اغتشاشی Standard k-ε شبیه سازی در حالت پایا بر روی یک کنتور توربینی گاز 2اینچ با ظرفیت 65G و کلاس 150 ساخت شرکت ومتک به وسیله نرم افزار فلوینت انجام شد. جهت مدل کردن معادله تعادل گشتاور و محاسبه سرعت زاویه ای روتور، کد UDF مناسب ایجاد و به نرم افزار اضافه شد. برای ارزیابی دقت مدل، نتایج شبیه سازی با داده های تجربی به دست آمده از سازنده کنتور مورد مقایسه قرار گرفت که اختلاف نتایج شبیه سازی و داده های تجربی حدود 0/16% بود که نشان از اعتبار مدل ارایه شده در شبیه سازی عملکرد کنتور توربینی گاز است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی بیانگر عدم تقارن توزیع سرعت برای دبی های بیش از Qmax 0/4 در پایین دست کنتور بود و برای اینکه این پدیده تاثیر منفی بر اندازه گیری جریان نداشته باشد، طول مناسب برای توسعه یافتگی جریان برای پایین دست کنتور با استفاده از شبیه سازی انجام شده حداقل 10 برابر قطر لوله پیشنهاد شد. بنابراین می توان با استفاده از مدل ارایه شده هزینه های سنگین طراحی و بهینه سازی کنتور توربینی را کاهش داد.