در پژوهش پیش رو، به معرفی روشی بهینه شده در تحلیل دینامیک مستقیم ربات های موازی سریع پرداخته شده است. بدین منظور، با الهام گیری از روش فنر مجازی لاگرانژ، روش نیوتنی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، اصلاح شده است. از مفاهیم فنرهای مجازی، پیشتر در خصوص روش های انرژی استفاده شده است. استفاده از روش فنر مجازی در روش نیوتونی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، شیوه ای جدید است که در این پژوهش معرفی شده است. به منظور شفاف سازی روش اصلاح شده و مقایسه ابعاد مختلف آنها، از یک مکانیزم صفحه ای 3RRR به عنوان مدل مرجع استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، فرایند استخراج معادلات در روش دینامیکی جدید بسیار کم هزینه تر است. این در حالی است که دقت این روش مشابه روش فنر مجازی لاگرانژ است و همچنین بر خلاف روش های انرژی، قادر به محاسبه عکس العمل های قیدی نیز می باشد. از سویی دیگر، روش اصلاح شده، نسبت به روش مکمل متعامد طبیعی جدا شده، زمان حل بیشتری دارد و برای محاسبات ریل تایم مناسب به نظر نمی رسد. همچنین، در سیستم های حلقه بسته، قیود سیستم باید به گونه ای تعریف شده باشند که بیانگر تغییرات طولی فنرهای مجازی باشند. در غیر این صورت، روش پیشنهادی پاسخ صحیح بدست نمی دهد.

فنر تخت، بخش اصلی سیستم تعلیق خودروهای سنگین است. وظیفه مهم فنر تخت جذب انرژی به صورت انرژی کرنشی ناشی از نیروهای مختلف وارد شده است. طبق تعریف انرژی کرنشی، موادی که از استحکام کششی زیاد و ضریب انعطاف پذیری کم برخوردارند برای انجام این وظیفه مناسب اند. کامپوزیت های پلیمری دارای الیاف بلند علاوه بر خواص یاد شده، چگالی کمی دارند و می توان از آنها در ساخت فنر تخت استفاده کرد. در این پژوهش، امکان جایگزینی فنر تخت فولادی شش لایه با فنر تخت کامپوزیتی پلیمری با ابعاد هندسی مشابه بررسی شده است. برای این منظور، ابتدا ابعاد هندسی فنر تخت کامپوزیتی پلیمری در مقایسه با فنر تخت فولادی شش لایه محاسبه و سپس رفتار فنر کامپوزیتی با استفاده از نرم افزار ANSYS مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد که فنر تخت کامپوزیتی طراحی شده نه تنها می تواند بخوبی وظیفه مورد نظر فنر تخت فولادی را انجام دهد، بلکه وزن فنر تخت به میزان 79 درصد کاهش می یابد. در ضمن، نیروی عمودی بحرانی برای فنر تخت کامپوزیتی پلیمری معادل 26436 نیوتن و توزیع تنش آن نسبت به نوع فولادی یکنواخت تر است.

در این نوشتار سعی شده است با استفاده از تابع گرین و تابع تبدیل برای معادله دیفرانسیل حاکم بر سیستم جرم و فنر غیر خطی با در نظرگرفتن اثرات نیروی باد، یک حل تحلیلی ارایه شود. این معادله در مدل سازی انواع سازه های فضایی، بال هواپیما و تمامی سازه هایی که در ارتفاع بالا به کار می روند و بهتر است که فونداسیون آنها به صورت فنر غیر خطی مدل شود. کاربرد بسیار زیادی دارد، به طوری که جواب معادله مذکور بیان کننده رفتار مکانیکی سیستم واقعی باشد.

یکی از مهمترین پارامترهای تعیین کننده در مقاومت فنر و مقاومت بتن حاوی فنر، طول گام آن می باشد. بنابراین در این مقاله با افزودن فنرهای فولادی کم کربن از جنس گالوانیزه با قطر، تعداد گام و درصدهای اختلاط مختلف به بتن خودتراکم، سعی در بهبود خواص مکانیکی آن شده است. بدین منظور فنرهایی با قطر 8، 12 و 16 میلی متر و با ضخامت 8/0 میلی متر، با تعداد گام های دو، چهار و شش در درصدهای حجمی 2/0 و 4/0 به بتن خودتراکم افزوده شده و آزمایشات مقاومت فشاری (نمونه استوانه ای به ابعاد 10*20 سانتی متر)، کششی (نمونه استوانه ای به ابعاد 10*20 سانتی متر) و خمشی (تیر منشوری به ابعاد 10*10*50 سانتی متر) بر روی آن ها انجام شد. نتایج حاکی از آن است که استفاده از فنر با قطر 12 میلی متر مقاومت فشاری، کششی و خمشی بتن خودتراکم را به ترتیب تا 29، 52 و 36 درصد افزایش داده اما استفاده از فنر با قطر 16 میلی متر نه تنها خصوصیات مکانیکی بتن خودتراکم را افزایش نداده بلکه کاهش نیز می دهد. بعلت سختی بالا و قرار داشتن قطر فنر 8 میلی متر در محدوده مابین سایز سنگدانه ها، استفاده از آن در جهت بهبود خواص مکانیکی بتن خودتراکم نیازمند تحقیقات و شناخت بیشتر می باشد. همچنین نقش اصلی در تعیین مقاومت بتن حاوی فنر را قطر فنرها ایفا کرده و تعداد گام فنر الزاما نمی تواند ملاک تعیین افزایش یا کاهش مقاومت بتن باشد. بعنوان جمع بندی کلی می توان بیان نمود که استفاده از فنرهای با تعداد شش گام، عملکرد مناسبی ندارند اما استفاده از فنرهای با دو و چهار گام با توجه به درصد استفاده و همچنین قطر فنر مورد استفاده، می توانند مقاومت فشاری، کششی و خمشی را افزایش دهند.

در این مقاله سعی شده است با استفاده از تابع گرین و تابع تبدیل برای معادله دیفرانسیل حاکم بر سیستم جرم، فنر غیر خطی و دمپر با در نظر گرفتن اثرات نیروی باد یک حل تحلیلی ارائه گردد. این معادله در مدلسازی انواع سازه های فضایی، بال هواپیما و تمامی سازه هایی که در ارتفاع بالا به کار می روند و بهتر است که فوندانسیون آنها به صورت فنر غیر خطی و دمپرمدل شود، کاربرد بسیار زیادی دارد، بطوری که جواب این معادله بیان کننده رفتارمکانیکی سیستم واقعی می باشد.

سالهاست که برای کاهش وزن خودرو و همچنین کاهش مصرف انرژی، استفاده از فنر شمشی کامپوزیتی، مرکب از الیاف و رزین با توجه به خواص کامپوزیتها مطرح بوده است. در این پژوهش، فنر شمشی کامپوزیتی برای خودروی نیسان پاترول طراحی و ساخته شد. در ابتدا، بهینه سازی ابعادی با ثابت در نظر گرفتن تنش خمشی و مساحت سطح مقطع در طول فنر انجام گرفت. سپس، با توجه به ابعاد بدست آمده از طراحی، فنر شمشی کامپوزیتی با ترکیب مناسبی از الیاف شیشه و رزین اپوکسی به روش لایه گذاری دستی ساخته شد. با مقایسه وزن فنر ساخته شده با نوع فلزی 5/79 درصد کاهش وزن مشاهده شد. همچنین، نتایج آزمون ایستایی نشان می دهد که عملکرد فنر در مقایسه با نوع فلزی قابل رقابت است. با نصب دو نمونه از فنر ساخته شده روی خودروی نیسان پاترول معلوم شد که راحتی مسافر هنگام حرکت خودرو از روی پستی و بلندیهای جاده بهتر از حالت اولیه آن (هنگامی که فنر فلزی قرار داشت) است و ارتفاع خودرو نیز تغییری نمی کند.

در این پژوهش تاثیر ورق پوشش سقف و عملکرد تنش پوسته ها در طراحی بهینه سوله های قوسی مورد بررسی قرار می گیرد. طبق عملکرد تنش پوسته ها، بخشی از نیروی افقی وارد بر سازه، توسط دیافراگم و بخشی توسط قاب تحمل می شود و قاب ها برای نیروی کمتر طراحی می گردند در نتیجه این عملکرد نقش اساسی در طراحی بهینه سوله ها خواهد داشت. تئوری فنر معادل، روش مورد استفاده برای طراحی این عملکرد در این پژوهش می باشد. جهت طراحی سریع و آسان سوله ها، با برقراری ارتباط بین نرم افزارهای Sap2000 و Matlab و استفاده از الگوریتم ژنتیک، نرم افزار طراحی سوله فراهم شده است که این نرم افزار با استفاده از ابعاد سوله و شرایط محیطی محل استقرار سوله، به هر دو روش تنش مجاز و عملکرد تنش پوسته ها به طراحی سازه با بهترین مقاطع می پردازد. توسط این نرم افزار هفت سوله قوسی با ابعاد دهانه، طول، تعداد قاب و ارتفاع ستون متفاوت با ضخامت پوشش سقف 5/0 و 7/0 میلی متر طراحی و عملکرد تنش پوسته ها در آن ها بررسی می شود. تابع هدف وزن سازه است و مسئله شامل 8 متغیر طراحی می باشد. بررسی نتایج این مقاله نشان می دهد که عملکرد تنش پوسته ها بیش از 20 درصد در کاهش وزن تاثیر دارد و میزان این تاثیر به ابعاد سازه وابسته است به طوریکه افزایش ارتفاع ستون ها حدود 10 درصد تاثیر این عملکرد را افزایش می دهد و افزایش دهانه سوله از تاثیر عملکرد تنش پوسته-ای بیش از 5 درصد می کاهد. افزایش تعداد قاب ها و تغییر طول سازه تاثیری ناچیز و در حدود 1 یا 2 درصد دارد. تغییر ضخامت ورق پوشش به اندازه 2/0 میلی متر، حدود 3 درصد در کاهش بیشتر وزن موثر خواهد بود.