نشریه غلمی صوت و ارتعاش
سال:1400 | دوره:10 | شماره:19 |تعداد مقالات:12

امروزه کارسینوم هپاتوسلولار یکی از رایج ترین و خطرناک ترین نوع سرطان کبد است. در اغلب روش های درمان سرطان کبد مثل استفاده از امواج مایکروویو، فرکانس رایویی و. . . الکترود وارد بدن فرد بیمار می شود و برای سرطان های دارای متاستاز ناکارآمد هستند. درمان با امواج فرصوت متمرکز شده شدت بالا، HIFU، روش غیرتهاجمی مناسبی است که در آن هیچ المان خارجی وارد بدن فرد بیمار نمی شود و به دفعات می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. اما در هر حال، موفقیت درمان به پارامترهای درمان مثل زمان تابش دهی وابسته است. بنابراین در این مقاله روش غیرتهاجمی گرما درمانی با HIFU برای درمان کارسینوم هپاتوسلولار شبیه سازی شده است. برای این منظور سیستم HIFUمدل JC، بافت، تومور و آب در شبیه سازی ها وارد می شوند. تومور به صورت کره متقارن با شعاع 4/0 سانتیمتر در نظر گرفته شده و معادلات هلمهولتز و بیوگرمایی با روش المان محدود و با در نظرگرفتن شرایط مرزی و اولیه حل می شوند. فرکانس و توان امواج فراصوت به ترتیب MHz 1 و W150 در نظر گرفته می شود. بررسی توزیع دمایی و کسر نکروز بافت نشان می دهد که زمان تابش دهی HIFU پارامتر مهمی است. در صورتیکه درمان در زمان 100 ثانیه با این سیستم HIFU انجام شود، ناحیه بیضی شکل با قطر بزرگ و قطر کوچک به ترتیب 21/1 و 9/95 میلیمتر به طور کامل تخریب می شود. همچنین تخریب کامل تومور در زمان درمان 72 ثانیه ایجاد خواهد شد. علاوه براین، نتایج نشان می دهد که این روش در مورد تومورهای عمیق و بیضی شکل مناسب است.

در این مقاله تحلیل ارتعاشی پره یک روتور کامپوزیتی یک نمونه بالگرد مورد نیاز صنعت مبتنی بر روش پارامتر متمرکز انجام شده تا احتمال ایجاد پدیده تشدید در آن بررسی شود. ابتدا به معادلات حرکت خارج از صفحه و داخل صفحه گردش پره روتور پرداخته شده و سپس معادلات ارتعاش پره و اعمال شرایط مرزی در مرکز دوران و ریشه با لولا و بدون لولا استخراج می شود و تاثیر پارامترهای مختلف بر روی فرکانس های طبیعی پره موردبررسی قرار می گیرد. برای بدست آوردن شکل مودهای پره بالگرد از روش مایکل اشتاد استفاده شده و با نوشتن کد کامپیوتری به زبان متلب و پس از صحت سنجی، دیاگرام اسپک بالگرد ترسیم می گردد. نتایج نشان می دهد که پدیده تشدید در مودهای اول و دوم و در محدوده کاری بالگرد، رخ نخواهد داد. با افزایش دور روتور، فرکانس های در جهت خارج از صفحه سریع تر از فرکانس های داخل صفحه افزایش می یابد. همچنین افزایش دور باعث افزایش نیروی گریز از مرکز پره شده و درنتیجه باعث بیشتر شدن نیرویی که در جهت اثرات مثبت توزیع سختی طول پره است، می گردد. بنابراین موقعیت حداکثر تغییر مکان ها به سمت نوک پره حرکت نموده و همان رفتار افزایش توزیع سختی در پره را از خود نشان می دهد.

در دهه های اخیر با پیشرفت روز افزون فناوری و ساخت سیستم های پیچیده در صنایع مختلفی همچون الکترونیک، هوافضا، پزشکی، اپتیک و. . .، ضرورت ساخت قطعات با صافی و کیفیت سطح بالا بیش از پیش احساس می شود. در این راستا روش های نوینی مانند روش ماشینکاری تخلیه الکتریکی، ماشینکاری الکتروشیمیایی، ماشینکاری پرتو لیزری و. . . جهت ماشینکاری و پرداخت سطوح ابداع و به کارگرفته شده است. با توجه به مزایا و معایب هر کدام از روش های ماشینکاری قطعات، انتخاب گزینه مناسب جهت فرآیند پرداختکاری با چالش هایی مواجه می باشد. یکی از روش های پرداختکاری که امروزه مورد توجه پژوهشگران و صنعتگران در حوزه تولید قطعات دقیق واقع شده است، پرداختکاری سایشی با استفاده از پودرهای سرامیکی پیشرفته می باشد. فراهم بودن طیف های وسیعی از انواع انرژی همچون انرژی های مغناطیسی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و. . . جهت به حرکت درآوردن ذرات ساینده، در کنار کمترین اثرات حرارتی و شیمیایی بر روی سطح قطعات منجر به جذابیت بیشتر این روش در میان پژوهشگران حوزه ساخت و تولید شده است. با توجه به گستردگی روش های پرداختکاری با استفاده از پودرهای سرامیکی، در این مطالعه به بررسی روش پرداختکاری قطعات مبتنی بر ارتعاشات بستر ذرات ساینده و پیشرفت های این حوزه پرداخته شده است.

با کاهش نیروی برشی در فرآیندهای ماشین کاری می توان به مزایایی مانند عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح ماشین کاری شده دست یافت. در چند دهه اخیر، یکی از روش های موثر برای کاهش نیروی برشی، اعمال ارتعاشات اولتراسونیک به ابزار یا قطعه کار در فرآیند ماشینکاری است. در این مقاله، شبیه سازی سه بعدی فرآیند فرزکاری به کمک ارتعاشات اولتراسونیک بر روی آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V با در نظر گرفتن 5 فرکانس و 6 دامنه ارتعاشی با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با افزایش فرکانس از 18 تا 20 کیلوهرتز ماکزیمم نیروی برشی تغییری نمی کند. در این مقاله حالت های مختلف فرآیند فرزکاری جهت دستیابی به کمینه نیروی برشی با توجه به پارامترهای فرکانس و دامنه ارتعاش مورد بررسی قرار گرفته است و با مقایسه نتایج مشاهده گردید کمینه نیروی برشی در بین حالت های مختلف شبیه سازی برای فرکانس 18کیلوهرتز و دامنه ارتعاش 25 میکرومتر حاصل می گردد.

در این مقاله به تشریح یک موردکاوی حاصل از دستاوردهای پیاده سازی روش پایش وضعیت مبتنی بر آنالیز ارتعاشات و آکوستیک امیشن پرداخته شده است. همچنین تاثیر آلایندگی آب بر عمر یاتاقان مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه ضمن بررسی خرابی مشاهده شده به ریشه یابی علل خرابی براساس استاندارد ISO15243 و ارایه راه کارهایی با هدف پیشگیری از وقوع خرابی های مشابه در آینده پرداخته شده است. رویکرد این مقاله بررسی نتایج استفاده هم زمان از روش های مختلف پایش وضعیت در تشخیص دقیق و سریع خرابی یاتاقان و جلوگیری از وقوع تکرار خرابی بوده است.

سامانه سورتمه اصلی ترین جایگزین ارزیابی صحت عملکرد صندلی پران هواپیماهای پرسرعت و جت های جنگی بجای تست در حین پرواز است. این سامانه از اجزای مختلفی تشکیل شده که اتصال ریل و کفشک از مهم ترین بخش های آن است. وجود فاصله هوایی بین ریل و کفشک، گرچه امکان حرکت با سرعت های بالای سورتمه روی ریل را میسر می کند اما ممکن است منجر به انحراف سورتمه و حتی واژگونی این سامانه گردد. پژوهشگران کشورهای دارای این فناوری، با بررسی و تحلیل نیروهای منتقل شده بین ریل و کفشک، نشان دادند پدیده منقاری که باعث کنده شدن بخشی از ریل یا کفشک به صورت قطره اشک می شود، می تواند ارتعاشات زیادی به سورتمه وارد سازد. نتایج پژوهش های انجام شده در این زمینه نشان می دهد محیط ارتعاشی در تست سورتمه تابعی خطی از سرعت بوده و عیوب سطحی می تواند منجر به شروع منقاری شود. همچنین بیشترین برخورد ریل با کفشک در نقاط بالایی ریل رخ می دهد و استفاده از میراگرهای کابلی در درون پیشرانه و فوم در محفظه داخلی سورتمه، میزان ارتعاشات وارد به سورتمه را کاهش می دهد.

در این پژوهش، چدن شکل پذیر (EN-GJS700-2) به منظور شناسایی شروع ترک و شکست مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون کشش تک محوری یکنواخت بر روی نمونه های استخراج شده از وب میل لنگ اتومبیل، تحت شرایط جابه جایی کنترل براساس استاندارد Iso-6892 انجام گردید. شناسایی شروع ترک و شکست با روش مبتنی بر آنتروپی اطلاعات انتشار صوت انجام گردید. نتایج این پژوهش نشان داد شناسایی شروع ترک در روش مبتنی بر پارامترهای انتشار صوت، با عدم قطعیت هایی همراه است حال آنکه آنتروپی تجمعی لگاریتمی شانون و آنتروپی تجمعی لگاریتمی نسبی کالبک-لیبلر با دقت خوبی برای شناسایی شروع ترک و شکست قابل استفاده است. یکی دیگر از دستاوردهای این پژوهش، ارایه دو معیار خرابی آزمایشی براساس آنتروپی انتشار صوت است که باعث می شود رویکرد ارزیابی براساس آنتروپی انتشار صوت برای اهداف پایش وضعیت بلادرنگ بسیار کاربردی نمایان شود. از میان دو آنتروپی تجمعی لگاریتمی شانون و نسبی کالبک-لیبلر نتایج نشان داد که آنتروپی نسبی کالبک-لیبلر، برای شناسایی شروع ترک مناسب تر است.

فعالیت های انسانی در زیستگاه های خشکی و آبی به سرعت در حال افزایش است. زیستگاه های دریایی و آب شیرین تحت تاثیر انواع آلاینده های انسانی قرار می گیرند. شهرنشینی، گسترش حمل و نقل و صنعتی شدن به طور مداوم سطح اصوات محیط را با الگوها و طیف های مختلف افزایش داده اند. اصوات و ارتعاشات ناشی از فعالیت های انسانی، به عنوان یک منبع آلاینده محیط زیست، در همه جا و در نزدیکی زیستگاه های آبی فراگیر شده و به طور بالقوه ممکن است اثرات مضر برای آبزیان در سطوح فردی و اجتماعی داشته باشند. طی چند دهه گذشته، توجه عمومی، فعالیت در زمینه حفاظت و رفاه حیوانات توسط سازمان های غیردولتی و اکتشافات علمی جدید باعث افزایش آگاهی عمومی در مورد اثرات احتمالی اصوات بر پستانداران دریایی و گونه های ماهی گردیده است. در اینجا، در مجموعه ای از مطالعات پیوسته محقق، تاثیر قرار گرفتن در معرض صوت و ارتعاش بر رفتار ماهی زبرا (شامل رفتار های شناگری و شکارگری) و بررسی مقایسه ای پاسخ های رفتاری مرتبط با صوت بر رفتار شناگری و پراکنش مکانی دو گونه ماهی با توانایی شنوایی متفاوت و مختص به گونه در شرایط آزمایشگاهی بررسی گردید. اگرچه، مطالعات آزمایشگاهی و میدانی بیشتر برای نشان دادن تاثیرات احتمالی صداهای انسانی در رفتار ماهیان مورد نیاز است.

مواد متخلخل جاذب صوت دارای کاربردهای گسترده ای در طراحی های مختلف آکوستیکی می باشند. در این مقاله، ابتدا ضمن معرفی انواع مواد متخلخل آکوستیکی، به کاربردهای متنوع این نوع مواد در صنایع مختلف پرداخته می شود. از آنجایی که طراح لازم است با پارامترهای بیانگر مشخصات آکوستیکی و مکانیکی مواد متخلخل آشنایی لازم را داشته باشد، در ادامه پارامترهای اصلی این مواد نظیر چگالی بالک، مدول الاستیسیته، مقاومت جریانی، تخلخل، طول مشخصه ویسکوز و. . . معرفی شده اند. سپس روش های مختلف اندازه گیری مستقیم پارامترهای این نوع مواد بر اساس استانداردهای بین المللی تشریح شده و در انتهای مقاله، به روش های معکوس مستقیم و غیر مستقیم اندازه گیری مواد اشاره می شود. در بخش دوم این مقاله مکانیزم های جذب صوت در مواد متخلخل، نحوه مدلسازی تجربی و تیوری این نوع مواد، روش های اندازه گیری ضریب جذب آکوستیکی و پژوهش های حال و آینده تشریح می گردند.

در این پژوهش یک سیستم برداشت انرژی که در آن دو تیر طره کوپل شده با لایه های پیزوالکتریک به یک دیسک صلب چرخان متصل هستند معرفی شده است. ابتدا معادلات سیستم با استفاده از روابط الکترومکانیکال لاگرانژ نوشته و سپس به روش حل دقیق و تقریب رزونانس حل دقیق، حل شده است. همچنین سیستم برداشت انرژی به کمک نرم افزار شبیه سازی گردیده است. اثر سرعت زاویه ای بر ولتاژ، مقاومت الکتریکی و توان بهینه بررسی و مشاهده شد که با افزایش سرعت زاویه ای، ولتاژ و مقاومت بهینه ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد ولی توان بهینه ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. کمینه ولتاژ و مقاومت بهینه و بیشینه توان بهینه در سرعت 44 رادیان بر ثانیه بدست می آید. نتایج نشان داد که در این سیستم به منظور تولید توان حداکثر مطلق 0/094 وات به مقاومت الکتریکی 1115 اهم نیاز است. همچنین تغییرات توان بر حسب تغییرات ولتاژ و مقاومت الکتریکی بررسی شده است. مقایسه نتایج سه روش استفاده شده نشان داد که مطابقت بالایی میان نتایج حاصل از حل معادلات و شبیه سازی وجود دارد و پاسخ های تقریب رزونانس ساده تر از پاسخ های حل دقیق بوده و خطای ناچیزی دارد.

کلاس درس به عنوان یکی از مهم ترین محیط های آموزشی نقش عمده ای در یادگیری و پیشرفت تحصیلی دانش آموزان دارد. زمان واخنش به عنوان یکی از پارامترهای آکوستیکی در داخل اتاق ها، تاثیر بسزایی در کیفیت صدا دارد. عدم کارآیی مناسب فرمول های کلاسیک مانند سابین، باعث شد که در این مقاله به بررسی استفاده از روش های یادگیری ماشین به عنوان یک روش جایگزین برای پیش بینی زمان واخنش محیط پرداخته شود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش های مبتنی بر آکوستیک هندسی و با استفاده از نرم افزار اودیون به جمع آوری مجموعه دادگان مورد نیاز در فرکانس های 500 و 2000 هرتز پرداخته می شود. در این مجموعه دادگان از 4 کلاس درس با فضایی مستطیل شکل، همراه با المان هایی مانند میز و صندلی و پنجره و در، استفاده شد. پس از آن به منظور ارایه یک سیستم مبتنی بر یادگیری ماشین از شبکه عصبی کانولوشنی استفاده شده است. این مدل ویژگی های محیط را در نظر می گیرد و در نهایت مقادیر زمان واخنش را به عنوان تابعی از فرکانس تولید می کند. در این پژوهش با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنی برای فرکانس 500 هرتز به ضریب تعیین 93 درصد و برای فرکانس 2000 هرتز، ضریب تعیین 95 درصد حاصل شد.

تخم مرغ تازه منبع عالی از مواد مغذی و ترکیبات فراسودمند برای تامین سلامتی انسان است. فراوری حرارتی متداول ترین روش برای ایمنی و ماندگاری پایدار این ماده غذایی است. اما دما اثرات مخربی مانند انعقاد و همچنین تغییر در طعم و بافت عناصر غذایی از جمله تخم مرغ ایجاد می کند. از طرفی حذف باکتری هایی مثل اشرشیاکلی یا سالمونلا نیاز به دمای بالا دارد. فراصوت فناوری سریع، متنوع، نوظهور، امیدوارکننده و در حال تحقیق و توسعه است که می تواند جایگزین فراوری حرارتی شود. به طورکلی، فراصوت در دو بخش تشخیص تازگی تخم مرغ و میکروب زدایی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. ارزیابی تازه بودن تخم مرغ که با سطح پروتیین ها، مواد معدنی و ویتامین های موجود در آن ارتباط دارد، به شدت مورد نیاز صنایع غذایی است. بررسی ها نشان می دهد سرعت فاز فراصوت به خصوصیات فیزیکی و مکانیکی تخم مرغ بستگی دارد و می تواند به عنوان ابزاری غیرمخرب و کارآمد برای ارزیابی کیفیت تخم مرغ مورد استفاده قرار گیرد. درمورد میکروب زدایی نیز فراصوت بسیار موثر و کاربردی است. بررسی ها نشان می دهد که فراصوت به تنهایی یا همراه با سایر فرایندهای پاستوریزاسیون می تواند برای فراوری به کار روند. این شیوه های پاستوریزه کردن می توانند به فراوری حرارتی کمک کنند یا حتی جایگزین آنها شوند.