مدل سازی در مهندسی
سال:1391 | دوره:10 | شماره:29 |تعداد مقالات:7

شبکه های عصبی مصنوعی تا حدودی از مغز انسان الگوبرداری شده اند و همان گونه که مغز انسان می تواند با استفاده از تجربیات قبلی و مسائل از پیش یاد گرفته، مسائل جدید را تحلیل و تجزیه نماید، شبکه های عصبی نیز در صورت آموزش قادرند بر مبنای اطلاعاتی که به ازای آنها آموزش دیده اند، جواب های قابل قبول ارائه دهند و نیز می توان از آنها به طور نامحدود در ارائه جواب به اطلاعاتی که قبلا با آنها مواجه نبوده اند، استفاده نمود. به منظور ساده سازی تخمین تغییر مکان ستون های بتن آرمه، انحناهای غیرالاستیک در مفاصل پلاستیک معمولا در طول ناحیه مفصل پلاستیک ثابت فرض می شوند. بنابراین اگر طول مفصل پلاستیک شناخته شود، تغییر مکان انتهای یک ستون را می توان به راحتی با انتگرال گیری انحناها و بر عکس بدست آورد. در این مقاله از شبکه های عصبی مصنوعی برای تحلیل و بررسی رفتار ستون های بتن آرمه در سطح مولفه ای، شامل تعیین طول مفصل پلاستیک، استفاده شده و نتایج قابل قبول و مطلوبی بدست آمده است. به کمک نتایج حاصل از 150 آزمایش بر روی ستون های بتن آرمه و مدل شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی مشخصات مفصل پلاستیک شامل طول مفصل پلاستیک به گونه ای ارائه شده که با ارائه اطلاعات لازم به این شبکه ها در زمانی کمتر از چند دهم ثانیه می توان از مشخصات مفاصل پلاستیک اطلاع حاصل نمود. داده های ورودی به سه دسته آموزش، ارزیابی و آزمایش تقسیم شده که 70 درصد داده ها برای آموزش، 20 درصد برای ارزیابی و 10 درصد برای آزمایش در نظر گرفته می شوند. خطاهایی که در طول روند یادگیری بوجود می آیند نشان دهنده میزان اختلاف بین مقادیر ورودی (آزمایشگاهی) و مقادیر پیش بینی شده می باشند. با در نظر گرفتن خطاهای محاسبه شده و میزان تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی بر طول مفصل پلاستیک، رابطه ای ارائه شده است که با استفاده از این رابطه مقادیر اصلی اندازه گیری شده برای طول مفصل پلاستیک، بدست می آیند.

زنجیره تامین فروشنده - خریدار دارای مکانیسم قیمت عمده فروشی است. به خاطر وجود همین مکانیسم، فروشنده و خریدار اهداف متضادی دارند. به عنوان مثال، به علت پویایی تقاضا در بازار، خریدار ترجیح می دهد اندازه سفارش های متفاوتی از فروشنده داشته باشد تا هزینه نگهداری کمتری بپردازد. در این تحقیق، مدل های مختلف زنجیره تامین فروشنده - خریدار بررسی شده است که در آن رقابت و همکاری وجود دارد. در این مقاله تقاضای هر محصول متغیر فرض شده است، به طوری که تابعی از قیمت و هزینه تبلیغات آن محصول است. مدل های ارائه شده، روابط بین خریدار و فروشنده را در دو حالت بازی بدون همکاری و بازی های با همکاری در نظر می گیرند. بازی بدون همکاری در نظر گرفته شده از نوع نش است که در آن خریدار و فروشنده از قدرت یکسانی برخوردارند و به طور همزمان تصمیم می گیرند. به علت وجود تضاد در اهداف، مدل های خریدار و فروشنده کارایی لازم را ندارند، از این رو بازی با همکاری برای خریدار و فروشنده ارائه شده است تا هر یک نسبت به حالت بدون همکاری سود بیشتری عائدشان گردد. در پایان تعدادی مثال نیز برای مقایسه بین مدل های با همکاری و بدون همکاری ارائه شده است.

مدل سازی کلیدهای نیمه هادی در مبدل های سوئیچینگ از موضوع هایی می باشد که امروزه، بیشتر مورد توجه مهندسین طراح قرار گرفته است. زیرا به دیدگاه آنها در انتخاب ساختار، مقایسه، تعیین مقادیر اجزای مبدل، حلقه کنترلی و پایداری اشراف بیشتری می بخشد. در این مقاله، روشی عددی برای تعیین منحنی ولتاژ و جریان تایریستور در مبدل های الکترونیک قدرت ارائه شده است. عناصر موجود در این مبدل ها را می توان از نظر منحنی مشخصه، به دو گروه خطی و غیرخطی تقسیم بندی کرد. در روش پیشنهادی ابتدا منحنی مشخصه دوران یافته سوئیچ را در نظر گرفته و سپس دیاگرامی که گویای ارتباط جریان - ولتاژی تریستور است استخراج می شود. در ادمه، بلوک دیاگرام منتجه در مدار مبدل جاگذاری می گردد. از سوی دیگر ماتریس های امپدانس و انتقال مربوط به عناصر خطی به روش نظریه مش و گره تعیین می شوند. سپس بلوک دیاگرام سیستمی مبدل که شامل عملگرهای تفاضلی است تعیین شده و با اعمال روش رانگ - کوتای چند متغیره بر بلوک نهایی، مقادیر لحظه ای پارامترهای مبدل محاسبه می گردد. در انتها نتایج شبیه سازی با روش تحلیلی جبری پیشنهادی، مقایسه می شود که گویای کارآمدی این روش در تخمین ولتاژ و جریان سوئیچ ها می باشد به طوری که بیشینه خطای ولتاژ و جریان به کمتر از 2 درصد محدود می شود.

در تحقیق حاضر فرایند آلیاژسازی مکانیکی جهت تولید پودر نانوکامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده توسط ذرات نانومتری SiC به روش های آماری مدل سازی شده است. در ابتدا، از میان عوامل متعدد، عوامل موثرتر جهت تحلیل فرایند برگزیده شده اند. سپس آزمایش های عملی جهت تهیه پودر نانوکامپوزیت برنامه ریزی و انجام شده است. با توجه به این که آلیاژسازی مکانیکی متاثر از پارامترهای متعدد و پیچیده ای است، مدل سازی کامل فیزیکی آن تقریبا در شرایط فعلی غیرممکن به نظر می رسد. از این رو در مطالعه حاضر از مدل سازی آماری جهت تحلیل این فرایند تصادفی استفاده شده است. با انجام تحلیل های آماری بر روی نمودارهای توزیع اندازه ذرات، به روند تغییرات اندازه ذرات پس از آلیاژسازی مکانیکی پی برده می شود. در ادامه، با استفاده از روش رگرسیون از نوع درجه دو، آلیاژسازی مکانیکی با توجه به عوامل ورودی و خروجی انتخاب شده، مدل سازی شد. تحلیل های آماری جهت بررسی مناسب بودن این مدل انجام گرفت و مشخص شد که نسبت وزنی گلوله به پودر، توان دوم نسبت وزنی گلوله به پودر، اثر متقابل نسبت وزنی گلوله به پودر و حاصل ضرب سرعت آسیاب کاری در زمان آسیاب کاری بر روی اندازه متوسط ذرات، موثرتر می باشند. سایر متغیرهای ورودی در مدل رگرسیون به دست آمده، دارای اهمیت چندانی نمی باشند و از اثر آنها در مدل نهایی به دست آمده صرف نظر شده است.

طراحی ضخامت روسازی صلب باند فرودگاه مبتنی بر تنش کششی بحرانی در زیر دال بتنی می باشد. هدف از انجام این تحقیق تعیین نواحی بحرانی دال بتنی تحت بارگذاری انواع هواپیماها در محیط سه بعدی اجزا محدود است. در این مقاله با توجه به مدل سازی های سه بعدی صورت گرفته با استفاده از نرم افزار اجزا محدود ABAQUS، مطالعه عددی به منظور تعیین نقش مجموعه چرخ هواپیماهای مسافربری، تجاری و نظامی بر تنش بحرانی وارده بر روسازی و تعیین نواحی بحرانی روسازی صلب باند فرودگاه صورت پذیرفته است. بدین منظور آرایش چرخ های 148 هواپیمای مختلف در حالات مختلف بارگذاری در لبه و وسط دال بتنی مدل سازی شده است. نتایج این مطالعه بیانگر آنست که در میان هواپیماهای مختلفی که در فرودگاه های جهان تردد می کنند، A380F، B777-300ER، C17A وConcorde  بیشترین تنش کششی را بر روسازی صلب باند فرودگاه تحمیل می کنند. همچنین در طیف وسیعی از هواپیماها، در حالتی که طول تایر چرخ ها در لبه دال بتنی قرار می گیرد، بحرانی ترین تنش در زیر دال بتنی اتفاق می افتد.

بسیاری از سازه های ساخته شده از مواد ترد، مانند شیشه، بتن و یا ورق های فولادی مستحکم، ممکن است تحت بارهای ضربه ای و یا شوک های ناگهانی حاصل از انفجار قرار گیرند. در این حالت می توان رفتار ماده را به صورت الاستیک در نظر گرفت. در این تحقیق به بررسی رفتار یک ورق الاستیک ترک دار تحت شوک ناگهانی حاصل از انفجار پرداخته شده است. در اینجا با فرض اینکه طول ترک در مقایسه با ابعاد صفحه کوچک است، ابتدا روابط تحلیلی مربوط به توزیع تنش و خیز ورق الاستیک در حالت بارگذاری دینامیکی (وابسته به زمان) به دست آمده و سپس با استفاده از این روابط، میزان ضریب شدت تنش دینامیکی و به دنبال آن میدان های تنش در نوک ترک موجود در صفحه با در نظر گرفتن دو مود شکست یک و دو تعیین می شود. در نهایت اعتبار رابطه تحلیلی برای طول ترک های مختلف بررسی شده و نتایج با نتایج عملی در مطالعات گذشته و شبیه سازی المان محدود مقایسه شده است.

جوش ماهیچه ای به شکل اتصالات سپری و لب به لب در سازه های فولادی به صورت گسترده استفاده می شود. بنابراین تخمین میزان و نحوه توزیع تنش های پسماند در این اتصالات ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر توزیع تنش های پسماند مربوط به یک اتصال سپری مورد بررسی قرار گرفته است. انتهای اتصال به سه حالت مختلف ناقص، کامل با انحنا و بدون انحنا جوش کاری شده است. تحلیل عددی با روش اجزاء محدود و تحلیل تجربی با استفاده از روش سوراخ کاری مرکزی انجام شده است. نتایج عددی و تجربی مطابقت مطلوبی دارند. جوش کامل باعث کاهش تنش های پسماند طولی در ناحیه میانی اتصال و افزایش تنش های پسماند عرضی در ناحیه انتهایی می شود.