نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (فارسی)(نشریه بین المللی علوم مهندسی)
سال:1386 | دوره:18 | شماره:1 |تعداد مقالات:13

در این مقاله حل تحلیلی میدان دمای دو بعدی در کره توخالی تحت شرط مرزی هارمونیک محیط خارج و تابع دلخواه در جهت نصف النهار کره ارایه شده است. کره به صورت همگن و با خواص فیزیکی غیر وابسته به دما می باشد. برای حل مساله ابتدا شرط مرزی به صورت مقادیر ثابت فرض شده و با روش جداسازی متغیرها، توزیع دما در کره به دست می آید. سپس با استفاده از تئوری دوهامل میدان دما تحت شرط مرزی متغیر با زمان محاسبه می شود. در پایان برای تایید صحت حل، نتیجه را برای یک ارتعاش هارمونیک و یک بعدی به دست آورده و مقایسه ای با نتایج مراجع موجود انجام می شود.

یکی از روش های مناسب برای بررسی رفتار ارتعاشی تیر ترکدار، استفاده از المان های ویژه ترکدار در روش اجزا محدود است. در این روش یک ترک با ابعاد مشخص در المان فرض شده و سپس مدل اجزا محدود حاکم بر این المان با استفاده از تنش های الاستیک اطراف ترک استخراج می شود. در این تحقیق، یک روش کلی برای بدست آوردن ماتریس سختی المان های ترکدار بیان می شود. سپس ماتریس سختی برای المان تیر ترکدار و المان مستطیلی با ترک لبه ای با نیروهای صفحه ای بدست می آید. این دو المان هر کدام به طور مجزا برای المان بندی تیر ترکدار و به منظور تحلیل فرکانس طبیعی استفاده می شود. مقایسه عددی نتایج فرکانس طبیعی حاصل از تحلیل از این روش با نتایج تحقیقات قبلی در این زمینه شامل روشهای آزمایشگاهی و روش المان محدود عادی نشان می دهد که نتایج بسیار به یکدیگر نزدیک می باشند. ضمن اینکه در روش ارایه شده حجم محاسبات و زمان اجرا بسیار کمتر می باشد.

در مقاله حاضر روندی جهت تعیین تنش های دینامیکی حاصل از بارگذاری گاز دینامیک پره های توربین در موتورهای هوایی پیشنهاد شده است. در این روش ابتدا با تحلیل جریان در Cascade توربین، بار خمشی حاصل از جریان گازهای داغ روی تیغه توربین مشخص می شود. با استفاده از این بارگذاری، تنش های خمشی ایجاد شده در تیغه در حالت استاتیکی بدست می آید. به منظور تبدیل این تنش ها به تنش های دینامیکی، نیاز به ضریب بار دینامیکی و استهلاک سیستم (پره در داخل دیسک توربین) بوده که از طریق آزمایش های مودال بدست آمده است. با استفاده از این تنش ها و تنش های گریز از مرکز، عمر پره در حالات مختلف تشدید و دور کاری تخمین زده شده است. نتایج برای پره یک موتور جت خاص با مشخصات ارایه شده از طریق شرکت سازنده مطابقت دارد. از این روش می توان جهت ارزیابی عمر پره های تولید داخل کشور استفاده می شود.

سامانه روان کاری موتورهای احتراق داخلی یکی از مهم ترین اجزایی است که کارکرد مطمئن و دوام موتورها را تضمین می کند. استفاده از شبیه سازی رایانه ای در طراحی و تحلیل مدار روان کاری نسبت به روش های آزمایشگاهی و سعی و خطا مقرون به صرفه تر است. در این راستا ابتدا تک تک اجزای سامانه روان کاری مورد بررسی قرار گرفته و روابط افت فشار هر کدام از آن ها ارایه شده است. سپس کد کامپیوتری EngineLubSim تهیه شده است که توسط آن می توان به تحلیل و طراحی سامانه روان کاری موتورهای احتراق داخلی پرداخت. این کد از روش خطی شده تصحیح هد برای تشریح سیستم معادلات سامانه روان کاری سود می برد و با استفاده از روش SOR معادلات مذکور را حل می کند.همچنین کد کامپیوتری دیگری برای محاسبات دینامیکی مربوط به خروج از مرکز یاتاقان ها توسعه یافته (BearLoad) که در کنار کد EngineLubSim ابزار قدرتمندی در تحلیل سامانه روان کاری موتور تشکیل می دهند. در نهایت یک موتور نمونه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که مقدار تغذیه روغن به یاتاقان ها مناسب نیست و باید تغییراتی در طراحی صورت گیرد تا مشکل برطرف شود.

محدوده مجاز دمایی باتری نیکل- کادمییم بسیار اندک می باشد و طراحی حرارتی آن نیاز به تحلیل دقیق تری نسبت به دیگر سیستم ها با توجه به پارامترهای طراحی خود دارد. در این مقاله توزیع دمای گذرا در باتری Ni-Cd که در بسیاری از صنایع از جمله کامپیوترها، تجهیزات پزشکی، صنایع شیمیایی، صنایع نظامی و ... استفاده می شود، مورد مطالعه و تحلیل عددی قرار می گیرد. توزیع دما در تحقیقات قبلی بر مبنای فرضیاتی ساده کننده همچون متوسط خواص فیزیکی در کل باتری و اعمال تلفات حرارتی بدون بحث الکتروشیمیایی باتری می باشد ولی در این تحقیق مدل حرارتی کاملی برای باتری ارایه شده است. معادلات حاکم، معادله انتقال حرارت فوریه سه بعدی در دستگاه استوانه ای با خواص ترموفیزیکی (r, cp, k) متغیر و ترم چشمه (چاه) غیرخطی و متغیر می باشد. شرایط مرزی بستگی به کاربرد باتری، متفاوت است. برای مقایسه جواب های عددی با نتایج آزمایشگاهی متناسب با شرایط آزمایشگاه، شرایط مرزی هدایتی و جابجایی آزاد با محیط در نظر گرفته شده است. این معادلات به روش اختلاف محدود گسسته و حل شده اند و نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گشته اند که انطباق خوبی داشته و در این مقاله آورده شده است.

در این مقاله ارتعاشات آزاد تیر چرخان با خواص تصادفی مورد مطالعه قرار می گیرد. سطح مقطع، مدول الاستیسیته، ممان اینرسی، مدول برشی، چگالی و سرعت دورانی بصورت متغیرهای تصادفی مدل می شوند. بمنظور لحاظ کردن عدم قطعیت ها از روش اجزای محدود تصادفی و تئوری اغتشاشات (perturbation) مرتبه دوم استفاده می شود. اثرات سرعت دورانی، زاویه استقرار و واریانس خواص تصادفی روی ضریب تغییرات اولین مقدار ویژه تیر چرخان بررسی می شود. تحلیل ها برای هر دو مدل تیموشنکو و اولر- برنولی انجام خواهد شد. همچنین برای مشخص کردن خواص مهم تصادفی روی تغییرات پاسخ، تحلیل حساسیت انجام خواهد گرفت. نتایج نشان می دهد منحنی های ضریب حساسیت مقدار ویژه اول برای مدل های تیر تیموشنکو و اولر- برنولی حدودا یکسان است.

شیوه مرسوم در کنترل فرآیندهای غیرخطی به روش QFT، جایگزینی فرآیند غیرخطی با خانواده ای از فرآیندهای خطی معادل است. شیوه های فعلی این جایگزینی با مشکلات زیادی همراه است. در این مقاله یک روش ساده و جدید که به تازگی مطرح شده است، برای کنترل آونگ واژگون که از جمله سیستم های غیرخطی و غیرمینیمم فاز است و محکی برای بررسی قابلیت روش هاست، به کار برده می شود تا اعتبار آن بررسی شود. نتایج به دست آمده حاکی از اعتبار این روش دارند، هر چند کنترل کننده طراحی شده قدری محافظه کارانه است.

در این مقاله پدیده رشد ناپایدار ترک در وضعیت دینامیکی و همچنین پدیده توقف ترک به روش اجزای محدود و با استفاده از تکنیک شبکه بندی مجدد در مود شکست مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. تحلیل مورد نظر در حالت الاستیک خطی و در نمونه DCB در شرایط بارگذاری جابجایی ثابت انجام شده است. رشد ترک به صورت مرحله به مرحله انجام می شود. به این صورت که در هر گام زمانی، سرعت رشد ترک و موقعیت جدید نوک ترک تعیین می شود و نهایتا هندسه جدید مدل به دلیل پیشروی ترک بدست می آید. شبکه بندی بر اساس موقعیت جدید نوک ترک و با استفاده از المان های منفرد در نوک ترک انجام می شود. تحلیل تنش و بدست آوردن سایر پارامترها در جسم با استفاده از کد استاندارد ANSYS 7.0 انجام شده است. از آنجاییکه نرم افزار فوق فاقد امکانات برای تحلیل رشد ترک دینامیکی می باشد، مراحل گوناگون و طولانی شبیه سازی رشد ترک به کمک برنامه نویسی در محیط آن و به صورت اتوماتیک انجام شده است. نهایتا نتایج بدست آمده از لحاظ طول توقف ترک، زمان توقف ترک، سرعت رشد ناپایدار ترک و همچنین مقادیر انرژی های جنبشی و کرنشی با استفاده از معیار چقرمگی شکست دینامیکی با نتایج آزمایشگاهی و نتایج عددی موجود در این زمینه مقایسه شده است و بیانگر تطابق خوبی می باشد.

مهندسی سطوح شیبدار رشته ای از علوم مهندسی می باشد که عدم قطعیت بر تمامی فرآیندهای آن حاکم است. علی رغم تاثیر بسیار زیاد عدم قطعیتها بر پیش بینی های تحلیلی، در روشهای مرسوم تحلیل پایداری سطوح شیبدار، تاثیر مستقیم این عدم قطعیتها بر نتایج مورد ارزیابی قرار نمی گیرد. روشهای احتمالاتی پایداری سطوح شیبدار ابزار بسیار مناسبی را برای فرمول بندی تاثیر عدم قطعیتها فراهم می نمایند. روش تقریب مرتبه اول سری تیلور یکی از روشهای بسیار رایج تحلیل احتمالاتی پایداری سطوح شیبدار می باشد که در اکثر موارد عملی از آن استفاده می گردد. در این تحقیق نرم افزاری بنام Proba-Slope برای تحلیل قطعی گسیختگی توده ای و آنالیز احتمالاتی پایداری این نوع گسیختگی نوشته شده است. این نرم افزار بر اساس روش رایج بیشاپ قادر به انجام تحلیل قطعی و بر اساس روش تقریب مرتبه اول سری تیلور قادر به انجام تحلیل احتمالاتی پایداری سطوح شیبدار می باشد. صحت نتایج این نرم افزار بوسیله نرم افزارهای تجاری تایید شده است.

درک صحیح از جریانهای داخل سیلندر در طول فرآیند مکش و تراکم نقش موثری را در بهینه کردن طراحی موتور به منظور بهبود عملکرد، کاهش مصرف سوخت و نیز کاهش آلایندگی موتور ایفا می نماید. در سال های اخیر، مدل های توربولانسی مختلف به منظور پیشگویی جریان های آشفته گسترش چشمگیری یافته است. مدل توربولانسی k-e استاندارد در جریان های داخل موتور نتایج ضعیفی را ارایه نموده است لذاست که پژوهشگران به بررسی سایر مدل های توربولانسی در موتور روی آورده اند. در این مقاله مدل توربولانسی تنشهای رینولدز برای محاسبه خصوصیات جریان در یک موتور احتراق داخلی در مرحله مکش و تراکم به کار گرفته شده است. نتایج حاصله با مدل های توربولانسی k-e و ASM و همچنین با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. این نتایج برای اشکال مختلف موتور به صورت کاسه پیستون و کاسه سرسیلندر قابل ارایه می باشند.

در این مقاله روشی بر مبنای تحلیل حساسیت برای تشخیص ترک در یک لوله ارایه و با نتایج تست، ارزیابی شده است. مدل تیر اویلر برنولی برای مدلسازی لوله باریک و بلند، مناسب می باشد و در این مقاله از مدل المان محدود مبتنی بر تیر برای مدلسازی لوله استفاده می شود. ترک با کاهش سختی المانی که ترک در آن وجود دارد مدل گردیده و از تغییرات جرمی ناشی از ترک صرفنظر می شود. رابطه حساسیت فرکانس های طبیعی سیستم به تغییرات ماتریس های جرمی و سختی محاسبه می شود. با استفاده از مدلسازی ذکر شده، ترک با رابطه ای ساده و کاربردی به تغییرات فرکانس مربوط گشته و از آن برای حل معکوس یعنی موقعیت یابی ترک با استفاده از تغییرات فرکانس ها استفاده می شود.ابتدا مساله مستقیم شبیه سازی عددی گردیده و سپس مساله معکوس برای نمونه های شبیه سازی شده حل می شود. سپس یک لوله در دو حالت بدون ترک و با ترک تحت تست مودال قرار می گیرد و روش ارایه شده صحه گذاری می شود. نتایج به دست آمده از تست ارتعاشی، روش محاسباتی ارایه شده را به خوبی تایید می کند.

به منظور شناخت ساختار شعله ابر ذرات آلومینیوم، آزمایش های مناسبی با استفاده از دستگاه احتراق ذرات صورت پذیرفت. در بررسی انجام شده، با استفاده از یک کد کامپیوتری تصاویر گرفته شده توسط دوربین سرعت بالا، فیلتر شده و نورهای اضافی آن از بین می رود. سپس با استفاده از کد دیگری مساحت ذرات در حال سوزش اندازه گیری شده و از روی آن قطر ذرات کروی با اعمال ضریب تصحیح قطر، محاسبه می شود. آنگاه با استفاده از کد دیگری رابطه زمان و قطر هر ذره بدست آمده و با میل دادن قطر ذره به سمت صفر، زمان سوزش محاسبه شده است. با بررسی رابطه زمان سوزش و قطر ذرات آلومینیوم، زمان سوزش توده ذرات بر حسب قطر تجمع ذرات بدست آمده و تاثیر تغییر درصد اکسیدایزر و گاز بستر بر آن بررسی گردیده است. آزمایشهای انجام شده در گازهای بستر مختلف و درصدهای اکسیدایزر متفاوت، بیانگر وجود عدم تقارن در احتراق ذرات آلومینیوم می باشد.

این مقاله که در مجله بین المللی علوم مهندسی جلد پانزدهم شماره یکم سال 1383 صفحه 161-173 به چاپ رسیده است براساس یک سری تحلیل های تئوری بنا شده است که دارای خطاهای مبنایی است و در نتیجه تئوری ها، پروتکل پیشنهادی ناشی از آن و شبیه سازی های وابسته به آن بی اعتبار بوده و در نتیجه مقاله فاقد ارزش علمی است. در ادامه دلایل رد و روش درست استخراج فرمول های ارایه شده  در مقاله ارایه می گردد.