استقلال
سال:1382 | دوره:22 | شماره:1 |تعداد مقالات:14

در این مقاله، با استفاده از یک رایانة شخصی پیاده سازی عملی روشهای کنترل اسکالر و برداری بر روی یک مغناطیس دائم سه فاز از نوع سطحی روتور شرح داده می شود. ابتدا بر پایه معادلات دینامیکی این ماشین، دو نمودار جعبه ای برای کنترل سرعت درایو در حلقة مدار بسته ارائه می شوند. آن گاه طراحی و پیاده سازی مدارهای سخت افزاری برای طبقات قدرت، جدا ساز و تطبیق سیگنال ها و نیز نرم افزار برای کنترل سیستم سروار درایو مورد بحث قرار می گیرند. این مدارها برای تولید پالسهای کلید زنی اینورتر تغذیه کننده درایو به کار می روند. برای تغذیه درایو، اینوترهای منبع ولتاژ از نوع مدولاسیون پهنای پالس سینوسی، یکنواخت و ذوزنقه ای - پله ای مورد آزمایش قرار می گیرند. به منظور کنترل مار بستة سرعت درایو، جریانهای استاتور و سرعت روتور به صورت به هنگام (در روش کنترل اسکالر فقط سرعت روتور) نمونه برداری شده و این سیگنالها پس از عملیات فیلتر شدن، جداسازی و تطبیق، از طریق یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D) با فرکانس نمونه برداری و قابلیت تفکیک پذیری بالا، به پورت رایانه ارسال می شود. شایان ذکر است که برای پیاده سازی عملی آن دو روش کنترلی همه محاسبات ریاضی در داخل رایانه انجام می گیرد. در پایان نتایج شبیه سازی رایانه ای و آزمایش عملی به دست آمده از سیستم ماشین درایو به نمایش گذاشته می شود.

اخیرا در طراحی مبدلهای DC به AC به منظور دستیابی به کارآیی بهتر، بازدهی بالاتر و چگالی توان مطلوب از روشها و تکنیک های سوئیچینگ نرم، استفاده می شود. یکی از روشهای سوئیچینگ نرم در اینورترها، استفاده از لینک DC رزونانسی است. توپولوژیهای بالینک DC رزونانسی در اینورترها مشکلاتی از قبیل ماکزیممهای نامنظم جریان، ماکزیمم بزرگ ولتاژ، غیر قابل کنترل بودن پهنای پالس و ... دارند. نمونه دیگری از اینورترهای با سوئیچینگ نرم، اینورترهای با لینک شبه رزونانسی اند که قابلیت مدولاسیون PWM را دارند. اینورترهای با لینک DC شبه رزونانسی سری و موازی با استفاده از یک تعداد صحیح از پالسهای شبه سینوسی جریان و ولتاژ (به ترتیب) مدولاسیون PWM را تحقق می بخشند. در این مقاله یک اینورتر با لینک dc شبه رزونانسی سری جدید ارائه شده است. این توپولوژی ایورترهای منبع جریان را به داشتن مشخصاتی از قبیل محدود بودن ماکزیمم پالس رزونانسی، قابل کنترل بودن پهنای پالس، ... قادر می کند. این مدار قابلیت PWM را در دو تا سه ناحیه برای اینورتر فراهم می کند که این مسئله باعث بالا رفتن قابلیت کنترل زمان سوئیچینگ در محدوده وسیعتری می شود. وضعیت های مختلف عملکرد این لینک dc شبه رزونانسی جدید بررسی و سپس تلفات آن محاسبه شده است. در پایان نتایج شبیه سازی توسط نرم افزار PSPICE برای اثبات صحت تحلیل ارائه شده است.

آشکارسازی عیوب محصولات یک واحد صنعتی در مقایسه با نمونه مطلوب و همچنین خواندن متن اسناد مکتوب از زمینه های پردازش تصویر در بینائی ماشین است. برای تشخیص عیوب در نمونه های مورد آزمایش و مقایسه آن با نمونه مطلوب ضروری است که تصاویر گرفته شده در شرایط کاملا یکسان و بدور از هر گونه خطا تهیه شوند. این نکته در یک جسم دو بعدی مانند اسناد مکتوب نیز صدق می کند. در این صورت می توان مقایسه بین تصاویر نمونه ها و تصویر هدف را به منظور کنترل محصول انجام داد. از آنجا که به طور عملی تهیه تصویر با شرایط ذکر شده میسر نیست، لذا استفاده از روشهایی برای جبران خطاهای ناشی از انتقال و دوران در هنگام تهیه تصویر الزامی است که به این پرازش عمل تطبیق گفته می شود. برای انجام این فرآیند، در مقاله حاضر از تبدیل ردن استفاده شده است. در تبدیل رادن می توان در صورت انتقال و چرخش تصویر اصلی همچنان از مقادیر قبلی استفاده کرد. بدین منظور روشهای ساده ای مبتنی بر تبدیل رادن در زوایای مختلف پیشنهاد شده است. نتایج شبیه سازیهای انجام شده مبین راندمان مطلوب روش پیشنهادی است. به نحوی که دقت تا یک دهم درجه را با حجم محاسباتی اندک بدون نیاز به حافظه و انجام عملیات پیش پردازش اولیه فراهم می سازد. روش پیشنهادی برای تصاویر تهیه شده با استفاده از تجهیزات مختلف مانند دوربین دیجیتالی، پویشگر، نمابر، و چاپگر بدون محدودیت در رسم الخط مورد استفاده در زبانهای مختلف قابل استفاده است.

خطوط انتقال نیرو به علت عوامل مختلفی که عمدتا الکتریکی و مکانیکی اند، تحت تأثیر قرار دارند. این عوامل می توانند باعث بروز اشکال در کار خطوط، اختلال در شبکه و حتی خروج خط شوند. در طراحی خطوط انتقال، همواره پس از انتخاب هادی مناسب و محاسبه فواصل فازی به لحاظ خصوصیات الکتریکی، آنها را از نظر مکانیکی هم مورد ارزیابی قرار می دهند. یکی از پارامترهای مهم مکانیکی در طراحی خط به عنوان عامل اصلی در تعیین فواصل فازی، نوسانات خط است. وزش بادهای تند یا ریزش یخ از روی هادیها یا وجود همزمان یخ و باد، ممکن است باعث بروز نوسانات گوناگون در هادی بشود. این نوسانات به سه دسته، موجی، جهشی، افقی (تاب خوردن) تقسیم بندی می شوند. نوسان موجی دارای فرکانس بالا (5 تا 100 هرتز) و دامنه ای کم (در حدود چند سانتی متر )، نوسان جهشی دارای فرکانس کم (1/0 تا 3/0 هرتز ) و دامنه ای بالا (تا فلش اسپن) است. در ضمن نوسان افقی، به تاب خوردن هادی اطلاق می شود. در این مقاله، معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت هادی ، بر اساس مدل جرم متمرکز سطح مقطع هادی استخراج و از آن ها برای شبیه سازی انواع نوسانات جهشی استفاده می شود. بدین ترتیب می توان میزان دامنة نوسان جهشی را در هر شرایط محیطی برآورد کرد.

در این مقاله عنصر جایگزین با دوازده درجه آزادی برای تحلیل ستونهای مشبک ارائه شده است. درایه های ماتریس سختی عنصر جایگزین به نحوی محاسبه شده اند که رفتار این عنصر با یک مدل مرجع یکسان باشد. مدل مرجع برای ستون مشبک با استفاده از تعداد بسیار زیدی اجزای سه بعدی ساخته شده است. برای محاسبه لنگر اینرسی و ضریب برشی در خمش حول محور عمود بر بستهای افقی یک مدل اجزای محدود متشکل از فقط اجزای تیری پیشنهاد شده است. برای سایر پارامترهای عنصر جایگزین یک مجموعه روابط به دست آمده اند. یک برنامه اجزای محدود جامع برای تحلیل قابهای سه بعدی با ستون های مشبک و تبدیل آنها به عناصر جایگزین نوشته و ارائه شده است. سپس در حالت خطی با در نظر گرفتن تغییر شکلهای برشی یک مجموعه روابط تقریبی برای تعیین پارامترهای معادل ستون مشبک بر اساس خصوصیات هندسی آن ارائه شده است. در انتها چند مثال برای نشان دادن میزان دقت و کارآیی مدل پیشنهادی در کاهش حجم محاسبات ارائه شده است.

با استفاده از یک برنامه رایانه ای اجزای محدود به نام Afena، ظرفیت باربری خاک زیر پی باریکه ای تحت اثر بار قائم محوری مورد بررسی قرار گرفت و مبتنی بر مدل رفتاری الاستیک- موهر کولمب و برای وضعیتهای مختلف مشخصات خاک، ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شد. همچنین اثر نوع توزیع بار وارد بر سطح خاک از طرف پی به صورت یکنواخت و نایکنواخت به صورت توزیع سهمی، و اثر ابعاد پی و تأثیر زاویه اتساع مورد مطالعه قرار گرفت. ضرایب ظرفیت باربری که از این مطالعه به دست آمد با بعضی از مطالعات دیگر مبتنی بر همین معیار انجام گرفته. تطابق قابل قبول دارد ولی نسبت به نتایج بعضی از نظریه های سابق فاصله دارد و بیشتر به اعداد نظریه های «ترازگی» ، «وسیک» ، «سوکولفسکی» ، تحلیل «بری» و «راید» نزدیک است. با وجود این اگر با افزایش تراکم خاک، افزایش زاویه اتساع خاک در نظر گرفته شود، منحنیهای حاصل از این مطالعه، به اعداد تحلیلهای دیگر و به نتایج بعضی آزمایشها هم نزدیک می شود. از این مطالعه دو نتیجه کلی زیر حاصل شد: اولاً بیان مقادیر ضرایب ظرفیت باربری خاک به صورت اعداد بسیار دقیق و منحصر به فرد نمی تواند بیانگر واقعیت باشد زیر عوامل متعددی ممکن است بر رفتار نهائی خاک تأثیر گذار باشند. از این رو مقدیر ضرایب ظرفیت باربری را باید به صورت متغیری که در محدودة طیف حداقل تا حداکثر قرار دارد در نظر گرفت. ثانیا با توجه به این که ارقام به دست آمده، بسیار نزدیک به تحلیلهای نظریه است، از این رو می توان در شرایطی که برای آنها تحلیل مشخصی وجود ندارد ( مثل بار مایل ، یا نامحوری (21)، یا در شرایط لایه ای بودن خاک و شرایط دیگر ) بر اساس همین محاسبات رفتار خاک را بررسی کرد .

در این مقاله، از معادله فورشهایمر به عنوان معادله ساختاری حاکم بر جریان غیر خطی در محیط سنگریزه استفاده شده است و با یک روش جدید معادله دیفرانسیل حاکم بر جریان آزاد که یک معادله دو بعدی غیر خطی است، با استفاده از روش اجزای محدود و در قالب شبکه ثابت رابطه سازی و حل شده است. همچنین، برای بررسی فرآیند محاسباتی مدل وو عملکرد برنامة رایانه ای توسعه داده شده مثالهای مناسبی ارائه شده است. مثال اول، که یک بعد فرض شده است و دارای راه حل تحلیلی است، نشان می دهد که پیوند بین اجزا و زیر برنامه های مدل و برنامه صحیح است. مثالهای دیگر نشان می دهد که مدل قادر است شرایط فیزیکی را حداقل در سطح آزمایشگاهی شبیه سازی کند. این مثالها دو بعدی بوده و جریان آزاد آب از درون سنگریزه را بررسی می کند. مدل، عملکرد مناسبی در این رابطه نشان می دهد. به عنوان نمونه، در محاسبة فشار در کف سازه، قدر مطلق تفاوت نسبی بین نتایج مدلسازی و مقادیر مشاهده شدهدر حدود 3/2 درصد است. با استفاده از مدل، جریان روگذر از روی هستة سدهای سنگریزه ای، که دارای هستة رسی اند، نیز تحلیل می شود. این گونه هسته ها به عنوان سرریز درونی عمل می کنند و با تحلیل جریان از روی آنها عملکرد مدل در این رابطه بحث می شود.

تعیین مشخصات دینامیکی سازه های مهم از جمله سدهای خاکی در مناطق لرزه خیز جهان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بر این مبنا برای اولین بار در ایران آزمایش ارتعاش محیطی بر روی سد مخزن مارون صورت گرفته است و به کمک روشهای جدید پرازش سیگنال، مشخصات دینامیکی این سد از جمله فرکانسها، اشکال و میراییهای مودی بدنه سد به دست آمده اند. همچنین مدلهای اجزای محدود این سد با استفاده از نرم افزار رایانه ای ANSYS تهیه شده است و با بالا بردن دقت مدلسازی از نظریه شرایط هندسی، مشخصات مصالح، شرایط مرزی، تکیه گاهی و نهایتا کالیبراسیون مدل FEM سد با نتایج آزمایشات ارتعاش محیطی، مدل عددی سد مارون در محدوده کرنشهای کوچک دقیق شده است.

مبدل میکروکانالی وسیله ای است که برای کنترل دمای قطعات الکترونیکی با شار گرمایی بالا مورد استفاده قرار می گیرد. یک تحلیل گرمایی جامع برای میکرو مبدل بایستی شامل تحلیل هدایت سه بعدی در بدنه جامد همزمان با تحلیل سه بعدی جریان در حال توسعه از نظر هیدرودینامیکی و گرمایی در بخش سیال باشد. در این مقاله با مد نظر قرار دادن طول ورودی گرمایی و طول ورودی هیدرودینامیکی به تحلیل جامع مسئله پرداخته شده است و از مدل پارولا برای توصیف نوع سیال استفاده شده است تا در بر گیرنده سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی باشد. در گسسته سازی معادلات ناویراستوکس از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم معیار در شبکه جابه جا شده سیمپل استفاده شده است و جملات جابه جایی با استفاده از متد کوییک تقریب زده شده است. نتایج نشان می دهد که نادیده انگاشتن طولهای ورودی گرمایی و هیدرودینامیکی در بعضی موارد خطای فاحشی را به دنبال خواهد داشت.

در فرآیند شکل دهی داغ، قطعه کار تحت تغییر شکل پلاستیک در دماهای بالا قرار گرفته و ریزساختار قطعه کار به دنبال تغییر شکل پلاستیک تغییر می کند. این تغییرات بر روی خواص مکانیکی قطعه کار تأثیر می گذارد. به منظور بهینه کردن این فرآیندها، تغییر شکل پلاستیک قطعه کار و تغییرات ریز ساختار باید مورد بررسی قرار گیرند. از آنجایی که در دماهای بالا معمولا فلزت نسبت به نرخ شکل دهی حساس اند، تحلیل فرایندهای شکل دهی داغ مستلزم استفاده از یک مدل ترمو - ویسکوپلاستیک است. در این مقاله، با کوپل مدل پیش بینی تنش جریان تدوین شده و تحلیل اجزای محدود ترمو - ویسکو پلاستیک فرآیند پرچکاری داغ، توزع دما، نرخ کرنش ، تنش جریان و هندسه قطعه کار در هر مرحله زمانی قابل محاسبه است. در هر مرحله زمانی، نرخ کرنش و دما در هر المان با استفاده از روش اجزای محدود به دست می آید. از این رو مقادیر و تاریخچة تغییر شکل، تغییرات ریزساختار و تنش جریان قابل محاسبه اند.

در این مقاله یک روش «آپ ویند» که اصول اولیه آن روش «رو» تشکیل می دهد برای محاسبه شارهای غیر لزج در حل عددی معادلات سهموی شده ناویر - استوکس PNS ارائه می شود و معادلات مذکور به صورت ضمنی و غیر تکراری با استفاده از روش حجمهای محدود حل می شوند. مزیت اصلی روش ارائه شده نسبت به روشهای دیگر در این زمینه، کاهش شدید نوسانات در مجاورت خط صوتی است. این مزیت سبب می شود که روش حاضر قادر به تحلیل جریان های مافوق صوت با عدد ماخ نزدیک به یک باشد. این در شرایطی است که روشهای «آپ ویند» دیگر توانایی چنین کاری را ندارند. اعتبار روش مذکور با تحلیل سه مسئله نمونه بررسی شده است این مسائل شامل جریان ابر صوتی دو بعدی حول گوشه تراکمی با زاویه 15 درجه، جریان مافوق صوت دو بعدی حول یک صفحه تخت و جریان مافوق صوت تقارن محوری حول یک دماغه مماسی است. نتایج به دست آمده با نتایج روشهای عددی دیگر مانند روش «بیم -وارمینگ» مقایسه شده است.

بررسی تقاضاهای تکنولوژی GSI و ULSI حاکی از نیاز ساختارهای چند لایه به کاهش زمان تأخیر انتقال علائم بین سیستم های نیمه هادی است. این کاهش با استفاده از یک فلز هادی خوب مانند مس و یک غیر هادی کم ظرفیت تر از آنچه هم اکنون استفاده می شود مانند سیکلوتن ممکن است. در این مقاله نتایج حاصل از چسبندگی پوشش تبخیری و پراکنشی مس روی سیکلوتن 3022 بررسی می شود. پس از ارائه واکنشهای فصل مشترک و پلیمر که رابطه مستقیم با چسبندگی دارد روشهای بهبود چسبندگی منجمله تغییر سطح پلیمر توسط پلاسمای نیتروژن ارائه می شود.

در این مقاله تمرکز سیلان به واسطه نرم شدن (کار نرمی) ناشی از تغییر شکل در فشردن جانبی استوانه مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز سیلان منجر به تشکیل نوارهای برشی قابل رؤیت با چشم می شود که می توان آنها را پس از متالوگرافی سطح مقطع رؤیت کرد. در این مقاله برای اولین بار با استفاده از مدل ساده، دو برشه روشی برای پیش بینی تشکیل یا عدم تشکیل نوارهای برشی ارائه شده و با نتایج تجربی موجود برای آلیاژ تیتانیوم Ti-6242Si با دو ساختار میکروسکوپی آلفا + بتا و بتا مقایسه شده که کاملا مطابقت دارد. همچنین یک روش پیشنهادی برای تعیین درصد کاهش ارتفاعی که در آن نوارهای برشی شروع می شود نیز ارائه شده است که این مورد با نتایج تجربی با حداکثر5 درصد خطا مطابقت دارد.

بررسی و مطالعه سرامیکهای بر پایه سیلیسیم در راستای فهم رفتار ترمو مکانیکی آنها و نقش ریزساختار (اندازه و مرفولوژی دانه ها) و محتوی فازی به خصوص فاز بین دانه ای بر روی این رفتار از اهداف اصلی این مطالعه است. بر این اساس نمونه هایی از نیتروسیلیسیم با ریز ساختار و یا محتوی فاز شیشه متفاوت تهیه و آزمایشات مکانیکی گرم و سرد بر روی آنها اعمال شد. برای مطالعه رفتار گسترش ترک نیترو سیلیسیم تحت تنشهای گرمایی، نمونه هایی (با همان نوع ریز ساختارهای مورد استفاده در آزمایشات مکانیکی گرم) تحت سیکلهای شوک و خستگی گرمایی قرار داشتند. برای توسعه و ایجاد انواع ریز ساختار از انواع پودر با کیفیت متفاوت، انواع مواد کمک زینتر، انواع فرآیندهای شکل دهی و شرایط مختلف زینترینگ توسل جستیم. تحلیل نشان می دهد که ماکزیمم مقاومت در برابر رشد ترک در آزمایشات ترمومکانیکی و شوک گرمایی برای نمونه هایی حاصل می شود که در آن اولا تبدیل فازی   a®b پایان یافته باشد ثانیا ریز ساختار خود استحکام یافته از نظر مرفولوژی و اندازه دانه متبلور شده باشد (دانه های سوزنی کشیده که به طور یکنواخت در زمینه ای از دانه های ریز پراکنده شده باشد) ثالثا کریستالیزاسیون نسبی از فاز مرز دانه انجام گرفته باشد. این شرایط به طور نسبی در نمونه هایی حاصل می شود که از پودر غنی از فاز  a-Si3N4 با درصد بالایی از ماده افزودنی اکسید ایتریم (Y2O3) به عنوان کمک زینتر استفاده شده و در شرایط دماییC  2000o به مدت یک ساعت مورد زینترینگ تحت بار (45 Mpa) قرار گرفته باشد.