دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Investigating the Effect of Annealing Heat Treatment on the Crushing Properties of Parts Fabricated of Polylactic Acid and 3D Printed using the Fused Deposition Modeling Method بررسی اثر عملیات حرارتی آنیل کردن بر روی خواص کراشینگ قطعات از جنس پلی لاکتیک اسید و چاپ سه‌بعدی شده به روش لایه نشانی ذوبی 183 190 24022 10.48311/mme.2025.24022 FA بهنام آخوندی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان Journal Article 1970 01 01 This technical note investigates the effect of annealing treatment on the crushing resistance of 3D-printed polylactic acid (PLA) tubes fabricated via fused deposition modeling (FDM) under quasi-static axial compressive loading. Given the critical industrial applications of such components in the medical and automotive sectors, enhancing crushing resistance remains a key challenge. While prior studies have primarily focused on optimizing printing parameters, this technical note systematically addresses the underexplored role of post-processing annealing. The energy absorption performance was evaluated using various indices, including peak force, average crushing force, total energy absorbed, and specific energy absorbed, before and after heat treatment. The annealing operation increased these performance indicators by 7.38%, 6.45%, 5.9%, and 5.9%, respectively این یادداشت فنی تأثیر عملیات آنیل کردن بر مقاومت به کراشینگ لوله های پلی لاکتیک اسید، چاپ سه بعدی شده با روش لایه نشانی ذوبی را تحت بار فشاری شبه استاتیک بررسی میکند. با توجه به کاربردهای حیاتی این قطعات در صنایع پزشکی و خودروسازی، بهبود مقاومت به کراشینگ به عنوان چالشی کلیدی مطرح است. درحالی‌که مطالعات پیشین عمدتاً بر بهینه سازی پارامترهای چاپ تمرکز داشتند، این تحقیق اثر آنیل کردن را به صورت نظاممند ارزیابی میکند. شاخص‌های عملکردی شامل نیروی پیک، نیروی متوسط کراشینگ، انرژی جذب ‌شده کل و انرژی جذب ‌شده ویژه پیش و پس از عملیات حرارتی اندازه گیری شدند. با انجام عملیات حرارتی آنیل، این شاخصهای عملکردی به ترتیب 7.38، 6.45، 5.9 و 5.9 درصد افزایش یافتند.

https://mme.modares.ac.ir/article_24022_b2dc43f5ceef31610d294fa01c6e7399.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Cutting-Edge Computational Insights into Polycrystalline BN Behavior: A Molecular Dynamics and Response Surface Approach تحلیل محاسباتی پیشرفته در مورد رفتار پلی‌کریستال نیترید بور: رویکرد دینامیک مولکولی و سطح پاسخ 191 202 24023 10.48311/mme.2025.24023 FA مصطفی احمدی نوخندان دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران علی دادرسی دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران فریبرز فروهنده دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران ولی پروانه دانشگاه آزاد اسلامی، شاهرود، ایران Journal Article 1970 01 01 This paper analyzes the fracture behavior of two-dimensional boron nitride (BN) structures, examining both monocrystalline and polycrystalline states. Molecular dynamics simulation was employed as a cost-effective method for modeling and testing two-dimensional plates. The mechanical performance of monocrystalline BN was investigated as a function of temperature, in both armchair and zigzag directions. Additionally, the mechanical properties such as Young's modulus, fracture stress, and fracture strain were tested for polycrystalline BN in the presence and absence of cracks, across a temperature range of 100 to 900 K, for various region counts. The results indicate that increasing temperature reduces the mechanical properties of monocrystalline BN, with higher values observed in the armchair direction compared to the zigzag direction. Changes in strain rate led to a decrease in Young's modulus, while an increase in the number of regions in polycrystalline BN results in lower fracture stress. Additionally, greater crack length leads to an increase in stress intensity within this two-dimensional structure. Finally, the quadratic response surface method exhibited the lowest average error in both the test and train phases and was chosen as the selected model. The findings demonstrate significant variations in mechanical performance based on thermal conditions, and structural composition. Notably, polycrystalline BN exhibits distinct fracture behaviors depending on its microstructural arrangement, while monocrystalline BN shows directional mechanical advantages. Furthermore, the quadratic response surface method emerges as a highly effective predictive tool, offering accurate modeling capabilities for BN nanostructures در این مقاله، تحلیل رفتار شکست ساختار دو بعدی نیترید بور در دو حالت مونوکریستال و پلی کریستال مورد بررسی قرار گرفت. از شبیه سازی دینامیک مولکولی به عنوان یک روش مقرون به صرفه برای مدلسازی و آزمایش صفحات دو بعدی استفاده شد. عملکرد مکانیکی مونوکریستال نیترید بور به عنوان تابعی از دما در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ بررسی شد. همچنین، خواص مکانیکی مدول یانگ، تنش و کرنش شکست برای پلی کریستال نیترید بور در حضور و عدم حضور ترک و در بازهی دمایی 100 تا 900 کلوین برای تعداد ناحیهی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دما سبب کاهش خواص مکانیکی مونوکریستال نیترید بور میشود و نتایج در راستای آرمچیر بالاتر از زیگزاگ گزارش شد. تغییرات نرخ کرنش موجب کاهش مدول یانگ شد و افزایش تعداد ناحیه در پلی کریستال نیترید بور کاهش خاصیت مکانیکی تنش شکست را به همراه داشت. همچنین، افزایش طول ترک سبب شد تا مقدار شدت تنش در این ساختار دو بعدی افزایش یابد. در بخش پایانی، مدلسازی به روش سطح پاسخ مرتبه دو دارای کمترین میانگین خطا در دو بخش آزمایش و آموزش بود و به عنوان مدل منتخب برگزیده شد. یافتهها تغییرات قابل توجهی را در عملکرد مکانیکی بر اساس شرایط دمایی و ترکیب ساختاری نشان داد. پلی کریستال نیترید بور بسته به آرایش ریزساختاری خود، رفتارهای شکست متمایزی را ارایه کرد. علاوه بر این، روش سطح پاسخ به عنوان یک ابزار پیش‌بینی بسیار مؤثر ظاهر شد و قابلیت‌های مدلسازی دقیقی را برای نانوساختارهای نیترید بور ارایه کرد.

https://mme.modares.ac.ir/article_24023_1ea5e6f2837d15cbe7a9989bb9ff07af.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Thermoeconomic Analysis of a Single-Effect Ejector Lithium âBromide/Water Absorption Refrigeration Cycle Based on Solar Energyâ تحلیل ترمو اقتصادی یک سیکل تبرید جذبی لیتیوم بروماید/آب تک اثره اجکتوری بر پایه انرژی ‌خورشیدی 203 213 24024 10.48311/mme.2025.24024 FA حمیدرضا بهرامی دانشگاه صنعتی قم مجید سیاوشی دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 1970 01 01 his study conducts an exergoeconomic analysis of a single-effect absorption chiller integrated with an ejector and ‎powered by solar energy, aiming to reduce production costs and enhance system efficiency. The novel ‎incorporation of the ejector – absent in prior research – targets improved performance and reduced operational ‎expenses. Analyses compare configurations with and without the ejector under steady-state conditions using ‎Engineering Equation Solver (EES) software. Results demonstrate that under identical conditions, the ejector-‎integrated cycle delivers the required cooling capacity at 50% lower cost (from 11.63$/h to 6.06$/h) and ‎approximately 50% reduced collector surface area (from 27.92 m² to 18.69 m²). The coefficient of performance ‎‎(COP) increases from 0.777 (base cycle) to 1.167 (ejector-enhanced cycle). Exergy analysis reveals the collector as ‎the primary site of exergy destruction (67.2% of total losses), attributable to inherent limitations and low efficiency ‎in solar thermal collection. Given the single-effect nature of the cycle, findings recommend operating the ejector-‎modified absorption system at lower generator temperatures (85–95°C) to optimize exergetic and economic ‎outcomes.‎ در این مطالعه یک تحلیل اگزرژواقتصادی به منظور کاهش هزینه تولید و افزایش راندمان یک سیکل جذبی ‏تک‌اثره (عمل‌کننده با انرژی خورشیدی) با کمک اجکتور انجام شده است. هدف از افزودن اجکتور به مسئله ‏‏(که در مطالعات قبلی وجود نداشته است)، افزایش راندمان و کاهش هزینه عملکرد سامانه است. تحلیل برای ‏هر دو حالت با و بدون اجکتور انجام شده است. این مطالعه به صورت پایا و به کمک نرم‌افزار ‏ای ای اس (EES)‏ انجام شده ‏است. نتایج نشان داد که در شرایط یکسان، سیکل شامل اجکتور می‌تواند همان سرمایش مورد نیاز را با نصف ‏هزینه (از ۱۱٫۶۳ به ۶٫۰۶۲ دلار بر ساعت) و تقریباً 50% سطح کمتر کلکتور (از ۲۷٫۹۲ به ۱۸٫۶۹ متر مربع) ‏تأمین کند. همین‌طور ضریب عملکرد از ۰٫۷۷۷ به ۱٫۱۶۷ در حالت با اجکتور نسبت به حالت بدون اجکتور ‏افزایش نشان می‌دهد. بررسی نتایج نشان می‌دهد که به خاطر مشکلات ذاتی همه کلکتورها و بازده کم آن‌ها، ‏بیشترین مقدار اتلاف اگزرژی در کلکتور اتفاق می‌افتد. از نتایج می‌توان گفت با توجه به ماهیت سیکل ‏‏(تک‌اثره بودن)، بهتر است سیکل جذبی اصلاح شده با اجکتور در دماهای پایین‌تر ژنراتور بخار مورد استفاده ‏قرار گیرد.‏

https://mme.modares.ac.ir/article_24024_5d50d910720dc8d840855109c28ad865.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Investigating the dynamic performance of a modified high-speed craft in the Caspian Sea using the strip theory method بررسی ‌عملکرد‌‌‌‌ دینامیکی‌ ‌شناور ‌تندرو با هندسه‌ی اصلاح شده در دریای خزر با استفاده از روش تئوری نواری 215 225 24025 FA عبدالکریم محمدی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل مهدی یوسفی فرد دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل فتانه مرشدسلوک دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 In this paper, the strip theory method based on the close-fit technique is used to simulate the dynamics of a high-speed craft. Dynamic simulation of ship motions in regular waves was performed for two bodies, and the results obtained from the current method were in good agreement with the experimental data. Accordingly, the dynamic behavior of the standard high-speed craft (ESC) and the modified bow craft (AXE) in rough sea conditions was analyzed, and the effects of bow changes were examined in several fields. To analyze the dynamic behavior of these two vessels, three significant wave heights of 1.5, 3.5, and 5.5 meters were considered. The vertical acceleration at the Fore perpendicular (FP) was evaluated at different ship speeds and different wave angles. Also, the absolute movement in the Fore perpendicular, the probability of slamming occurrence in different conditions, and some other factors affecting the dynamics of the ship were analyzed. The addition of an axe-bow shape to the original body has increased acceleration and range of motion in the head sea condition. In contrast, the axe-bow hull form behaves more appropriately at other angles of incident waves. Also, the change in bow shape has significantly reduced the probability of slamming at all speeds, angles, and wave heights. In addition, the use of the new form has been able to reduce added resistance by 14.7 percent compared to the original vessel in severe sea conditions at speeds of 35 knots در این مقاله از روش تئوری نواری مبتنی بر تکنیک کلوز-فیت برای شبیه‌سازی دینامیک شناور تندرو استفاده شده است. شبیه‌سازی دینامیکی حرکات کشتی در موج منظم برای دو شناور پروازی که نتایج دقیقی از آنها در دسترس بود انجام گرفت و نتایج بدست آمده از روش ارائه شده در این پژوهش از تطابق مناسبی با داده‌های موجود برخوردار بود. بر همین اساس، رفتار دینامیکی شناور تندرو مبنا (ESC) و شناور با دماغه‌ی اصلاح شده (AXE) در شرایط دریای نامنظم تحلیل شده و اثرات تغییرات دماغه در چندین حوزه مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل رفتار دینامیکی این دو شناور، سه ارتفاع موج مؤثر 5/1، 5/3 و 5/5 متر در نظر گرفته شد. شتاب‌ عمودی در محل عمود سینه در سرعت‌های مختلف کشتی و زوایای متفاوت امواج مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین حرکت مطلق در عمود سینه، احتمال وقوع کوبش کف در شرایط مختلف و برخی دیگر از عوامل مؤثر در دینامیک کشتی تحلیل شد. اضافه شدن فرم دماغه‌ی تبری شکل به این بدنه‌ی پروازی باعث افزایش شتاب‌ها و دامنه‌ی حرکات در حالت موج از مقابل شده است. در مقابل، شناور دماغه‌ی تبری شکل رفتار مناسب‌تری در زوایای دیگر برخورد با امواج دارد. همچنین، تغییر فرم دماغه باعث کاهش چشمگیر احتمال وقوع کوبش کف در همه‌ی سرعت‌ها، زوایا و ارتفاع‌های موج شده است. علاوه بر آن، استفاده از فرم جدید توانسته است در شرایط شدید دریا، در سرعت 35 گره‌ی دریایی، مقدار مقاومت افزوده را 14.7 درصد نسبت به شناور اصلی کاهش دهد.

https://mme.modares.ac.ir/article_24025_d1744bbff50dd9d5ee97ae053076295b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Analytical and Experimental Investigation of Liposome Synthesis as Drug Nanocarriers via Microfluidic Method بررسی تحلیلی و تجربی تولید لیپوزوم‌ها به عنوان نانوحامل‌‌های دارویی به روش میکروفلوئیدیک 227 240 24026 10.48311/mme.2025.24026 FA پرنیان جوادی دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران محمد پسندیده فرد دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران سید علی موسوی شایق دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران Journal Article 1970 01 01 Liposomes, as a class of biological nanocarriers, play a key role in modern drug delivery, particularly in cancer therapy. However, controlling their polydispersity index (PDI), a critical parameter influencing liposome performance, remains a challenge. In this study, an analytical model was developed to predict the PDI of liposomes, offering a cost-effective and time-saving alternative to conventional experimental methods such as dynamic light scattering (DLS). The proposed model is grounded in the Gibbs free energy framework, incorporating the bending energy of phospholipid bilayers, the free edge energy, and entropic effects arising from the configurations and dispersion of phospholipid molecules in aqueous solution. Consequently, this analytical framework provides higher accuracy in calculating PDI compared to previous models that neglected entropic contributions. To validate the formulated model, a micromixer was designed and fabricated for liposome production. The synthesized liposomes were characterized using a Zetasizer and DLS technique. The model predicted PDI values of 0.182 and 0.205 for total lipid concentrations of 10 and 20 mol/m3, respectively, with relative errors of 8.91% and 10.52% compared to experimental data. Given the molecular complexities governing liposome formation and the limitations of analytically modeling all associated phenomena, these results are considered satisfactory. Overall, the presented model serves as an effective tool for predicting liposome PDI in drug delivery applications لیپوزوم‌ها به‌عنوان یکی از انواع نانوحامل‌های زیستی، نقش مهمی در دارورسانی نوین، به‌ویژه در درمان سرطان‌ها ایفا می‌کنند. بااین‌حال، کنترل ضریب یکنواختی آن‌ها، به‌عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در عملکرد لیپوزوم‌ها، همچنان چالشی بزرگ به شمار می‌رود. در این پژوهش، یک مدل تحلیلی برای پیش‌بینی ضریب یکنواختی لیپوزوم‌ها توسعه داده شده است. این مدل می‌تواند جایگزینی برای روش‌های آزمایشگاهی پرهزینه و زمان‌بر مانند روش پراکندگی نور دینامیکی باشد. مدل تحلیلی پیشنهادی بر پایه‌ی رابطه‌ی انرژی آزاد گیبس طراحی‌شده‌ و شامل انرژی خمشی صفحات فسفولیپیدی، انرژی لبه‌های آزاد این صفحات و همچنین اثرات آنتروپی‌ ناشی از آرایش و پخش مولکول‌های فسفولیپید در محلول است؛ بنابراین مدل پیشنهادی در این پژوهش، نسبت به مدل‌های پیشین که این اثرات آنتروپی را در نظر نگرفته‌اند، دقت بالاتری در محاسبه‌ی ضریب یکنواختی ارائه می‌دهد. برای اعتبارسنجی مدل، یک تراشه‌ی میکرومیکسری جهت تولید لیپوزوم‌ها طراحی و ساخته شد. لیپوزوم‌های تولیدشده با استفاده از دستگاه زتاسایزر و روش پراکندگی نور دینامیکی مورد تحلیل قرار گرفتند. مدل پیشنهادی مقادیر ضرایب یکنواختی ۱۸۲/۰ و ۲۰۵/۰ را برای غلظت‌های لیپیدی کل ۱۰ و ۲۰ مول بر مترمکعب پیش‌بینی کرد که به ترتیب با خطاهای نسبی ۹۱/۸% و ۵۲/۱۰% با داده‌های تجربی مطابقت دارند. باتوجه‌به پیچیدگی‌های مولکولی حاکم بر فرایند تشکیل لیپوزومها و عدم امکان مدلسازی تحلیلی تمامی این پدیده‌ها، نتایج به‌دست‌آمده قابل‌قبول ارزیابی می‌شوند. در مجموع، مدل ارائه‌شده می‌تواند به‌عنوان ابزاری کارآمد برای پیش‌بینی ضرایب یکنواختی لیپوزومها در کاربردهای دارورسانی مورداستفاده قرار گیرد.

https://mme.modares.ac.ir/article_24026_803d1665f18163c7851eadf4f7ed6120.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 25 4 2025 03 21 Investigating the Effect of Different Cooling and Lubrication Regimes on the Tool Wear Mechanism in Milling Process of Aluminium 7075 بررسی تأثیر رژیم‌های خنک‌کاری و روانکاری مختلف بر روی مکانیزم سایش ابزار در فرآیند فرزکاری آلومینیوم 7075 241 252 24027 10.48311/mme.2025.24027 FA علی جمشیدی واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران بهزاد جباری پور واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران 0000-0003-0081-3952 محمد حسن پاچناری واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Journal Article 1970 01 01 This study investigates tool wear and elemental analysis (EDAX) on cutting tool surfaces, machined surface topography and microhardness variations in the cross-section of milled aluminium 7075 samples under dry, Flood Cooling and minimum quantity lubrication (MQL) conditions. The MQL method, by reducing the friction coefficient and effectively transferring heat, demonstrated better performance in reducing tool wear and improving workpiece surface quality compared to dry and water-based coolant machining. In dry machining, defects such as built-up layers and tool chipping were observed. In MQL milling, these defects were significantly reduced and tool chipping was eliminated. Based on elemental analysis of the tool surfaces, a combination of burning defects and adhered layers was detected in all three conditions. Increasing the cutting speed led to higher oxidation levels and a greater density of burn marks in all cases. The burn area was smallest in MQL machining and largest in dry machining. With increasing cutting speed, the workpiece average hardness in all three conditions increased compared to the bulk material. In dry conditions, due to the absence of a coolant and lubricant, localized heating at the cutting zone caused thermal softening, resulting in lower hardness values compared to the other conditions. Regarding surface topography, the lowest amount of adhered particle defects was observed in the MQL condition due to the presence of a lubricant film on the work surface, which prevented direct tool contact and reduced the surface friction coefficient. Conversely, the highest density and variety of defects were observed in dry machining این تحقیق به بررسی سایش ابزار و آنالیز عنصری روی سطوح ابزار برشی، توپوگرافی سطح ماشینکاری شده و تغییرات ریزسختی در سطح مقطع عرضی نمونههای فرزکاری شده آلیاژ آلومینیوم 7075 تحت روشهای خشک، آب‌صابون و مقدار روانکاری کمینه (MQL) میپردازد. روش MQL، با کاهش ضریب اصطکاک و انتقال موثر حرارت، عملکرد بهتری در کاهش سایش ابزار و بهبود کیفیت سطح قطعه‌کار نسبت به حالات خشک و آب‌صابون داشته است. در ماشینکاری خشک، عیوبی نظیر لایه انباشته و لبپرشدگی ابزار ایجاد شدند. در فرزکاری MQL این عیوب کاهش چشمگیری داشتند و لبپرشدگی روی سطح ابزار حذف شد. بر اساس نتایج آنالیز عنصری EDAX روی سطوح ابزار، عیب سوختگی توامان با لایه چسبیده تحت هر سه حالت خشک، آب‌صابون و MQL ایجاد شد. افزایش سرعت برشی سبب افزایش میزان اکسیداسیون و افزایش علائم سوختگی بر روی سطح ابزار، در هر سه حالت شد. با افزایش سرعت برشی، مقدار میانگین سختی قطعهکار در هر سه حالت نسبت به ماده پایه (نمونه خام) افزایش یافته است. در حالت خشک در نبود سیال خنک‌کار و روانکار، با افزایش دمای موضع برش، نرمشدگی حرارتی رخ داده که منجر به مقادیر سختی کمتر قطعهکار آلومینیومی نسبت به دو حالت دیگر شده است. کمترین میزان عیوب ذرات ‌چسبیده در بحث توپوگرافی سطح ماشینکاری شده قطعهکار، مربوط به حالت MQL به‌ دلیل وجود روانکار بوده که سبب ایجاد فیلم روغن در سطح قطعه‌کار و مانع از تماس مستقیم ابزار شده و همچنین ضریب اصطکاک سطح کاهش یافته است. بیشترین تراکم و تنوع عیوب در حالت خشک ایجاد گردید.

https://mme.modares.ac.ir/article_24027_544c335154f6eaf79e2dff463a852e78.pdf