ORIGINAL_ARTICLE شناسه علمی مجله آبان 1392 دوره سیزدهم شماره 8 - http://mme.modares.ac.ir/article-1-6339-fa.pdf 2013-10-23 0 0 - - http://mme.modares.ac.ir/article-1-6339-en.pdf 2013-10-23 0 0 - -
ORIGINAL_ARTICLE تحلیل ارتعاشی تیر های دورانی باریک شونده و استفاده از الگوریتم ژنتیک برای تشخیص ترک در این تیرها در این مقاله روشی تحلیلی موسوم به روش انتقال دیفرانسیل برای تعیین فرکانس¬های طبیعی تیر دورانی ترک دار اویلر برنولی با سطح مقطع متغیر ارائه شده است. ابتدا فرکانس¬های طبیعی تیر ترک دار با تغییر موقعیت ترک و عمق آن به دست می آید. نتایج حاصل جهت اعتبار سنجی با مقادیر تجربی به دست آمده از آزمایش مودال، نرم افزار آباکوس و روش های دیگر مورد استفاده در سایر مقالات مقایسه می شود که تطابق خوبی بین آنها مشاهده می¬گردد. در ادامه مسأله معکوس مورد بررسی قرار می¬گیرد؛ بدین منظور با به کارگیری الگوریتم ژنتیک و با استفاده از فرکانس های طبیعی تیر ترک دار که از آزمایش مودال حاصل شده اند موقعیت و عمق ترک در تیر دورانی با سطح مقطع متغیر تعیین می شود. مشاهده می¬گردد که نتایج عددی یه دست آمده تطابق قابل قبولی با موقعیت و عمق واقعی ترک دارد که نشان دهنده کارآیی این روش در تعیین پارامترهای ترک در تیرهای دورانی است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3952-fa.pdf 2013-07-23 1 13 تیر دورانی اویلر- برنولی الگوریتم ژنتیک ترک آزمایش مودال فرکانس طبیعی Vibration analysis of rotating tapered cantilever beams and using genetic algorithms to detect cracks in these beams The current article presents an analytical approach, for determining the natural frequencies of a rotating cracked Euler–Bernoulli beam with a varying transverse cross-section, using the so-called differential transform method (DTM). First, the natural frequencies of the beam are obtained for different values of the crack position and depth. The results have been validated against those obtained from experimental modal test, Abaqus software and some other methods reported in the literature and a good agreement between the results is observed. Then, the inverse problem is investigated. For this reason, the position and depth of the crack of the rotating beam with a varying transverse cross-section are estimated using the genetic algorithm and then, the natural frequencies are obtained from the modal test. It is seen that the numerical results have a suitable agreement with the actual position and depth of the crack that indicates the effectiveness of this method in determining the parameters of the crack in the rotating beams. http://mme.modares.ac.ir/article-1-3952-en.pdf 2013-07-23 1 13 Euler-Bernoulli rotating beam genetic algorithms Crack Modal Analysis Natural frequency Saeid Talebi 1 MSc Student, University of Isfahan AUTHOR Alireza Ariaei 2 Faculty of Engineering, University of Isfahan AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE تحلیل جریان گذرای غیرهم‌دمای گاز درون خطوط لوله با استفاده از روش‌ عددی خطی‌شده تجزیه شار روش تفاضل محدود ضمنی استیگر- وارمینگ، برای شبیه سازی عددی جریان گذرای غیرهم دمای گاز مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به غیرخطی بودن معادلات، در ابتدا خطی سازی حول هر گام زمانی انجام شده است که این امر ضمن کاهش تلاش محاسباتی جریان مورد نظر را نیز با سهولت بیشتری تحلیل می نماید. به منظور اعتبارسنجی و ارزیابی دقت روش حل عددی، ابتدا جریان فانو و جریان درون یک لوله شوک مورد بررسی قرار گرفته است. سپس جریان گذرا درون یک خط لوله گاز که فشار در ورودی آن به صورت تابعی از زمان تغییر می کند، شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی عددی حاضر نشان می دهد که روش عددی تفاضل محدود خطی شده مورد استفاده در این مطالعه، تغییرات ناگهانی در شرایط جریان را به خوبی روش حل غیرخطی نمایان می سازد. همچنین روش عددی حاضر قادر است جریان های گذرای گاز را با دقت مناسب در مقایسه روش حل غیرخطی با تلاش محاسباتی کمتر تحلیل نماید. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8392-fa.pdf 2013-08-23 14 27 جریان غیرهم‌دما جریان گذرا خطوط لوله گاز روش‌های خطی‌شده گاز حقیقی Non-isothermal Transient Flow Analysis in Gas Pipelines Using a linearized Flux Splitting Numerical Scheme Numerical simulation of non-isothermal transient gas flow is performed using implicit Steger-Warming finite difference method. Because of nonlinearity of the governing equations, they are linearized at each time step. The linearization either reduces computational effort or analyzes the flowfield more conveniently. In order to validate and evaluate the accuracy of current numerical method, Fanno and shock tube flows are investigated first. Then, transient flow in a gas pipeline that its inlet pressure changes with time is simulated. The results of present study show that Steger-Warming finite difference scheme can well captured the sudden changes in the flowfield. Moreover, the present method is able to analyze transient gas flows as nearly accurate as the nonlinear one with less computational effort. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8392-en.pdf 2013-08-23 14 27 non-isothermal flow Transient Flow gas pipeline linearized schemes real gas 1 Shahid Chamran University of Ahvaz AUTHOR Aziz Azimi 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE مدل شرط مرزی برای شبیه سازی مرزهای منحنی در روش لتیس بولتزمن از آنجایی که الگوریتم لتیس بولتزمن در یک شبکه کارتزین تعریف می شود، مدل سازی مرزهای منحنی محدود به یک سری خطوط شکسته است که جدا از کاهش دقت شبیه سازی می تواند نتایج غیر فیزیکی نیز به دنبال داشته باشد. رایج ترین ایده برای بهبود دقت شبیه سازی، برونیابی اطلاعات لازم در گره های مرزی است. در اغلب تحقیقات گذشته، متناسب با فاصله گره تا مرز منحنی از دو رابطه برای انجام برونیابی استفاده شده است که می تواند تغییرات شدید توابع توزیع ذرات را به هنگام تعویض رابطه به دنبال داشته باشد. در این مقاله طرحی جدید برای اعمال شرط مرزی پیشنهاد شده است که برونیابی صورت گرفته در آن تنها نیازمند به یک رابطه است و محدود به جریان سیال نبوده بلکه در تمامی مسائل فیزیکی قابل اعمال می باشد. به طور خاص برای شبیه سازی جریان سیال نیز شرط مرزی جدیدی معرفی شده است که در عین استقلال از شکل هندسی مرز، از برقراری شرط عدم لغزش در گره های مرزی اطمینان حاصل می نماید. طرح شرط مرزی جدید به کمک تعدادی از مسایل کلاسیک اعتبارسنجی گردیده است. نتایج نشان دهنده دقت و پایداری قابل قبول مدل شرط مرزی حاضر در شبیه سازی و حفظ تمامیت فیزیکی مرزهای منحنی می باشد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-13-fa.pdf 2013-08-23 28 41 لتیس بولتزمن شرط مرزی منحنی شرط مرزی عدم لغزش شبکه بولتزمن A new curved boundary treatment for the lattice Boltzmann method Since the lattice Boltzmann method (LBM) originally carries out the simulations on the regular Cartesian lattices; curved boundaries are often approximated as a series of stair steps. The most commonly employed technique for resolving curved boundary problems is extrapolation of macroscopic properties at boundary nodes. Previous investigations have indicated that using more than one equation for extrapolation in boundary condition potentially causes abrupt changes in particle distributions. Therefore, a new curved boundary treatment is introduced to improve computational accuracy of the conventional stair-shaped approximation used in lattice Boltzmann simulations by using a unified equation for extrapolation of macroscopic variables. This boundary condition is not limited to fluid flow and can be extended to other physical fields. The proposed treatment is tested against several well established problems. Numerical results show that the present treatment is of second-order accuracy, and has well-behaved stability characteristics. http://mme.modares.ac.ir/article-1-13-en.pdf 2013-08-23 28 41 Lattice Boltzmann Curved Boundary Condition No-slip Boundary Condition Omid Mohammadipoor 1 AUTHOR 2 AUTHOR Seyed Ali Mirbozorgi 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE آنالیز مودال یک تیر تحت اثر جرم متحرک با استفاده از روش‌های مودال برای سیستم‌های خطی متغیر با زمان در حوزه زمان تعمیم و گسترش مفهوم آنالیز مودال برای سیستم های خطی متغیر با زمان پریودیک و استفاده از آن به منظور استخراج فرکانس های طبیعی یک تیر تحت اثر جرم متحرک مدنظر است. در همین راستا ابتدا مفهوم کلی آنالیز مودال برای سیستم های خطی متغیر با زمان در حوزه زمان بیان و چگونگی استخراج مشخصه های دینامیکی، شبه پارامترهای مودال، این سیستم ها با استفاده از محاسبه مقادیر ویژه ماتریس انتقال حالت سیستم ارائه می گردد. پس از معرفی شبه پارامترهای مودال، روند تعیین ماتریس انتقال حالت یک سیستم خطی متغیر با زمان بیان و در ادامه شبه پارامترهای مودال تشریح می شود. برای دنبال کردن هدف اصلی مقاله، پس از مدل سازی مسئله در نرم افزار متلب و ثبت دادهای ورودی و خروجی، شبه فرکانس های طبیعی یک تیر با جرم متحرک ، به عنوان سیستمی متغیر با زمان، با استفاده از روش تشریح شده محاسبه و در انتها نیز نشان داده می شود که شبه پارامترهای مودال یک سیستم خطی متغیر با زمان پریودیک، با همان دوره تناوب تکرار می شوند. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8051-fa.pdf 2013-08-23 42 56 آنالیز مودال سیستم‌های خطی متغیر با زمان شبه پارامترهای مودال و ماتریس انتقال حالت Modal Analysis of a Beam Mass System using Time Varying Modal Analysis Methods This paper discusses an adaptation of modal analysis concepts to time-varying periodic systems. It will be shown that the pseudo-modal parameters preserve certain properties of the conventional modal parameters defined for LTI systems. For this reason, after definition of pseudo modal parameters for time varying systems, a new modal analysis method will be introduced in time domain and it will be shown that these parameters could explain the nature of system. For periodic time varying systems, state transition matrices are formed by an ensemble set of responses which are obtained through multiple experiments on the system with the same time varying behavior. In next step the pseudo natural frequencies of a beam with moving mass using introduced method will be extracted. In final, it will be proved that for a linear time periodic system, the pseudo natural frequency treats periodic too. http://mme.modares.ac.ir/article-1-8051-en.pdf 2013-08-23 42 56 Modal Analysis Linear Time Varying system Pseudo Modal Parameters and State Transition matrix Hadi Pourshahsavari 1 malek ashtar university AUTHOR Esmaeel Ghorbani 2 AUTHOR Mehdi Keshmiri 3 Associated Professor, Isfahan University of Technology AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی اثر سرعت سرد کردن بر رفتار استحاله تبرید پیوسته در فولاد خط لوله API X65 در این پژوهش، از آزمون دیلاتومتری و مشاهدات ریزساختاری برای مطالعه رفتار استحاله در فولاد خط لوله API X65 و از ریزسختی¬سنجی برای تأیید ریزساختارهای مشاهده شده استفاده شده است. فولاد مورد مطالعه تماماً وارداتی است و بطور گسترده در خطوط لوله انتقال گاز ایران بکار می رود. با استفاده از نتایج حاصل، نمودار CCT این فولاد ترسیم گردید. مشاهدات نشان داد که با افزایش سرعت سرد کردن از 5/0 تا °C/s40، ریزساختار فولاد مورد مطالعه از فریت شبه چندوجهی-پرلیتی به فریت سوزنی تغییر می کند. در سرعت¬های سرد کردن بالاتر از °C/s5 ریزساختار حاصل بطور عمده از فریت سوزنی تشکیل شده است. از نتایج پژوهش حاضر می توان برای طراحی عملیات ترمومکانیکی بهینه در داخل کشور (با انتخاب سرعت سرد کردن مناسب در فرآیند تولید فولاد) استفاده کرد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-5636-fa.pdf 2013-08-23 57 67 استحاله تبرید پیوسته فولاد میکروآلیاژی فریت سوزنی خط انتقال گاز Investigation of cooling rate on continuous cooling transformation behavior of API X65 pipeline steel The transformation behavior and microstructural characteristics of API X65 pipeline steel were investigated by dilatometry and microstructural observation. Microhardness measurements were used to verify the observed microstructures. The test steel is imported from abroad and is used extensively in Iran natural gas transmission projects. The continuous cooling transformation curves of the test steel were constructed. The results showed that with increasing the cooling rate from 0.5 to 40°C/s, the microstructure changes from polygonal ferrite, quasi-polygonal ferrite-pearlite to acicular ferrite. The microstructure was dominated by acicular ferrite in cooling rates higher than 5°C/s. The results can be used to design the optimum thermo-mechanical control process (through the selection of proper cooling rate) in domestic manufacturing process of the test steel. http://mme.modares.ac.ir/article-1-5636-en.pdf 2013-08-23 57 67 API X65 Continuous Cooling Transformation Microalloyed Steel Acicular Ferrite Gas Transportation Pipeline API X65 1 AUTHOR Sayyed Hashemi 2 The University of Birjand AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE ارزیابی فرض عدم وابستگی دمایی خواص ترموفیزیکی نانوسیال آب اکسید آلومینیم در انتقال حرارت جابجایی آزاد درون حفره در این تحقیق، صحت فرض خواص ترموفیزیکی مستقل از دما برای نانو سیال آب-اکسید آلومینیوم در انتقال حرارت جابجایی آزاد درون حفره بررسی شده است. محاسبات به روش عددی و بر اساس حجم محدود و الگوریتم سیمپل انجام شده است. نتایج برخی با روابط موجود برای حفره مقایسه شده است. به منظور ارزیابی عملکرد حرارتی حفره، مقدار متوسط عدد ناسلت روی دیواره گرم در دو حالت، یکی خواص ترموفیزیکی مستقل از دما و در دمای میانگین حفره و دیگری خواص متغیر با دما، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که در تمام کسر حجمی های در نظر گرفته شده و در اختلاف دمای کمتر از 5 درجه سانتیگراد، میزان اختلاف در عدد ناسلت در حالتی که خواص مستقل از دما در نظر گرفته شده اند در مقایسه با حالتی که خواص تابعی از دما باشند کمتر از 10 درصد است. با افزایش اختلاف دما، اختلاف بین عدد ناسلت در دو حالت افزایش یافته و با افزایش کسر حجمی، این اختلاف بیشتر می شود. نتایج همچنین نشان می¬دهد که درصد خطای محاسباتی ناشی از ثابت فرض کردن خواص ترموفیزیکی و محاسبه آنها در دمای میانگین حفره تنها به اختلاف دمای دیوارهای سرد و گرم وابسته است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10638-fa.pdf 2013-08-23 68 78 انتقال حرارت جابه جایی آزاد نانو سیال خواص وابسته به دما Evaluation of temperature-independent thermophysical properties assumption of water based alumina nanofluid in natural convection within the enclosures In this research, validity of temperature-independent thermophysical properties assumption of water-Al203 nanofluid in natural convection problems within the enclosures is investigated. The numerical results are obtained utilizing an in-house finite volume code based on the SIMPLE algorithm. In order to do the validation the numerical results and those of existing correlations are compared. In order to evaluate the thermal performance of the enclosure, the average Nusselt number on the hot side wall in both temperature-independent and dependent cases is compared Results show that, in the all considered solid volume fractions, the difference in the Nusselt number in the case of temperature-independent properties is less than 10 percent in comparison with the case in which the properties are temperature-dependent when temperature difference is less than 5 ○C. As the temperature increases, the difference between Nusselt number in both cases increases and the effect of increase in solid volume fraction is to increase this difference. Results also show that the difference between these two cases is dependent solely on temperature differences between the hot and cold walls regardless of the temperature they have. http://mme.modares.ac.ir/article-1-10638-en.pdf 2013-08-23 68 78 Heat Transfer Free Convection nanofluid temperature-dependent properties 1 AUTHOR Amir Omidvar 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE حفظ تعادل دینامیکی ربات بازودار دوچرخ دیفرانسیلی با کمبود عملگر ‏توسط چرخ عکس العملی در این مقاله، یک مکانیزم جدید پایدارسازی برای ربات دوچرخ دارای بازو ارائه شده است. ربات¬های دوچرخ، به دلیل آنکه دارای ‏یک مفصل غیرفعال در محل تماس چرخ¬های پایه ی متحرک خود همانند یک پاندول معکوس می¬باشند، برای حفظ تعادل نیاز به کنترل و ‏پایدارسازی به صورت دینامیکی دارند. روش کنترل تعادل این گونه ربات¬ها، با استفاده از به حرکت در آوردن ربات و کمک گرفتن از گشتاور ‏اینرسی حاصل از این حرکت می¬باشد که با محدودیت¬هایی همراه است. در مکانیزم ارائه شده، جهت برطرف نمودن چنین نقایصی، از یک چرخ عکس¬العملی استفاده شده است. به این صورت که جهت حفظ ‏تعادل از عکس¬العمل ناشی از اعمال گشتاور موتور به این چرخ استفاده می¬گردد. با بکارگیری این روش، به دلیل استقلال عملکرد این ‏زیرمجموعه از حرکت یا سکون پایه حین پایدارسازی، در عملکرد مجموعه ربات و بازوان رباتیک اخلالی ایجاد نکرده و نیز وابستگی تعادل را ‏به سطح حرکت به طور کامل حذف می¬نماید. مدل دینامیکی این مجموعه جهت شبیه¬سازی عملکرد، به صورت یک مدل تحلیلی استخراج و ‏صحه¬گذاری شده است. سیستم کنترلی مورد استفاده بر روی این مجموعه نیز در حالات کاری مختلف شبیه¬سازی شده و نتایج آن مورد ‏بحث قرار می گیرد.‏ http://mme.modares.ac.ir/article-1-12110-fa.pdf 2013-08-23 79 92 "ربات" "غیرهولونومیک" "مفصل غیرفعال" "چرخ عکس العملی" Dynamic Balancing of an Under-Actuated Differential Two ‎Wheeled Manipulator by a Reaction Wheel Abstract-In this article, a new stabilizing mechanism for a two wheel robot is proposed. Such systems, due to inherent ‎instability, require dynamic stabilization. The conventional method for stabilizing these robots is moving the base back ‎and forth, to use its inertia effects. Therefore, such strategies drastically depend on the ground surface, besides the ‎robot is not able to reconfigure its manipulator to do any desired task. These limitations reduce the capability of the ‎robot to manipulate objects, and to perform accurate tasks. In order to omit these restrictions, in the developed ‎mechanism, a reaction wheel is used. The proposed mechanism exploits the inertia moment of reaction wheel to ‎stabilize motion of the robot. Therefore, since there is no interaction between the reaction wheel and the ground surface, ‎by using this mechanism there would be no concern about the surface that the robot moves on that. Also, manipulator ‎of the robot can track the given trajectories, without considering stability limitations. In order to show the performance ‎of proposed mechanism, a verified dynamics model of the robot is used and the control algorithm with various initial ‎conditions is simulated.‎ http://mme.modares.ac.ir/article-1-12110-en.pdf 2013-08-23 79 92 "Two-wheeled Robot" "Non-holonomic constraint" "Under-actuated Joint" "Reaction Wheel" SeyedReza Larimi 1 Msc. Mechanical Engineering on K.N.Toosi University AUTHOR 2 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE مقایسه انتقال حرارت در یک محفظه بسته دارای لایه متخلخل عمودی و افقی به روش شبکه بولتزمن در این مقاله به بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه دارای لایه متخلخل میانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن پرداخته می¬شود. روش شبکه بولتزمن به کار رفته براساس معادلات تعمیم یافته ناویر-استوکس با در نظر گرفتن تمام نیروهای وارد بر سیال و نیز نیروی درگ حاصل از ماتریس جامد می باشد. نتایج این تحقیق، شامل بررسی اثرات پارامترهای بی بعد حاکم بر مسئله از جمله عدد رایلی، عدد دارسی، ضریب تخلخل ماده متخلخل و نیز بررسی اثر موقعیت لایه متخلخل میانی در دو حالت عمودی و افقی بر جریان سیال و میزان انتقال حرارت در محفظه می باشد. اثرات تغییر عدد بی بعد دارسی و رایلی نیز به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته و عدد بدون بعد رایلی اصلاح شده در حالت وجود لایه متخلخل محلی معرفی می شود. با تغییر این عدد بی بعد، رژیم غالب انتقال حرارت در لایه متخلخل می¬تواند به صورت مکانیزم هدایتی تا جابجایی تغییر کند. همچنین با توجه به تغییرات عدد ناسلت متوسط مشاهده گردید که میزان انتقال حرارت در محفظه در حالتی که لایه متخلخل میانی بصورت عمودی در محفظه قرار می¬گیرد، بالاتر است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-12291-fa.pdf 2013-08-23 93 107 انتقال حرارت جابجایی آزاد محفظه بسته روش شبکه بولتزمن لایه متخلخل میانی عمودی و افقی Comparison of Heat Transfer in a Cavity between Vertical and Horizontal Porous Layers using LBM In this paper, natural convection heat transfer inside an enclosure which is partially filled with porous layer is reported using lattice Boltzmann method. Generalized equations in modeling flow in porous media have been employed which are coupled with the lattice Boltzmann formulation of the momentum and energy equations. The present study investigates the effect of position of porous layer on heat transfer rate for different dimensionless parameters, such as Rayleigh number, Darcy number and porosity of the porous layer. In addition, a modified Rayleigh number is presented as an effective parameter which affects the degree of penetration of the fluid into the porous layers. The obtained results showed that the heat transfer rate in the case of vertical layer is more than that of horizontal porous layers. http://mme.modares.ac.ir/article-1-12291-en.pdf 2013-08-23 93 107 Natural Convection Heat Transfer Cavity Lattice Boltzmann Method Vertical/Horizontal Porous Layer Mohsen Nazari 1 Assistant Prof. of Mechanical Eng. Shahrood Univ. of Technology AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE طراحی و بهینه سازی فرآیند فورج پره فن ژنراتور زیمنس آلیاژ Al-2024 فرآیند فورج پره بدلیل هندسه پیچیده و دقت ابعادی بالا، نحوه جریان ماده پیچیده و ضخامت¬های متغیر و در بعضی موارد بسیار کم، فرآیندی پیچیده است. امروزه شبیه¬سازی المان محدود به عنوان یک روش قدتمند، بطور گسترده در فرآیندهای شکل¬دهی فلزات استفاده می¬شود. از مهمترین پارامترهای ورودی شبیه¬سازی عددی، رفتار ماده و شرایط اصطکاکی می¬باشند. آزمایش¬های عملی فشار استوانه و حلقه [رینگ] برای بدست آوردن این پارامترها برای آلیاژ آلومینیوم Al-2024 که برای تولید پره فن ژنراتور 202 مگا ولت آمپر زیمنس استفاده می¬شود، اجرا گردید. برای ارزیابی نتایج آزمایش¬ها و صحت شبیه¬سازی¬هایی که انجام می¬شود آزمایش¬های عملی اجرا شده است. به این ترتیب با توجه به هزینه¬های بسیار بالای ساخت نمونه اصلی پره، از آزمایش پرس جانبی استوانه استفاده شد. نتایج آزمایش عملی و شبیه¬سازی عددی تطابق بسیار خوبی با هم دارند. حفره قالب¬ نهایی و سپس پیش¬فرم¬های مورد نیاز برای دست¬یابی به پره Al-2024 فن ژنراتور زیمنس ، طراحی گردیده است. این مراحل شامل اکستروژن، خم، آپستینگ و مرحله نهایی برای بدست آوردن یک قطعه سالم و شرایط نیرویی مناسب می¬باشد. فرآیند نهایی در دماهای قالب و قطعه¬کار و نرخ کرنش¬های مختلف شبیه¬سازی شد و با بررسی نتایج، شرایط بهینه فورج ارائه گردید. http://mme.modares.ac.ir/article-1-9057-fa.pdf 2013-08-23 108 122 فورج پره آلومینیومی آلیاژ Al-2024 شبیه سازی عددی Design and optimization of Al-2024 Siemens generator fan blade forging process Blade forging is an intricate process due to complicated geometry, high dimensional accuracy, complicated material flow, varying and sometimes very thin thicknesses. As a powerful tool, numerical simulation is used in different steps of designing process. Mechanical properties (stress-strain curves) of the material and friction factor of contact surface are of the most important inputs of the simulation. Thus, cylinder and ring compression experiments were conducted to obtain these inputs for Al-2024 used in forging of 202 MVA Siemens generator fan blade. Because of high costs of blade forging and suitability of cylinder side-pressing this experiments were used to evaluate the compression tests and simulations. Good accordance was observed between simulation and experiment. Final forging die cavity and then preforms needed to produce a sound part are modeled. Designed preforming steps include extrusion, bending and upsetting. Blade final forging step was simulated in different temperatures of die and workpiece and strain rates and the optimum condition was determined. http://mme.modares.ac.ir/article-1-9057-en.pdf 2013-08-23 108 122 Aluminum Blade Forging Al-2024 Alloy Numerical simulation Reza Saeedi 1 AUTHOR Mohamad Hosein Sadeghi 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE مدل‌سازی برش شیشه با جت آب همراه با ذرات ساینده توسط شبکه عصبی و بهینه‌سازی زبری سطح با استفاده از الگوریتم کرم شب‌تاب در این مقاله از الگوریتم تازه گسترش یافته کرم شب تاب برای بهینه سازی فرآیند برش شیشه با جت آب همراه با ذرات ساینده که فرآیندی چند متغیره غیر خطی است، استفاده گردید. در روش پیشنهادی به منظور مدل سازی و پیش بینی زبری سطح فرآیند برش شیشه؛ با توجه به پارامترهای فرآیند شامل فشار جت آب، سرعت پیشروی، نرخ ریزش ذرات ساینده و فاصله نازل تا سطح قطعه کار از شبکه عصبی مصنوعی پیشخور با باز انتشار خطا استفاده شد. در ادامه، الگوریتم کرم شب تاب با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی، اقدام به بهینه کردن زبری سطح برش خورده به عنوان تابع هدف نمود و در نهایت پارامترهای متناسب با زبری سطح کمینه ارائه گردید. نتایج حاصله نشان داد که مدل پیشنهادی برای پیش بینی پارامترهای خروجی مناسب بوده و همچنین نتایج بدست آمده از الگوریتم بهینه سازی استفاده شده، حاکی از کاربردی بودن این الگوریتم در فرآیندهای با طبیعت پیچیده، دارد. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4422-fa.pdf 2013-08-23 123 134 مدل سازی جت آب همراه با ذرات ساینده بهینه سازی شبکه عصبی الگوریتم کرم شب تاب Modeling of abrasive water-jet cutting of glass using artificial neural network and optimization of surface roughness using firefly algorithm Abstract- In this paper, it is shown how to use the recently developed Firefly Algorithm to optimize abrasive water-jet cutting as a nonlinear multi-parameter process. Back propagation neural network were developed to predict surface roughness in abrasive water-jet cutting (AWJ) process. In the development of predictive models, machining parameters of traverse speed, water-jet pressure, standoff distance and abrasive flow rate were considered as model variables. Firefly Algorithm by using back propagation neural network optimizes glass surface roughness in abrasive water-jet cutting and proposes appropriate parameters for minimum surface roughness. Testing results demonstrate that the model is suitable for predicting the response parameters. However this algorithm has not be tested for practical problems, the results showed this algorithm applicable for processes with complex nature. http://mme.modares.ac.ir/article-1-4422-en.pdf 2013-08-23 123 134 Modeling Abrasive water jet cutting Optimization Neural Network Firefly algorithm 1 AUTHOR khalil khalili 2 University of Birjand AUTHOR Abolfazl Foorginejad 3 University of Birjand AUTHOR Jawad Ashory 4 University of Birjand AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی عملکرد سیستم تغذیه سوخت آند پیل سوختی غشا پلیمری با اجکتور نازل همگرا در این مقاله، سیستم تغذیه سوخت آند پیل سوختی غشا پلیمری به وسیله اجکتور نازل همگرا، مطالعه شده است. این سیستم برای کاهش توان پارازیتی پیل، بازگشت دوباره سوخت و استفاده از انرژی پتانسیل فشاری مخزن سوخت بسیار موثر است. با انتخاب یک مدل تقارن محوری اجکتور، معادلات حاکم شامل: بقا جرم، ممنتم، انرژی و معادله حالت به روش عددی حل شده اند و تاثیر افت فشار گاز در کانال سوخت سمت آند، فشار عملکرد پیل سوختی و دمای عملکرد پیل بر عملکرد اجکتور بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش افت فشار پیل، عملکرد اجکتور بهبود یافته و حتی در فشار جریان اولیه پایین تر، افزایش عملکرد بهتر خواهد بود که این مزیت خوبی می باشد که در فشار پایین تر به بالاترین نسبت دبی جرمی جریان ثانویه به دبی جرمی جریان اولیه دست یابیم. با افزایش فشار و دمای کارکرد پیل نیز عملکرد اجکتور بهتر خواهد شد؛ هر چند که حساسیت عملکرد اجکتور به افزایش فشار کارکرد، بسیار بیشتر است. تاثیر نسبت قطر ناحیه اختلاط به قطر نازل نیز به عنوان یک پارامتر هندسی مهم بررسی شده است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2843-fa.pdf 2013-08-23 135 150 پیل سوختی غشا پلیمری اجکتور جریان برگشتی آند عملکرد مدلسازی عددی Analysis of performance convergent nozzle ejector in the PEM system In this study, convergent nozzle ejector in the PEM fuel cell system is analyzed. This method can reduce the parasitic power of the fuel cell, recycle the unconsumed hydrogen to the fuel cell to increase the fuel usage efficiency, utilize the pressure potential energy of hydrogen and regulate the anode humidity with the recycle gas. For this purpose, continuity, momentum, energy and state equations are solved by numerical methods and effects of pressure drop (through the channel towards the anode), operating pressure and temperature of the fuel cell and also nozzle diameter on the ejector performance was analyzed. With decreasing of pressure drop, even in primary lower pressure, increasing of performance pressure the performance of ejector will improved. The temperature increase has no effect on the performance of the ejector itself, but has enormous effect on the fuel cell. Increasing the diameter ratio of the constant diameter zone to the nozzle diameter leads to increasing of recirculation anode line of the fuel in higher pressure. http://mme.modares.ac.ir/article-1-2843-en.pdf 2013-08-23 135 150 PEM fuel cell ejector Recirculation performance CFD 1 AUTHOR Ebrahim Afshari 2 AUTHOR 3 AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE بررسی اثر ضربه کم سرعت بر نانوتیر تیموشنکو با استفاده از تئوری غیر محلی الاستیسیته در این مقاله ضربه کم سرعت قائم بر روی نانوتیر تیموشنکو بر اساس تئوری غیر محلی، بصورت تحلیلی و برای بررسی رفتار دینامیکی نانوتیر ارائه شده است. با در نظر گرفتن معادلات ارتعاش آزاد تیر، ضربه وارد شده به نانوتیر با استفاده از شرایط مرزی و مقدار اندازه حرکت پرتابه و نانوتیر بلافاصله بعد از برخورد، بیان شده است. شرایط مرزی دو سر ساده و دو سر گیردار، همچنین تاثیر نسبت جرم نانوتیر به پرتابه (نسبت جرم) بر روی تغییر شکل دینامیکی نانوتیر تیموشنکو، بررسی شده است. برای اعتبار سنجی، نتایج حاصل از این روش، با تحلیل های موجود و بر اساس تئوری الاستیسته و تئوری تیر کلاسیک، برای دو ماده مختلف( فولاد و آلومینیوم) مقایسه و تطابق مناسبی مشاهده شده است. با افزایش پارامتر غیر محلی، تغییر شکل دینامیکی حداکثر وسط نانوتیر، افزایش یافته و فرکانس نانوتیر در همه نسبت های جرم، کاهش یافته است. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6038-fa.pdf 2013-08-23 151 160 تئوری غیر محلی الاستیسیته ضربه کم سرعت نانوتیر تیوشنکو تغییر شکل دینامیکی Low velocity impact on Timoshenko nanobeam using a nonlocal elasticity theory In this article, analytical solutions of low velocity transverse impact on a nanobeam are presented using the nonlocal theory to bring out the effect of the nonlocal behavior on dynamic deflections. Impact of a projectile (mass) on simply supported and clamped nanobeams are investigated using nonlocal Timoshenko beam theory. In order to obtain an analytical result for this problem, an approximate method has been developed wherein the applied impulse is replaced by a suitable boundary condition and initial momentum of projectile and nanobeam. A number of numerical examples with analytical solutions for nonlocal nanobeam and classical beam (steel and aluminum) have been presented and discussed. When the value of the striker mass is increased, the frequencies are decreased and the maximum dynamic deflection at the center of the beam is increased for both of the simply supported and the clamped-clamped nanobeams. The inclusion of the nonlocal effect increases the magnitudes of dynamic deflections and decreases frequencies. Furthermore, the mass and the velocity of the nanoparticle (striker) have significant effects on the dynamic behavior of nanobeam. http://mme.modares.ac.ir/article-1-6038-en.pdf 2013-08-23 151 160 nonlocal elasticity theory low velocity impact Timoshenko nanobeam Dynamic deflection 1 AUTHOR 2 AUTHOR 3 AUTHOR