نشریه پژوهشی مهندسی مکانیک ایران (فارسی)
سال:1388 | دوره:11 | شماره:1 (پیاپی 14) |تعداد مقالات:5

در این مقاله مکانیزمی جدید برای ربات های موازی کابلی بزرگ با سه درجه آزادی انتقالی معرفی می شود. در این مکانیزم، کابل ها نه تنها حرکت مورد نیاز برای جابجایی مجری نهایی را تامین می نمایند بلکه برای ایجاد قید حرکتی و محدود نمودن درجات آزادی مورد استفاده قرار می گیرند به طوری که درجات آزادی مجری نهایی از شش به سه درجه آزادی انتقالی کاهش می یابد. تامین نیروی کششی کابل ها توسط سه کابل مازاد که مجری نهایی را به پایه ربات متصل می نماید تامین می شود. این ربات محدودیت ربات های کابلی ارایه شده با سه یا چهار درجه آزادی را نداشته و می تواند در ابعاد بسیار بزرگ مورد استفاده قرار گیرد. تحلیل سینماتیک، استاتیک، دینامیک و فضای کاری این ربات به منظور طراحی و کنترل به همراه مثال عددی ارایه خواهد شد.

در این مقاله از یکی از روشهای بدون مش به نام MLPG برای تحلیل ترک در صفحه محدود از جنس ماده هدفمند ایروتروپیک و الاستیک خطی استفاده شده است. توابع شکل، با استفاده از روش تقریب حداقل مربعات متحرک بدست آمده اند. برای حل مسایل مکانیک شکست بدون نیاز به افزایش حجم محاسبات، از روش اصلاح تابع وزن استفاده شده است. ضرایب شدت تنش با استفاده از انتگرالهای مستقل از مسیر J که برای مواد ناهمگن فرمول بندی شده اند محاسبه می شود. برای بررسی اعتبار روش عددی حاضر، ضریب شدت تنش مود اول در یک صفحه شامل ترک لبه ای با فرض تغییر نمایی مدول یانگ در امتداد ترک محاسبه شده است. مقایسه پاسخ بدست آمده با پاسخ تحلیلی، نشان دهنده دقت بالای روش مورد استفاده است. تاثیر شدت و راستای گرادیان خواص ماده هدفمند بر ضرایب شدت تنش و نرخ رهایی انرژی در دو مثال عددی بررسی شده است. نتایج نشان میدهند افزایش نرخ تغییرات مدول الاستیسیته در امتداد ترک موجب کاهش ضریب شدت تنش مود اول می شود. همچنین افزایش نرخ تغییرات مدول الاستیسیته در امتداد عمود بر ترک، موجب افزایش نرخ رهایی انرژی و زاویه انحراف ترک می شود.

در این مقاله اثر لایه پیزوالکتریک به عنوان یک خود- حسگر و خود- محرک بر روی پاسخ یک صفحه سالم چند لایه متقارن مرکب بصورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از اصل همیلتون معادله حرکت سیستم بدست آمده و مقادیر حاصل با نتایج حاصل از مدل اجزا محدود مقایسه شده است. با توجه به عدم وجود المانهای لازم برای مدل کردن المانهای پیزوالکتریک در نرم افزار از بار حرارتی معادل برای مدل کردن المانهای پیزوالکتریک به عنوان محرک استفاده شده است. بر طبق نتایج بدست آمده تغییر زاویه الیاف برای چیدمان ضربدری متقارن تاثیر بسزایی بر مقدار فرکانس دارد. افزایش مقدار ولتاژ سبب کاهش زمان میرا شدن نوسانات خواهد شد. زمان میرایی علاوه بر مقدار ضریب ولتاژ تابع نوع چیدمان صفحه چند لایه نیاز می باشد.

این مقاله با ارایه مدل ارتعاشی غیرخطی و جامع از دسته موتورهای هیدرولیکی سعی بر ارایه مدل ریاضی کاملی جهت پیش بینی صحیح رفتار سیستم دارد. مدل ریاضی سیستم، مدلی غیرخطی بر مبنای پارامترهای متمرکز تعریف شده می باشد. بدین منظور ابتدا معادله کوپله مومنتوم جامع سیستم استخراج شده است. جهت استخراج معادلات مومنتوم از معادلات حاکم بر سیال و از مفاهیم مکانیک محیط پیوسته استفاده شده و مکانیزم سوییچینگ دی کاپلر با استفاده از تابع نمایی آرکتانژانت در مدل وارد شده است. در ادامه، با روش انتگرال گیری عددی، پاسخ زمانی سیستم در فرکانسها و دامنه های تحریک استاندارد بررسی شده است. مدل توانایی توجیه رفتار غیرخطی دسته موتورهای هیدرولیکی را در فرکانسهای زیاد، تحریک، داراست. همچنین علاوه بر نواحی غیرخطی شناخته شده، ناحیه ارتعاشی دیگری نیز شناسایی شده است که منجر به غیرخطی شدن رفتار سیستم می شود. نتایج حاضر اصلاح ارزشمندی بر مدلهای موجود با بکارگیری کامل پارامترهای غیرخطی و معادله مومنتوم جامع سیستم می باشد و رفتار غیرخطی پیش بینی شده با نتایج آزمایشگاهی تطابق بیشتری دارد.

در این مقاله فرآیند شکل دهی چرخ دنده های ساده به دو روش، روش فورجینگ دقیق و روش اکستروژن جانبی مورد مطالعه قرار گرفته است. نیروی شکل دهی در این دو روش با تئوری کرانه فوقانی محاسبه شده است. برای تحلیل کرانه فوقانی به دلیل تقارن چرخ دنده ساده، یک نیم دندانه با پروفیل اینولوت به ناحیه های تغییر شکل کوچکتر تقسیم شده و مورد تحلیل قرار گرفته است. با استفاده از میدان های سرعتی که در این مقاله برای هر دو فرآیند شکل دهی ارایه شده، منحنی های تغییرات نیروی شکل دهی بر حسب کاهش ارتفاع بیلت به دست آمده اند. نتایج حاصل از تحلیل کرانه فوقانی برای فرآیندهای اکستروژن جانبی و فورجینگ دقیق با یکدیگر و همچنین با نتایج به دست آمده از شبیه سازی به روش حجم محدود (نرم افزار (Super Forge مقایسه شده اند. نشان داده شده که نیروی شکل دهی در فرآیند اکستروژن جانبی کمتر از روش فورجینگ دقیق می باشد. در پایان نیز اثر مدول چرخ دنده و ضریب اصطکاک بر نیروی شکل دهی بررسی شده اند.