مکانیک هوا فضا
سال:1391 | دوره:8 | شماره:3 (پیاپی 29) |تعداد مقالات:8

تقریبا همیشه بین نقطه اصابت موشک های بالستیک و نقطه هدف، مقداری خطا وجود دارد. تخمین این خطاها از نظر کاربردی اهمیت زیادی دارد. بررسی منابع این خطا و اثرات آن بر موشک به طراحان کمک می کند پارامترها را طوری بهینه کنند که دایره احتمال خطا (CEP) کمینه باشد. در این مقاله مسائل یک موشک بالستیک در فاز فعال سازی موتور بوستر و در پی آن فاز پرواز آزاد موشک بررسی شده است. در این تحقیق، یک موشک مشخص با استفاده از شبیه ساز پرواز 6 درجه آزاد موجود در نرم افزار MATLAB و با در نظر گرفتن جزئیات لازم مدل سازی و مطالعه شده است. اثرات پارامترهای کنترلی مختلف و زیرسیستم های هدایت و ناوبری بر CEP و بودجه خطا، شبیه سازی و تحلیل شده است و اهمیت پارامترهای مختلف از دیدگاه طراح ارزیابی و اندازه گذاری شده است.

مقاله حاضر، حل بسته سینماتیک مستقیم روبات موازی انتقالی سه درجه آزادی 3PRC را به کمک ترکیبی از روش بوت استرپ و تئوری سکانت که روش سکانت بوت استرپ نامیده می شود، مورد بررسی قرار می دهد. این روش برای حل معادلات غیرخطی سینماتیک ربات های سری استفاده می شود. برتری این روش نسبت به روش های حل عددی از جمله نیوتن- رافسون، دقت بالاتر، سرعت همگرایی بیشتر و یافتن همه جواب های معادله های غیرخطی چند مجهولی به طور هم زمان است، که در این مقاله به آن پرداخته شده است. در این تحقیق، برای اولین بار روش سکانت بوت استرپ برای حل معادلات غیرخطی سینماتیک روبات موازی انتقالی مورد استفاده قرار گرفته است. شیوه مذکور یک روش جدید است که اشکال ها و نواقص روش های عددی سنتی را بهبود می بخشد. تطابق بسیار خوب روش سکانت بوت استرپ با روش های عددی سنتی مانند روش نیوتن-رافسون، برتری این روش را در سرعت حل و همگرایی پاسخ تصدیق می کند.

در این مقاله، طراحی و بهینه سازی کنترلر تعویض دنده در خودروی هیبرید الکتریکی موازی با جعبه دنده دستی اتوماتیک ارائه شده است. بدین منظور مدل دینامیکی سیسستم تعویض دنده، جعبه دنده دستی اتوماتیک شده، شامل عملگر تعویض دنده، عملگر کلاچ گیری و کنترلر، تهیه و به مدل یک خودروی هیبرید موازی بر پایه خودروی ملی (سمند) به منظور تهیه یک ابزار جامع شبیه سازی عملکرد خودرو افزوده شده است. در این تحقیق، سه استراتژی تعویض دنده بر پایه سرعت خودرو، بر پایه ناحیه عملکرد مناسب موتور احتراقی و بر پایه منطق فازی بر روی کنترلر تعویض دنده خودرو پیاده سازی شده اند. سپس کنترلر تعویض دنده بر پایه ناحیه عملکرد مناسب موتور احتراقی با هدف کمینه کردن مصرف سوخت و آلایندگی با حفظ عملکرد مطلوب خودرو در شرایط ترافیکی مختلف شهر تهران توسط الگوریتم ژنتیک بهینه سازی شده است. نتیجه های شبیه سازی حاکی از تاثیر قابل ملاحظه کنترلر تعویض دنده بهینه بر کاهش مصرف سوخت و آلایندگی خودرو است.

در این مقاله، میرایی ترموالاستیک در ارتعاشات مدهای حجمی تشدیدگر حلقوی میکرومکانیکی با استفاده از روش انرژی، مدل سازی و بررسی می شود. در این روش، با فرض ناچیز بودن کوپلینگ ترموالاستیک، ابتدا فرکانس های تشدید و جابه جایی های الاستیک در مدهای حجمی، بر پایه روابط تنش سطحی دو بعدی محاسبه و سپس مقدار اتلاف ناشی از میرایی ترموالاستیک توسط روابط ترموالاستیسیته خطی کوپل نشده، تحت شرایط آدیاباتیک محاسبه می شود. درستی روابط به دست آمده، با مقایسه نتیجه های تحلیلی با نتیجه های شبیه سازی دو تحلیل مدی و هارمونیک نرم افزار ANSYS تایید می شود. نتیجه ها نشان می دهد، که با افزایش نسبت شعاع خارجی به شعاع داخلی حلقه، درصد خطای نسبی نتیجه های تحلیلی کاهش می یابد. همچنین اثرات فرکانس تشدید و ابعاد حلقه بر ضریب کیفیت ترموالاستیک در شکل مدهای حجمی مختلف بررسی و بحث می شوند، به طوری که تحلیل انجام شده، دید خوبی را در زمینه طراحی تشدیدگرهای حلقوی میکرومکانیکی با ضریب کیفیت بالا، برای کاربردهای مخابراتی و حسگری فراهم می کند.

در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی و پایداری دینامیکی یک میکروورق ویسکوالاستیک کامپوزیتی تقویت شده با نانو تیوب کربن مورد بررسی قرار گرفته است. میکرو ورق مورد بررسی، یک میکرو ورق مربعی تحت میدان الکتروستاتیک بوده و شرایط مرزی آن در چهار لبه، تکیه گاه ساده، غیرقابل حرکت، در نظر گرفته شده است. به منظور استخراج خواص مکانیکی مواد، از روش اشلبی- موری- تاناکا استفاده شده است. معادلات حرکت غیرخطی میکرو ورق با استفاده از روش نیوتن و تئوری وون-کارمن استخراج شده و با به کارگیری ترکیبی از روش گالرکین و تئوری مقیاس های چندگانه این معادله ها حل شده اند. در این مقاله نشان داده شده است که استفاده از میکرو ورق نانو کامپوزیتی موجب افزایش فرکانس طبیعی و دامنه ارتعاش میکرو ورق می شود. اما به واسطه میرایی بالای مواد ویسکوالاستیک، رفتار دینامیکی و ارتعاشی آن به شدت محدود می شود. علاوه بر بالا بودن ضریب میرایی ویسکوالاستیک، خاصیت میرایی در این مواد به ازای افزایش ولتاژ الکتروستاتیک نیز متغیر است که امری نامطلوب به شمار می رود. همچنین به ازای درصدهای مختلف نانوتیوب کربن در میکروورق ویسکوالاستیک، رفتار غیرخطی ورق کاملا متفاوت بوده است و می تواند به ازای یک مقدار مشخص ولتاژ، رفتاری سخت شونده و یا نرم شونده داشته باشد که این موضوع، می بایست در طراحی میکرو ادوات و به ویژه میکرو رزوناتورها مورد توجه قرار گیرد.

در این مقاله، ابتدا مدل المان محدود یک بال با زاویه عقبگرد و نسبت باریک شدگی معین توسط نرم افزار MSC PATRAN ایجاد شده است. جنس صفحه از فولاد فنری بوده و شرایط مرزی در ریشه بال به صورت گیردار در نظر گرفته شده است. مدل ایجاد شده، توسط نرم افزار MSC NASTRAN آنالیز مودال شده و فرکانس های طبیعی و شکل مودهای آن استخراج شده است. نتیجه های به دست آمده با نتیجه های آنالیز مودال تجربی بر روی مدل واقعی با شرایط مرزی مشابه مورد مقایسه قرار گرفته است. در ادامه، مدل آیرودینامیکی بال به کمک نرم افزار PATRAN ایجاد شده و به کمک درون یاب های موجود در نرم افزار، با مدل سازه ای کوپل شده و شرایط آیرودینامیک جریان نیز تعریف شده است. مدل (المان محدود) آیروالاستیک ساخته شده توسط نرم افزار NASTRAN آنالیز فلاتر شده و سرعت و فرکانس فلاتر آن به دست آمده است. در نهایت مدل واقعی ساخته شده، در داخل تونل باد مورد آزمایش فلاتر قرار گرفته است. مقایسه نتیجه های به دست آمده از آنالیز فلاتر به کمک نرم افزار المان محدود با تست تجربی در تونل باد نشان می دهد که نتایج از دقت مناسبی برخوردار است.

در این مقاله، یک گروه جدید دوبعدی از تئوری های تصحیح شده مرتبه بالای تیرها برای تحلیل ارتعاشات آزاد تیرهای خمیده کامپوزیتی و ساندویچی ارائه شده است. اثرات اینرسی های چرخشی و صفحه ای،کرنش های نرمال و برشی در مدل کامل تئوری تصحیح شده مرتبه بالای تیرها در نظر گرفته شده است. همچنین اثر شکل ذوزنقه ای تیر خمیده نیز به طور کامل در این تئوری لحاظ شده است. معادلات حرکت تیر خمیده به کمک اصل هامیلتون استخراج شده است. نتایج حل معادله های به دست آمده با استفاده از روش نویر و مسئله مقدار ویژه به صورت حل تحلیلی بسته به دست آمده است. نتایج مربوط به فرکانس های طبیعی برای تیرهای مستقیم نازک و ضخیم کامپوزیتی و ساندویچی و همچنین برای تیرهای خمیده ضخیم کم عمق و عمیق (با نسبت طول به شعاع کم و زیاد) ساندویچی به دست آمده است. نتایج حل تحلیلی ارائه شده در اینجا با نتایج حل تئوری الاستیسیته و روش های تحلیلی موجود در مراجع مقایسه شده و انطباق خوب جواب ها به دست آمده است.

موشک ها به دلیل شرایط مختلف پروازی، تغییر در مشخصه های جرمی– اینرسی، ضریب های آیرودینامیکی، اغتشاشات و... معادله های دینامیکی آنها نامعین و دارای عدم قطعیت است. بنابراین استفاده از روش های تطبیقی یا مقاوم در طراحی اتوپایلوت، به طوری که متناسب با تغییر پارامترهای نامعین در دینامیک موشک، پارامترهای اتوپایلوت نیز تغییر کند، ضروری به نظر می رسد. در این مقاله، ابتدا قانون کنترل پیش بین مبتنی بر مدل غیرخطی (NMPC) بر مبنای تقریب بسط تیلور خروجی انجام می گیرد، سپس با استفاده از تقریب توابع نامعین و غیرخطی دینامیک موشک STT (Skid To Turn missile) یک روش کنترل پیش بین تطبیقی مدل- مرجع که در آن از قابلیت شبکه های عصبی در تقریب توابع غیرخطی استفاده شده است، ارائه می شود.