دانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Reviewersداوران7876FAJournal Articlehttps://mme.modares.ac.ir/article_7876_42dab56861d81108ee356d037190c315.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Precise position control of mechanical systems with friction based on dynamic LuGre modeکنترل دقیق موقعیت سیستم های مکانیکی با اصطکاک بر اساس مدل دینامیکی لوگره197878FAحمیدانصاریدانشگاه علم و صنعت ایرانامیر حسیندوائی مرکزیدانشگاه علم و صنعت ایرانJournal ArticleFriction is an inevitable issue in most of mechanical servo systems. Friction has a counter-effect on the dynamic performance of servo mechanisms and needs to be considered in the design process. Particularly, in high-performance motion systems, friction can severely deteriorate performance and can cause tracking errors, longer settling time and limit cycles. In this paper, a new method is presented based on the adaptive fuzzy sliding mode control strategy for position control of mechanical systems. The first order dynamic LuGre model is used for the design of friction observer. Unlike previous papers, the control input and friction are applied to the system with non-equal gains. An adaptive law is employed for the estimation of the ratio between the gains of input and friction terms. Various uncertainties on parameters of friction also are considered and an appropriate control strategy is designed to tackle these uncertainties.وجود اصطکاک در اکثر سیستم های کنترلی مکانیکی یک مسأله اجتناب ناپذیر است. اصطکاک بر رفتار دینامیکی سیستم های کنترلی تأثیر منفی داشته و لازم است در روند طراحی کنترلر، در نظر گرفته شود. به طور خاص، برای سیستم های حرکتی با کارآیی بالا، اصطکاک می تواند به شدت بر عملکرد سیستم تأثیر گذاشته و باعث ایجاد خطای ماندگار زیاد، افزایش زمان نشست و ایجاد سیکل های حدی شود. در این مقاله، راه کاری برمبنای روش مد لغزشی فازی تطبیقی برای کنترل موقعیت سیستم های مکانیکی با اصطکاک ارائه شده است. برای طراحی رؤیت گر اصطکاک، از مدل دینامیکی لوگره که یک مدل مرتبه یک است، استفاده شده است. بر خلاف کارهای پیشین، اصطکاک می تواند با ضریب بهره متفاوت نسبت به ورودی کنترلی به سیستم اعمال شود. یک الگوریتم تطبیقی برای تخمین نسبت نامعلوم بین بهره های ورودی کنترلی و اصطکاک، به کار گرفته شده است. همچنین، وجود عدم قطعیت در پارامترهای مدل اصطکاک در نظر گرفته شده و ورودی کنترلی مناسب برای غلبه بر این نامعینی ها طراحی شده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7878_21c3134ee5edcb618c4f9aae358d73a7.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Kalman filter for estimating heat flux on moving-ablating- dispensing surfaceاستفاده از روش فیلتر کالمن جهت تخمین آنی شار حرارتی روی مرز متحرک در مواد فداشونده تجزیه پذیر10187879FAمهدیمولویدانشجو دانشگاه صنعتی اصفهاناحمدصداقتاستادیار دانشگاه صنعتی اصفهانمحمد رضاسلیم پوردانشیار دانشگاه صنعتی اصفهانJournal ArticleIn rocket systems, the re-entry speed to atmosphere is very high which leads to compression of air molecules and appearance of strong bow shock waves in the leading edge; consequently, this yields aerodynamic heating. Using ablating-dispensing materials on the leading edge surfaces, it is important to accurately determine heat flux on these moving boundaries. Measuring heat flux directly is very difficult or impossible in some situations. In the present study, the online Kalman filtering is used to determine heat flux accurately. Since the heat flux is estimated in online (non-iterative) fashion, the optimum location of temperature sensors can be effectively determined. In addition, the results of this study can be used to design heat flux sensors. In this paper, the optimum locations of three temperature sensors are calculated on the basis that the disturbances occur due to burning of sensors are reduced. More robust solutions are obtained for heat flux on the ablating surfaces.در سیستمهای پرتابه به علت بالا بودن سرعت ورود به جو در اثر فشرده شدن مولکولهای هوا و امواج ضربهای قوی در جلوی پرتابه گرمایش آیرودینامیکی شدیدی بوجود میآید. استفاده از پوشش مواد فداشونده روی سازه اصلی مستلزم مدلسازی مناسب جهت تعیین شارحرارتی در مرز است که اندازهگیری آن به صورت مستقیم امری غیرممکن یا بسیار دشوار است. در کار حاضر تخمین شارحرارتی به روش فیلتر کالمن انجام میشود که به علت تخمین آنی شار حرارتی محل بهینه حسگرهای دمایی را در یک مرز متحرک در اختیار قرار می دهد. علاوه بر این از نتایج کار حاضر می توان در طراحی حسگرهای شارسنج استفاده نمود. نتایج روش کنونی برای تعیین موقعیت بهینه سه حسگر دمایی در مرز متحرک فدا شونده و از بین بردن اغتشاشات در لحظه سوختن حسگر برای تخمین دقیق تر شار حرارتی ارائه می شود.https://mme.modares.ac.ir/article_7879_f0282b5ff85e7c9c66200d780bd7e72e.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Buckling and vibration of symmetrically-laminated composite elliptical plates resting on Winkler-type foundation
subjected to initial in-plane stressesارتعاشات و کمانش صفحات بیضوی کامپوزیتی چند لایه متقارن بر بستر الاستیک وینکلر تحت بار داخل صفحهای اولیه19267880FAعلیرضاکشمیریدانشگاه علم و صنعت ایرانعلیقاهریدانشگاه شریففتح الهطاهری بهروزاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک
دانشگاه علم و صنعت ایران0000-0003-0858-5691Journal ArticleBuckling and vibration characteristics of thin symmetrically laminated elliptical composite plates under initial in-plane edge loads and resting on Winkler-type elastic foundation are presented based on the classical laminated plate theory. The governing equations are obtained from the variational approach and solved by the Ritz method. Extensive numerical data are provided for the first three natural frequencies as a function of in-plane load for various classical edge conditions (free, clamped and simply supported). Moreover, the effects of fiber orientation on the natural frequencies and buckling loads of laminated angle-ply plates with stacking sequence of [(β /-β / β /-β)]s, are studied for chosen foundation parameter. Also, selected deformation mode shapes are illustrated. The accuracy of calculations is checked by performing good convergence studies, and the correctness of results is established by comparison with the existing results in the literature as well as FEM data.در این مقاله، خصوصیات ارتعاشات آزاد و کمانش مربوط به صفحات نازک کامپوزیتی چند لایه متقارن بیضوی تحت بار نرمال داخل صفحهای مرزی اولیه و بر روی بستر الاستیک از نوع وینکلر، بر مبنای تئوری کلاسیک صفحات لایهای بررسی گردیده است. معادلات حاکم با استفاده از رویکرد حساب تغییرات نوشته و به وسیله روش ریتز حل شدهاند. نتایج عددی برای سه فرکانس طبیعی اول به صورت تابعی از بار داخل صفحهای برای شرایط مرزی متداول آزاد، گیردار و ساده ارایه شده است. همچنین اثر جهتگیری الیاف بر فرکانسهای طبیعی و بارهای کمانشی صفحات زاویهدار متقارن چند لایه با توالی لایهچینی [(β /-β / β /-β)]s، مورد مطالعه قرار گرفته است. در انتها نیز شکل مدهای ارتعاشی دو بعدی صفحات نشان داده شده است. دقت محاسبات با همگرایی بسیار مناسب نتایج بررسی گردیده و همچنین صحت نتایج با مقالات موجود و دادههای نرمافزار المان محدود تصدیق شده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7880_46ba59a6994802347d659680875fb173.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Optimization of power transmission interaction of multilayered panel using genetic algorithmبهینه سازی تراکنش توان صوتی پنلهای چندجداره با استفاده از الگوریتم ژنتیک27347881FAرضااحمدیدانشگاه علم و صنعت ایرانمحمدحسنشجاعی فرددانشگاه علم و صنعت ایرانروح اللهطالبی توتیاستادیار/دانشگاه علم و صنعت ایرانمنصورترابیدانشگاه علم و صنعت ایرانJournal ArticleIn the present paper, power transmission interaction of multilayered sound isolation panels consists of porous, solid materials and air gaps using Transfer Matrix Method (TMM) has been considered. Considering the theories related to acoustical behavior of multilayered panel lined with poroelastic materials, detail explanation of Transmission Loss (TL) of a panel via TMM has been presented. Calculation of TL for a specified panel via TMM has been compared to existed experimental data in the literature and excellent agreement is observed. Next, based on this verified model, a multi-objective optimization of multilayered panel has been conducted using NSGA-II to maximize TL of panel while the panel weight is kept to a minimum. Results of two-objective optimization reveals, if the designer target is to achieve a specific average TL in the frequency band of 10 to 500 Hz, for a panel with constant width, selecting a panel with lower layers (three layers) can bring lower weight. But, if a higher average TL in the same frequency band is desired, a panel with more layers (six layers) has much better conditions in terms of weight.در این پژوهش پیشبینی تراکنش توان صوتی پنلهای چندلایهی عایق صوت متشکل از لایههای مختلف از جمله مواد متخلخل، مواد الاستیک و هوا با روش ماتریس انتقال (TMM) صورت پذیرفته است. پس از اشاره به تئوریهای موجود در این حوزه، نحوهی تحلیل آکوستیکی و استخراج پارامترهایی چون ضریب افت انتقال صوت با استفاده از روش ماتریس انتقال بسط و تشریح شده است. نتایج حاصل از روش مذکور با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و پس از اطمینان از صحت آن، به بهینهسازی چندهدفی رفتار آکوستیکی پنل چندلایه پرداخته شده است. فرآیند بهینهسازی به کمک الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) با دو هدف بیشینه ساختن ضریب افت انتقال صوت پنل و در عین حال کمینهکردن وزن سازه صورت پذیرفته است. نتایج بهینهسازی چندهدفه نشان میدهد که اگر هدف طراح دستیابی به متوسط ضریب افت انتقال صوت مشخصی در بازهی فرکانسی 10 تا 500 هرتز برای پنل با ضخامت ثابت باشد، چنانچه پنل با تعداد لایهی کمتری انتخاب نماید (سه لایه) از نظر وزنی به شرایط بهتری دست خواهد یافت. اما اگر متوسط ضریب افت انتقال صوت بیشتری در همان بازهی فرکانسی مدنظر طراح باشد، انتخاب یک پنل با تعداد لایهی بیشتر (شش لایه) از نظر وزنی شرایط مطلوبتری خواهد داشت.https://mme.modares.ac.ir/article_7881_7c9e9afa5a9dc68ccaf27d9effeb9383.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Stability analysis of a three-axis power transmission systemتحلیل پایداری سیستم انتقال قدرت سه محوره35447882FAمسعودسلطان رضاییدانشجومحمدرضاقضاویدانشیار هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرسعلی اصغرجعفریهیات علمیJournal ArticleIn the paper, a three-axis power transmission system is modeled mathematically and simulated by software. In mathematically method, a system consisting of three flexible shafts with different rotation axis which connected through two universal joints is investigated via a three degree-of-freedom model. The stability is analyzed by means of a monodromy matrix technique. This is verified by comparing the results with dynamic analytical software AdamsView simulation and the results of the previous research. Then, the effects of rotational velocity, non-aligned angles, shaft's properties (stiffness and damping) on the stability are investigated. Finally, the stability charts constructed on various parameters is presented. It is observed that decreasing shaft stiffness and universal joint angle due to more stability, while decreasing shaft damping has the opposite effect.در این مقاله، یک سیستم انتقال قدرت سه محوره، مدلسازی ریاضی و شبیه سازی نرمافزاری شده است. در مدلسازی ریاضی، یک سیستم شامل سه محور (شافت) انعطافپذیر ناهمراستا که با اتصال یونیورسال متصل شدهاند، به صورت سه درجه آزادی بررسی گشته است. پایداری این مجموعه به کمک روش مندرمی ماتریس تحلیل شده است. اعتبارسنجی این کار به وسیله مقایسه نتایج حاصل، با شبیه سازی مجموعه در نرمافزار تحلیل دینامیکی ادمز/ویو و همچنین نتایج پژوهشهای گذشته صورت گرفته است. پس از آن، تأثیر سرعت دورانی، زاویه محورها با یکدیگر (زاویه مفصلها) و جنس (خواص) شافتها (میرایی و سختی آنها) بر پایداری مجموعه، بیان شده است. در انتها نمودارهای پایداری بر اساس پارامترهای مختلف سیستم ارائه گشته است. مشاهده میشود با کاهش سختی شافتها و زاویه مفصلها و همچنین با افزایش میرایی محورها، پایداری سیستم افزایش مییابدhttps://mme.modares.ac.ir/article_7882_3dde11a7673e90ad96fafd0b3b27a477.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Response of fully-clamped composite laminated plate subjected to low-velocity impact by using Galerkin methodپاسخ ورق تمام گیردار چندلایه مرکب تحت ضربه سرعت پایین با استفاده از روش گالرکین45507883FAرضاپاک نژاددانشگاه شهید رجاییفرامرزآشنای قاسمیاستادیار دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، دانشکده مهندسی مکانیککرامتملکزادهدانشگاه صنعتی مالک اشترJournal ArticleDynamic response of fully-clamped laminated plate subjected to small mass and low-velocity impact studied in this paper by using the suitable Algebraic Polynomials and Galerkin method. The first-order deformation theory as well as the displacement filed is used to solve the governing equations of the composite plate analytically. The interaction between the impactor and the target are considered in the impact analysis. This interaction is modeled with the help of a two degrees-of-freedom system, consisting of springs-masses. The results indicated that some of parameters like mass and velocity of the impactor in a constant impact energy level, mass of the plate (target), increasing the length-to-width ratio of the plate (a/b ratio) and orientation of composite fibers of plate are important factors affecting the impact process and the design of structures.در این تحقیق، اثرات بار ضربهای با جرم کوچک و سرعت پایین روی یک ورق کامپوزیتی لایهای با تکیهگاه تمام گیردار با بهرهگیری از چند جملهایهای جبری مناسب و روش تابع وزنی گالرکین مطالعه شده است. از تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی، معادلات حاکم بر ورق کامپوزیتی و روابط مناسب برای میدان جابجایی ورق استفاده گردید. رفتار متقابل بین ضربهزننده و ورق کامپوزیتی به کمک یک سیستم دو درجه آزادی جرم- فنر مدلسازی و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد پارامترهایی مانند جرم و سرعت ضربهزننده در یک مقدار انرژی جنبشی ثابت، جرم ورق کامپوزیتی (هدف)، افزایش طول به عرض ورق و زاویه چیدمان الیاف در لایههای ورق کامپوزیتی از عوامل مهم و تأثیرگذار در بررسی پدیده ضربه و طراحی سازهها میباشد.https://mme.modares.ac.ir/article_7883_3f8e8bb571cc086ca44e9605ad23ffde.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Rotary vibration tool in Ultrasonic vibration-assisted turning processابزار چرخان ارتعاشی در فرایند تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک51587884FAسعیدامینیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشاننصیرالدینمحققیانکارشناس ارشدJournal ArticleIn this paper an innovative vibration rotary tool was designed and manufactured. Vibration turning tool is a compound of turning rotary tool and ultrasonic assistant turning. In this tool, an ultrasonic wave generator with power equal to 20 KHz transducer that has a rotational motion during the process was used. For tool vibration, a stainless horn with resonance frequency equal to 20618 Hz, were designed and manufactured. Round insert with 10 millimeter diameter were used. One of the most important key points in this setup is that the simultaneous rotation and vibration has to be achieved. For rotational motion a motor power and a rack and pinion were used. Also a structure with ability to mount on turning machine were designed and manufactured. Cutting force and surface roughness for each experiment were measured and compared with data collected from conventional rotary tool on 7075 aluminum material. Results shows that ultrasonic vibration cause decreasing in cutting tools and surface roughness, tremendously.در این مقاله به طراحی، ساخت ابزار چرخان ارتعاشی و انجام آزمایش ها در فرایند تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک پرداخته می شود. ابزار چرخان ارتعاشی ترکیبی از ابزار چرخان تراشکاری و تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک می باشد. این ابزار در حین تراشکاری چرخانده و توسط مولد امواج اولتراسونیک به همراه ترانسدیوسر 20 کیلو هرتز در جهت سرعت برشی مرتعش می شود. برای ارتعاش ابزار، یک هورن از جنس فولاد ضد زنگ با فرکانس تشدید 20618 هرتز توسط نرم افزار آباکوس تحلیل و سپس ساخته شد. اینسرت مورد استفاده در این ابزار از نوع گرد با قطر 10 میلی متر می باشد. برای چرخش ابزار از یک موتور الکتریکی و چرخ زنجیر استفاده شد. قید و بند برای مونتاژ قطعات طوری طراحی شد که بتوان آنرا بر روی دستگاه تراش نصب کرد. پس از طراحی و ساخت ابزار آزمایش هایی برای بررسی نیروهای ماشینکاری و زبری سطح قطعه تراشیده شده با این ابزار انجام و مقایسه آن با ابزار چرخان معمولی بر روی آلومینیوم 7075 انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ارتعاش اولتراسونیک در این فرایند باعث کاهش نیروهای ماشینکاری و بهبود کیفیت سطح می شود.https://mme.modares.ac.ir/article_7884_46dce5f2f0e61edb70931a00d00a464e.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Interlaminar stresses in symmetric cross-ply composite laminates using Layerwise theoryتنش های بین لایه ای در ورق های مرکب متعامد متقارن با استفاده از نظریه لایه ای59667885FAمرتضیرضوانیکارشناس ارشد دانشگاه سمناناحمدقاسمی قلعه بهمناستادیار دانشگاه سمنانJournal ArticleIn this study, an analytical solution is presented to calculate interlaminar stresses in long symmetric cross-ply composite laminates subjected to uniform axial strain and thermal loading. At first, the most general form of layerwise-based displacement field is extracted by a successive integration of elastic strain–displacement relations and imposing the physical restrictions based on deformation patterns of these laminates. The equilibrium equations are then derived by using the principle of minimum total potential energy and solved analytically in order to obtain three-dimensional stress field in the laminated plate. Finally, various numerical examples are investigated in order to validate the efficiency and accuracy of the layerwise theory in predicting the interlaminar stresses. For the assessment of the accuracy of the proposed method, the interlaminar stresses are also calculated within the framework of a 3D finite element analysis using the Abaqus software. The corresponding numerical results are in good agreement with those obtained through the layerwise theory. All results indicate that the presented approaches have a good prediction capability of interlaminar stresses in interior regions of the laminate and theirs high stress concentration near its free edges that can cause delamination failure.در تحقیق حاضر، یک حل تحلیلی برای محاسبه تنش های بین لایه ای در ورق های مرکب متعامد متقارن طویل، تحت کرنش محوری یکنواخت و بارگذاری حرارتی ارائه شد. ابتدا با انتگرال گیری متوالی از روابط الاستیک کرنش-جابجایی و اعمال قیود فیزیکی حاکم بر الگو های موجود در تغییر شکل این ورق ها، شکل عمومی میدان جابجایی بر مبنای نظریه لایه ای استخراج شد. سپس، با استفاده از اصل حداقل مجموع انرژی پتانسیل، معادلات تعادل استخراج شده و به منظور تعیین میدان تنش سه بعدی در این ورق ها بصورت تحلیلی حل شدند. سرانجام مثالهای عددی مختلفی به منظور تأیید کارایی و دقت نظریه لایه ای در پیش بینی توزیع تنش های بین لایه ای بررسی شد. برای ارزیابی دقت این روش، تنش های بین لایه ای در قالب یک آنالیز سه بعدی المان محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس محاسبه گردید. نتایج عددی مربوطه در توافق خوبی با نتایج نظیر حاصل از نظریه لایه ای می باشد. نتایج نشان می دهد که روش ارائه شده از قابلیت خوبی در پیش بینی تنش های بین لایه ای در مناطق داخلی و تمرکز تنش بالای آنها در نزدیکی لبه های آزاد که عامل تخریب جدایش است، برخورداراست.https://mme.modares.ac.ir/article_7885_5c22590152f4f53f3c05cf7cc6aa0b6b.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321The effect of mesoporous silica and carbon nanotube on the vibration properties of polypropyleneتاثیر نانوذرات مزوپروس سیلیکا و نانولوله کربن بر خواص ارتعاشی پلی پروپیلن67737886FAعلیرضاآلبویهدانشگاه سمنانعبدالحسینفریدونعضو هیات علمی دانشکده مکانیکJournal ArticleThis paper presents the experimental study on vibration characteristics of polymeric nanocomposites containing 1 weight percentage of mesoporous silica (MCM-41), Hydroxy Apatite(HA), the composite of MCM-41 and HA (MH) and carbon nanotube (CNT) as a fillers. Experimental results show that damping ratio and natural frequency increase in the neat PP, CNT/ PP, HA/ PP, MCM-41/ PP nanocomposites and MH/ PP hybrid nanocomposite specimens, respectively. In order to introduce the effect of foam agent in the vibration absorbing properties, foam agent is added to CNT/ PP and MH/ PP nanocomposits. The results show that foamed specimens have more damping capacity and lower natural frequency than unfoamed specimens. The maximum value of increasing the damping ratio and natural frequency of the MH/ PP hybrid nanocomposite than neat PP is 55.02 % and 34.05%, respectively. So, MH/ PP hybrid nanocomposite that is studied in this paper for the first time, can remove the reduction of unwanted vibrations of structures problems.هدف اصلی این مقاله بررسی آزمایشگاهی خواص ارتعاشی نانوکامپوزیت های پلیمری پرشده با یک درصد وزنی از ذرات مزوپروس سیلیکا، هیدروکسی آپاتیت، کامپوزیت مزوپروس سیلیکا و هیدروکسی آپاتیت و نانولوله های کربن می باشد. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که ضریب میرایی و فرکانس طبیعی به ترتیب در نمونه های پلی پروپیلن خالص، نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/ نانولوله کربن، پلی پروپیلن/ هیدروکسی آپاتیت، پلی پروپیلن/ مزوپروس سیلیکا و نانو هیبرید پلی پروپیلن/ مزوپروس سیلیکا- هیدروکسی آپاتیت افزایش می یابد. به منظور بررسی تاثیر عامل فوم زا بر خواص جذب ارتعاش، عامل فوم کننده به نانوکامپوزیت های پلی پروپیلن/ نانولوله کربن و پلی پروپیلن/ مزوپروس سیلیکا- هیدروکسی آپاتیت افزوده می شود. نتایج نشان می دهد که نمونه های فوم شده، ضریب میرایی بیشتر و فرکانس طبیعی کمتری نسبت به نمونه های فوم نشده خود دارند. حداکثر میزان افزایش ضریب میرایی و فرکانس طبیعی نانو هیبرید پلی پروپیلن/ مزوپروس سیلیکا- هیدروکسی آپاتیت نسبت به پلی پروپیلن خالص به ترتیب 02/55 و 05/34 درصد می باشد. بنابراین این ترکیب که برای اولین بار در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است، می تواند مشکلات موجود در کاهش ارتعاشات ناخواسته سازه ها را برطرف نماید.https://mme.modares.ac.ir/article_7886_8b78af9b5b1ac2745410ef836e697a1c.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321multi objective optimization of sandwich panels using particle swarm algorithmبهینه سازی چندهدفه پانل های ساندویچی با استفاده از الگوریتم گروه ذرات74827887FAمصطفیمحمدیانعضو هیئت علمی/دانشگاه آزادعبدالحسینفریدونهیئت علمی/دانشگاه سمنانJournal ArticleIn this paper, multi-objective optimization of sandwich panels with open and prismatic core has been studied. Naming these panels is based on the number of corrugations (n) of the core. The panel is considered as a heat exchanger that is loaded under longitudinal loading simultaneously. Multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) is used by considering weight and heat transfer index as objective function. Optimization is carried out so that the panel has minimum weight and maximum heat transfer index simultaneously, moreover it will not suffer from yielding and buckling in face and core plates. The results showed that two panels, i.e. n=1 and n=7 are very suitable in one-objective and two-objective optimizations. Also, maximum of heat transfer index obtained by a certain panel is nearly the same in various loadings. Pareto diagrams achieved out of two-objective optimization have two separate areas where in one area weight increase may cause an intense increase in heat transfer index and in another area this index remains almost constant. The diagrams are helpful in selecting suitable panel and its geometric dimensions based on significance of each objective functions. Comparing the results indicate efficiency of PSO method in one-objective and two-objective optimization of the panels.دراین مقاله بهینهسازی چندهدفه پانلهای ساندویچی باهسته باز و منشوری مورد بررسی قرارگرفته است. نامگذاری این پانلها براساس تعداد موجهای هسته (n) صورت میگیرد. پانل به عنوان یک مبدل حرارتی درنظرگرفته شده که همزمان تحت بارگذاری طولی نیز قرار دارد. الگوریتم بهینهسازی دوهدفه گروه ذرات(MOPSO) با درنظرگرفتن وزن وشاخص انتقال حرارت به عنوان توابع هدف استفاده گردیده است. بهینه سازی بگونهای انجام میشود تا پانل ضمن اینکه دچار تسلیم وکمانش در صفحههای رویه وهسته در بارگذاریهای مختلف نمیشود، دارای کمترین وزن و در عینحال بیشترین شاخص انتقال حرارت نیز باشد. نتایج نشان داد دو پانل با1=n و7=n، پانلهای مناسب در بهینهسازی یکهدفه و دوهدفه میباشند. همچنین، بیشترین شاخص انتقال حرارت بدست آمده توسط یک پانل مشخص در بارگذاری های مختلف تقریبا یکسان است. نمودارهای پرتوی حاصل شده از بهینه سازی دوهدفه دارای دو ناحیه متمایز بوده که در یک ناحیه افزایش وزن منجر به افزایش شدید شاخص انتقال حرارت، و در ناحیه دیگر این شاخص تقریبا ثابت میماند. این نمودارها ابزاری مناسب جهت انتخاب پانل و ابعادهندسی آن با توجه به اهمیت هریک از توابع هدف میباشند. مقایسه نتایج بیانگرکارائی روشPSO دربهینهسازی یکهدفه و دوهدفه این پانلها استhttps://mme.modares.ac.ir/article_7887_11f38f8ecd71867b42433548d1078e38.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Investigation of tool life with Simple and viper ceramic tools in near dry machining in high speed turningبررسی عمر ابزار سرامیکی ساده و وایپر با روانکاری کمینه در تراشکاری با سرعت بالای سوپرآلیاژ مونل K50083887888FAسعیدامینیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشانحسینخاکبازدانشگاه کاشانJournal ArticleUsing of minimum quantity of lubricant in near dry machining is one the new method in machining processes that causes improvement of process. In this study, the role of near dry lubrication is investigated on tool wear in turning of Monel K500. The used tools are consisted of simple and viper ceramic tools. After preparation of process on lathe machine, the designed experiments are done. During the experiments force, surface roughness and tool wear are measured. The obtained results confirm that near dry lubrication causes the reduction of tool wear considerably. Also, viper ceramic tool has less tool wear rather than simple ceramic tool.استفاده از روانکاری کمینه در فرایند ماشینکاری یکی از روش های جدید در روانکاری فرایندهای ماشینکاری است که باعث بهبود فرایند می گردد. در این تحقیق نقش روانکاری کمینه در سایش ابزار در تراشکاری مونل K500 بررسی می شود. ابزارهای مورد استفاده شامل ابزار سرامیکی ساده و ابزار سرامیکی وایپر می باشد. با آماده سازی فرایند بر روی دستگاه تراش آزمایش های لازم انجام می گیرد. در طول انجام آزمایش ها نیرو و زبری سطح و سایش ابزار اندازه گیری می شود و مقایسه این پارامترها بر اساس طول ماشینکاری انجام می گیرد. نتایج نشان داد که روانکاری کمینه باعث کاهش قابل ملاحظه ای در نرخ سایش ابزار می شود. همچنین ابزار سرامیکی وایپر نرخ سایش کمتری نسبت به ابزار سرامیکی معمولی دارد.https://mme.modares.ac.ir/article_7888_112e9d677c7483747f216a1470bed734.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Experimental investigation on the effective parameters on forming force, dimensional accuracy and thickness distribution in single point incremental formingمطالعه تجربی پارامترهای موثر بر نیروی شکلدهی، دقت ابعادی و توزیع ضخامت در فرآیند شکلدهی نموی تک نقطهای89967889FAحسینقاسمیدانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه کاشانبهزادسلطانیاستادیار دانشگاه کاشان - هیات علمیJournal ArticleSingle point incremental forming is a sheet metal forming process that has more flexibility than another methods. This process don't require to die and could formed various shape white use the simple tool and CNC machine. In this paper the influence of process parameters on the forces and dimensional accuracy and thickness distribution in single point incremental forming is investigated. These parameters include the feed rate, tool rotation, vertical step, movement strategy of tool and lubrication. Beginning with the design and construction of the fixture and clamping it on the dynamometer and create of tool (tungsten carbide), the preparation process was done on a CNC milling machine. Then, the experimental tests were carried out on Aluminum alloy sheets (Al-1200) with creation of pyramid frustum; after the measuring of force in different directions, the influence of parameters on the forming force was investigated. Also parts were measured with CMM devices and compared. The results showed that with increasing the feed rate, the vertical force decreases and with increasing tool rotation speed, horizontal force decreases. The use of lubricant, is effective on the improvement of process.شکلدهی نموی تک نقطهای یک فرآیند شکلدهی ورق است که قابلیت انعطافپذیری بالاتری نسبت به دیگر روشهای شکلدهی دارد. در این روش نیازی به ساخت قالب برای فرآیند نیست و میتوان با استفاده از یک ابزار ساده و ماشین CNC، شکلدهی را به اشکال گوناگون انجام داد. در این مقاله، تاثیر برخی پارامترها بر نیرو و دقت ابعادی و توزیع ضخامت در فرآیند شکلدهی نموی تکنقطهای بررسی شده است. این پارامترها شامل سرعت پیشروی، چرخش ابزار، گام عمودی، استراتژی حرکت ابزار و روانکار میباشد. ابتدا، با طراحی و ساخت ابزار و ورقگیر و بستن آن بر روی دینامومتر، آمادهسازی فرایند بر روی دستگاه فرز CNC انجام گردید. سپس آزمایشها بر روی ورق از جنس آلومینیوم (Al-1200) با ایجاد یک هرم ناقص انجام شد و پس از اندازهگیری نیرو در جهات مختلف، تاثیر پارامترها بر نیروی شکلدهی بررسی شد. همچنین نمونههای شکلدهی شده با دستگاه CMM اندازه گیری و با هم مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایشها نشان میدهد که افزایش سرعت پیشروی ابزار، نیروی عمودی را کاهش میدهد و با افزایش سرعت چرخش، نیروی افقی کاهش مییابد. استفاده از روانکار، در بهبود فرآیند تاثیرگذار است.https://mme.modares.ac.ir/article_7889_9a093d729036a5bd4736e03c5d634501.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Investigation on Performance of Ultra Fine Grained Pure Copper as Electrode during Electrical Discharge Machiningبررسی عملکرد مس خالص ریز دانه به عنوان الکترود ابزار فرآیند ماشین کاری تخلیۀ الکتریکی971057890FAمحمدامینرعنائیباشگاه پژوهشگران جوان- بیرجنداحمدافسریمعاون پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی شیرازسید یوسفاحمدی بروغنیدانشگاه بیرجندمحمد محسنمشکساربخش مهندسی مواد، دانشگاه شیرازJournal ArticleOne of the fundamental problems of Electrical Discharge Machining (EDM) process is tool electrode wear. In this study, ultra fine grains (UFG) structure of pure copper was used to improve performance and also increase the electrical wear resistance of tool electrode. Equal Channel Angular Pressing (ECAP) was used to reduce the crystal size of pure copper. Samples were processed through ECAP die up to 8 passes, and then used as electrode in EDM process. The effect of electrodes grain size, discharge current, and machining time on the metal removal of the work piece and electrical wear of the electrodes were investigated. In addition, the microstructure, and electrical conductivity of copper tool electrodes were examined. By applying the ECAP on pure copper a fine, approximately 50-200 nm grain size, microstructure was obtained after 8 passes. The results show that for finer crystalline structure of copper electrodes, electrical wear decreases but material removal rate is somehow constant.یکی از معضلات اساسی ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM)، سایش الکترود ابزار طی فرآیند ماشینکاری است. در این تحقیق به منظور بهبود عملکرد و افزایش مقاومت مس خالص در برابر سایش الکتریکی طی فرآیند EDM، از ساختار بسیار ریز (در حد نانو و چند صد نانومتر) استفاده گردید. لذا در ابتدا کوشش شده تا این نوع ساختار در درون ماده ایجاد شود. برای این منظور از روش اکستروژن در کانال های هم مقطع زاویه دار (ECAP) استفاده گردید. مس خالص طی هشت مرحله تحت فرآیند ECAP قرار گرفت. تاثیر اندازه ساختار کریستالی الکترود، شدت جریان و زمان ماشین کاری بر نرخ براده برداری و سایش الکتریکی الکترودهای مسی طی فرآیند EDM بررسی گردید. علاوه بر این ریز ساختار و هدایت الکتریکی الکترودها نیز مطالعه شد. نتایج حاصله نشان دادند که پس از اعمال فرآیند ECAP، اندازه دانه ساختار کریستالی مس به شدت کاهش یافته به طوری که پس از هشت مرحله، ساختار کریستالی نسبتاً همگن با دانه های بسیار ریز در محدوده 50 تا 200 نانومتر درون ماده ایجاد گردید. از طرفی با ریز شدن ساختار کریستالی الکترود مسی، سایش الکتریکی آن کاهش یافته اما نرخ برداشت مواد تقریباً ثابت مانده و تغییر چندانی نکرده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7890_cdaeb1282d614772beb1e74c192bebda.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Experimental study of the near dry EDM processمطالعه تجربی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمهخشک1061127891FAاحدقلیپوردانشگاه صنعتی بابلحمیدباصریدانشگاه صنعتی بابلمحسنشاکریدانشگاه صنعتی بابلJournal ArticleThe near dry EDM process uses a mixture of a liquid and a gas as dielectric medium. In this study, near dry EDM process at three levels of discharge energy and with two brass and copper electrode was studied to investigate the effects of tool material on machining performance. Also, the Taguchi method of design of experiments technique was employed to study the effects of nonelectrical parameters such as tool rotational speed, liquid flow rate, gas pressure and also discharge energy on material removal rate (MRR), electrode wear ratio (TWR) and surface roughness (SR) and also the analysis of variance (ANOVA) was employed to find the most important factors effecting MRR, TWR and SR. The results showed that copper electrode has higher MRR and lower TWR as compared to brass electrode. Also the analysis of main effect plots obtained by Taguchi method indicated that MRR and SR is enhanced by increasing water flow rate and discharge energy and also increasing gas pressure leads to lower TWR. The ANOVA results showed that discharge energy is the most important factor influencing MRR, TWR and SR.فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمهخشک از مخلوط مایع و گاز بهعنوان سیال دیالکتریک استفاده میکند. در این مطالعه، برای بررسی تأثیر جنس ابزار بر عملکرد ماشینکاری تخلیه الکتریکی نیمهخشک، این فرآیند در سه سطح از انرژی تخلیه و با دو ابزار مسی و برنجی مورد بررسی و مطالعه قرار میگیرد. همچنین از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای بررسی تأثیر پارامترهای غیر الکتریکی فرآیند از قبیل سرعت دورانی ابزار، نرخ جریان مایع و فشار گاز و همچنین تأثیر انرژی تخلیه بر نرخ برادهبرداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح استفاده شده است. آنالیز واریانس نیز برای یافتن پارامترهای مهم مؤثر بر نرخ برادهبرداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح بکار گرفته شده است. نتایج بهدستآمده از این مطالعه نشان داد که ابزار مسی نرخ برادهبرداری بیشتر و نرخ سایش ابزار کمتری در مقایسه با ابزار برنجی دارد. آنالیز اثر اصلی بهدستآمده از روش تاگوچی نشان داد که نرخ برادهبرداری و زبری سطح ماشینکاری شده با افزایش نرخ جریان آب و انرژی تخلیه بیشتر میشود و افزایش فشار گاز موجب کاهش نرخ سایش ابزار میشود. همچنین نتایج بهدستآمده از آنالیز واریانس نشان داد که انرژی تخلیه مهمترین عامل مؤثر بر نرخ برادهبرداری، نرخ سایش ابزار و زبری سطح میباشد.https://mme.modares.ac.ir/article_7891_efb3d8be0319721ef751da0b05d9f6a5.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Experimental drag reduction by injection of air bubbles in a Couette-Taylor system and in turbulent Taylor vortex flowکاهش درگ اصطکاکی بوسیله ی تزریق حباب های هوا در یک سیستم تیلور- کوئت عمودی و در جریان آشفته1131227892FAرضامریمیدانشگاه سیستان وبلوچستانمرتضیجوادپوردانشگاه سیستان وبلوچستانسعیدفراهتدانشگاه سیستان و بلوچستان زاهدانمحمد حسینشفیعی میامدانشگاه سیستان و بلوچستان زاهدانJournal ArticleThe effect of bubbles on frictional drag reduction has been studied experimentally using a vertical Taylor-Couette system. Air bubbles are injected into water flow at the bottom of the system. The flow between cylinders is a fully turbulent flow and Taylor vortices are formed in annulus gap. In these experiments, the variations range of rotational Reynolds number is 5000<=Re_w<=70000 . The variations of drag reduction in the presence of bubbles have been investigated by measuring the exerted torque on the inner cylinder. The results show that increasing rotational Reynolds number up to a certain amount leads to enhancement of bubbles effects on drag reduction while the effects are inversed for higher rotational Reynolds number. In this work, the acquired maximum drag reduction is about 5%.اثر حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی در یک سیستم تیلور- کوئت عمودی بطور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. حباب های هوا از قسمت پایینی سیستم به داخل جریان آب تزریق می شوند. جریان بین استوانه ها کاملا آشفته است و گردابه های تیلور در فضای حلقوی نیز ایجاد شده اند. در این آزمایشات بازه ی تغییرات عدد رینولدز دورانی 70000=>Re_w=> 5000 است. تاثیر تزریق حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی با اندازه گیری گشتاور اعمال شده روی استوانه ی داخلی بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش عدد رینولدز دورانی تا یک مقدار مشخص منجر به افزایش تاثیر حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی می شود و برای رینولدزهای بزرگ این تاثیر عکس می گردد. بیشترین کاهش درگ حبابی ثبت شده در این آزمایشات در حدود 5% است.https://mme.modares.ac.ir/article_7892_f880d0d6a01ba52fcfe6475defc13e0f.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Non-linear behavior Simulation of the drying of weft knitted fabric by using mass- spring-damper model and straight forward expansionشبیه سازی رفتار غیرخطی خشک شدن منسوج حلقوی پودی با استفاده از مدل جرم-فنر-دمپر و روش بسط مستقیم1231307893FAوجیههمظفری شمسیدانشگاه یزدپدرامپیوندیهیات علمیمحمدمهدیجلیلی بهابادیدانشگاه یزدJournal Article- In this study, the shrinkage behavior of knitted fabrics during drying is studied .To this end, a model is presented to predict the knitted fabric length changes during the drying process. In order to model the shrinkage behavior, a 1DOF model consisting of a mass, a linear spring and a linear dashpot was used. Considering that the fabric is wet, mass is time dependent and Three-order Straight Forward Expansion method is used to solve nonlinear equations of motion. The results of the model were compared with the experimental results of five samples with different courses density. The results show that the proposed model is capable to predict the length changes of the center of the mass during the process of drying and after that. Error rate is about ten percent for the samples with less Loop length. But by increasing the length of the loop, error rates increases.در این پژوهش رفتار جمع شدگی پارچههای حلقوی پودی در هنگام خشک شدن، مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا مدلی برای پیشبینی تغییرات طول پارچه حلقوی با بافت ساده طی فرایند خشک شدن ارائه گردیده است. به منظور مدلسازی از یک جرم متمرکز، فنر و دمپر خطی استفاده شده است. با توجه به خیس بودن منسوج، جرم به صورت متغیر با زمان در نظر گرفتهشده و معادلات غیرخطی حرکت با استفاده از روش بسط مستقیم درجه سه حل شدهاند. نتایج حاصل از مدل با نتایج آزمایشات تجربی برای پنج نمونه با تراکمهای طولی متفاوت مقایسه گردیده است. نتایج حاصل نشان داده است که در تراکمهای طولی زیاد (طول حلقه کوچک) مدل ارائهشده قابلیت پیشبینی تغییرات طولی مرکز جرم پارچه در طی فرآیند خشک شدن و بعد از آن را به خوبی دارا میباشد. میزان خطا برای نمونهها با طول حلقه کم حدود ده درصد میباشد. اما با افزایش طول حلقه، میزان خطا افزایش مییابد.https://mme.modares.ac.ir/article_7893_76fabdc82dd649afd7efa2d6894e568d.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Dynamic modeling of visco-elastic robotic manipulators using Timoshenko beam theoryمدلسازی دینامیکی بازوهای رباتیکی ویسکوالاستیک با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو1311397894FAمحرمحبیب نژاد کورایماستاد تمام دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایرانعلی محمدشافعیبورسیه دانشگاه شهید باهنر کرمانمهسادوست حسینیکارشناس ارشد مهندسی مکاترونیکبهزادکدخداییکارشناس ارشد مهندسی مکاترونیکJournal ArticleThis paper presents a research into the progress of modeling of N-viscoelastic robotic manipulators. The governing equations of the system is obtained by using Gibbs-Appell (G-A) formulation and Assumed Mode Method (AMM). When the beam is short in length direction, shear deformation is a factor that may have substantial effects on the dynamics of the system. So, in modeling the assumption of Timoshenko Beam Theory (TBT) and its associated mode shapes has been considered. Although considering the effects of damping in continuous systems makes the formulations more complex, two important damping mechanisms, namely, Kelvin-Voigt damping as internal damping and the viscous air damping as external damping have been considered. Finally, to validate the proposed formulation a comparative assessment between the results achieved from experiment and simulation is presented in time domain.در این مقاله، تحقیقی بر روی ارتقاء مدلسازی بازوهای رباتیکی Nلینکی ویسکوالاستیک انجام شده است. مدل دینامیکی سیستم با استفاده از فرمولاسیون گیبس- اپل و روش مودهای فرضی استخراج شده است. زمانیکه طول رابط در جهت طول آن کوتاه باشد، تغییر فرم برشی عاملی است که میتواند تأثیر مهمی بر روی دینامیک سیستم بگذارد. بنابراین در مدلسازی، فرض تئوری تیر تیموشنکو و مودهای مرتبط با آن لحاظ شده است. اگر چه در نظر گرفتن تأثیر میرایی در سیستمهای ممتد، فرمولاسیون مربوط به معادلات حرکت را پیچیدهتر میکند، دو مکانیزم مهم میرایی، یعنی میرایی کلوین-ویت بهعنوان میرایی داخلی و اثر ویسکوز هوا به عنوان عامل مستهلک کننده خارجی در معادلات لحاظ شده است. در نهایت، برای تأیید مدل پیشنهادی، ارزیابی مقایسهای بین نتایج بدست آمده از آزمایش عملی و شبیهسازی در حوزه زمان انجام شده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7894_2475c20d9e9a1aaee80dcbc4e6316157.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Effect of functionally graded microstructure on dynamic stability of piezoelectric circular platesتحلیل پایداری دینامیکی صفحات دایروی پیزوالکتریک با ریزساختار مدرج تابعی1401487895FAفرزادابراهیمیدانشگاه بین المللی امام خمینیJournal ArticleAnalytical solution for the dynamic stability analysis of functionally graded piezoelectric materials (FGPM) circular plates has been presented based on Love-Kirchhoff hypothesis and the Sander’s non-linear strain-displacement relation. The FGPM plate assumed to be gradded across the thickness. The material properties of the FGPM plate assumed to vary continuously through the thickness of the plate according to a power law distribution of the volume fraction of the constituent materials. The plates are subjected to a radial loading and electric field in the normal direction. Bolotin’s method has been employed to obtain the dynamic instability regions. The effect of plate parameters such as thickness–radius ratios, power index, as well as electric field and state loads on instability behavior of the plate is comprehensively investigated.The functionally graded composite material plays a significant role in changing the unstable regions and the buckling loads.در این مقاله تحلیل پایداری دینامیکی صفحات دایروی ساخته شده از مواد پیزوالکتریک مدرج تابعی تحت بارگذاری شعاعی و میدان الکتریکی و براساس تئوری لاو-کرشهف و رابطه غیرخطی تغییر مکان-جابجایی ساندرز ارائه شده است. خواص فیزیکی، مکانیکی، پیزوالکتریک و دی الکتریک صفحه مطابق تابع توانی از جزء حجمی مواد تشکیل دهنده آن در راستای ضخامت صفحه مدل شده است. با استفاده از فرمول بندی واریاسیون ابتدا معادلات تعادل و پایداری بدست آمده و سپس معادلات حاکم ناپایداری از نوع متیو- هیل ارائه شده است. در ادامه از روش بولوتین برای بدست آوردن نواحی ناپایداری دینامیکی استفاده شده است. تاثیر عوامل مختلف همچون ضخامت صفحه و شاخص گرادیان ماده مدرج تابعی و اثر بارگذاری مکانیکی و میدان الکتریکی بر روی بار بحرانی کمانش صفحه پیزوالکتریک مدرج تابعی مورد تحقیق قرار گرفته است. نتایج حاکی از تاثیر قابل توجه خواص ماده مدرج تابعی بر روی بار بحرانی کمانش و نواحی ناپایدار و اثر ناچیز اثر پیزوالکتریک می باشد. پاسخهای تحلیلی و نتایج حاصل مدل ساده شده ای برای مطالعه پارامتری و درک مشخصات پایداری دینامیکی صفحه پیزوالکتریک مدرج تابعی ارائه می دهد.https://mme.modares.ac.ir/article_7895_bb6b07f0fd4afe38c61f232bbb693fd7.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Optimization of mechanical properties of iron-based recycled powder metallurgy parts and investigation of these properties by transverse rupture testبهینه سازی خواص مکانیکی قطعات متالورژی پودر بازیابی شده پایه آهنی و بررسی این خواص با آزمون شکست عرضی1491577896FAهادیعبداللهیدانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهرانرمضانعلیمهدوی نژاددانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهرانوحیدزالدانشجوی دکترای، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس0000-0003-2416-2429محمدقمبریاستادیار، دانشکده مواد، دانشگاه تهرانJournal ArticleIn this research, grey cast iron scraps were recycled into powders and were then used in combination with iron powder for producing iron based powder metallurgy parts. Design of experiments was conducted by response surface method for both the green and sintered parts. For the green properties, the parameters cast iron powder percentage and compaction pressure, and for the sintered parts, the mentioned parameters in addition to sintering temperature and sintering time were selected each in five levels as the input process parameters. Transverse rupture strength and elastic modulus were measured as the responses. Regression analysis and analysis of variance were used to investigate the effect of input parameters, develop the mathematical models and evaluate the validity of the models. Scanning electron microscopy and optical microscopy micrographs were provided to better understanding. The obtained results, in addition to determine the effects of the input parameters, demonstrated the adequate mechanical properties of the produced parts in industrial scales and the validity of the proposed models. Also, the proposed method demonstrated its good capability for estimation of elastic modulus of powder metallurgy parts.در این تحقیق براده های تراشکاری چدن خاکستری به روش آسیای پاششی به صورت پودر بازیابی شده و در ترکیب با پودر آهن برای تولید قطعات متالورژی پودر پایه آهنی به کار رفت. طراحی آزمایش ها با استفاده از روش رویه پاسخ در دو بخش خشته های خام و قطعات تف جوشی شده انجام گرفت. در بخش اول پارامترهای درصد پودر چدن و فشار تراکم، و در بخش دوم دو پارامتر قبلی همراه با پارامتر های دما و زمان تف جوشی به عنوان متغیر های ورودی هر کدام در پنج سطح انتخاب شدند. استحکام شکست عرضی و مدول الاستیک به عنوان پاسخ های مورد نظر اندازه گیری شدند. تحلیل رگرسیون و واریانس برای بررسی تأثیر پارامتر های ورودی، ارائه مدل های ریاضی و ارزیابی صحت مدل ها به کار رفتند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی و نوری برای درک بهتر مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج به دست آمده علاوه بر تعیین تأثیر پارامتر های مختلف، خواص مکانیکی مناسب قطعات تولیدی در مقیاس صنعتی و دقت مدل های ارائه شده را نیز نشان می دهد. همچنین روش ارائه شده برای تخمین مدول الاستیک قطعات متالورژی پودر از روی منحنی نیرو-جابجایی کارایی خوبی را از خود نشان داد.https://mme.modares.ac.ir/article_7896_8718dea05bc1dc95810363685cef0b8e.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Multi objective optimization of heat pipe thermal performance while using aluminium oxide nanofluidبهینه سازی چند هدفی عملکرد گرمایی لوله حرارتی هنگام استفاده از نانوسیال اکسید آلومینیوم1581677897FAمحمد حسنشجاعی فردرئیس پژوهشکده و دانشکده مهندسی خودروابوالفضلخلخالیمعاون آموزشی دانشکده خودروجوادزارعدانشجو دکتریمجتبیطحانیدانشگاه علم وصنعت ایرانJournal ArticleHeat pipe is an effective device for heat transferring. Using nanofluid as working fluid can significantly increase heat pipe thermal performance. But rate of the performance improvement, is dependent on parameters of the suspended nanoparticles in nanofluid. In this article, for the first time by considering nanoparticle volume fractions and diameters as design variables and the difference between the wall temperature of evaporator and condenser and liquid pressure drop as objective functions, the heat pipe performance has optimized. The used heat pipe is a cylindrical heat pipe with nanofluid as working fluid. Heat pipe thermal performance while using nanofluid has modeled by CFD method and then GEvoM has used to relate between design variables and objective functions. Using the modified NSGAII approach, pareto front has plotted and the values of recommended optimum points has obtained by mapping method. Recommended design points unveil interesting and important optimal design principles that would not have been obtained without the use of a multi-objective optimization approach.لوله حرارتی از ابزارهای موثر در انتقال حرارت میباشد. استفاده از نانو سیالات، میتواند به طور چشمگیری سبب بهبود عملکرد گرمایی لوله حرارتی شود. اما میزان بهبود عملکرد، به پارامترهای نانو ذرات معلق در نانوسیال وابسته است. در این مقاله، برای اولین بار با در نظر گرفتن کسر حجمی و قطر ذرات معلق در نانوسیال، به عنوان پارامترهای طراحی و اختلاف دمای دیواره اواپراتور با کندانسور و افت فشار مایع، به عنوان توابع هدف، به تعیین مقادیر بهینه، جهت دستیابی به ماکزیمم عملکرد لوله حرارتی پرداخته شده است. لوله حرارتی استوانهای به کار گرفته شده، حاوی سیال عامل نانوسیال اکسید آلومینیوم میباشد. عملکرد لوله حرارتی هنگام استفاده از نانو سیال به روش CFD مدل گردیده و سپس نرم افزار GEvoM برای مدلسازی دادهها و استخراج رابطه بین ورودیها و خروجیها مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از الگوریتم اصلاح شدهی NSGA II، نمودار پارتو ترسیم شده و مقادیر نقاط بهینهی پیشنهادی برای متغیرهای طراحی با استفاده از روش نگاشت بدست آمدهاست. نقاط طراحی پیشنهادی حاوی نکات قابل توجهی هستند که بدون استفاده از بهینه سازی چند هدفی قابل محاسبه نمیباشند.https://mme.modares.ac.ir/article_7897_908075ea2c025c335f4865f7db427062.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Optimal Fuzzy Controller Design for an Active Tripod Stable Platform Using Virtual Prototypingطراحی کنترلکننده فازی بهینه یک پایدارساز سه پایه فعال با استفاده از نمونه سازی مجازی1681747898FAمهدیسلیمانیMechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Arak Universityولی اللهنکونامگروه مکاترونیک- دانشگاه اراکعلی اصغرقدیمیعضو هیات علمی گروه مهندسی برق- دانشگاه اراکJournal ArticleA buoyant under influence of sea waves and wind excitation experiences unwanted linear and rotational motions. These motions may affect proper performance of high precision equipment placed on the buoyant. Stable platform is one of the solutions employed for decreasing amplitude of the sea induced motions. Design of an optimal fuzzy controller for a tripod stable platform installed on the deck of a medium boat is considered in this paper. For this purpose, a fuzzy controller is proposed for the stable platform control. Furthermore, a 3D virtual model of the boat and the stable platform is developed and the fuzzy controller is applied to the virtual prototype using the co-simulation technique of MATLAB and ADAMS software. The fuzzy controller is then optimized using the genetic algorithm (GA). Moreover, a linear quadratic regulator (LQR) is designed for the stable platform control. The controllers are then applied to the virtual prototype and their performance in the presence of sea wave excitations is examined. Simulation results reveal that the tripod stable platform controlled with the optimal fuzzy controller can reduce pitch and roll motions up to 90 percent and reduce heave motion up to 55 percent.یک شناور تحت تاثیر اغتشاشات باد و امواج دریا، جابجاییهای خطی و دورانی مختلفی را تجربه میکند. این حرکات ناخواسته میتواند عملکرد تجهیزات دقیقی را که بر روی عرشه قرار دارند تحت تاثیر قرار دهد. یک راهکار مناسب برای کاهش دامنه این حرکات استفاده از پایدارسازهای فعال میباشد. در این تحقیق، با استفاده از نمونهسازی مجازی، کنترل فازی بهینه یک پایدارساز سه پایه فعال مستقر بر روی عرشه یک شناور جهت کنترل حرکات رول، پیچ و هیو انجام شده است. برای این منظور، ابتدا با استفاده از تکنیک نمونهسازی مجازی، یک نمونه مجازی از شناور و پایدارساز توسعه داده شده و سپس با شبیهسازی همزمان نرم افزارهای متلب و آدامز عملکرد کنترلکننده فازی در مواجه با اغتشاشات امواج دریا بر روی نمونه مجازی مورد ارزیابی قرار میگیرد. در ادامه برای افزایش کارایی کنترلکننده با بکارگیری روش بهینهسازی الگوریتم ژنتیک، کنترلکننده فازی بر روی نمونه مجازی بهینه میگردد. همچنین برای ارزیابی عملکرد کنترلکننده فازی، یک کنترلکننده تنظیم کننده خطی طراحی شده و عملکرد کنترلکنندهها در مواجهه با اغتشاشات امواج دریا بررسی میگردد. نتایج نشان میدهد که کنترل کننده فازی بهینه باعث کاهش 55 درصدی بیشینه دامنه هیو و کاهش 90 درصدی بیشینه دامنه رول و پیچ پایدارساز میگردد.https://mme.modares.ac.ir/article_7898_0e080857e96278e6dba76ac029faf291.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Non Linear Thermoelastic Analysis Of FGM Annular Rotating Discs With FSDT And TSDT Shear Deformation Plate Theoriesتحلیل غیر خطی ترموالاستیک دیسک های دوار توخالی FGM با استفاده از تئوریهای تغییرشکل برشی مرتبه اول و سوم1751887899FAمصطفیاحمدی نوخندانعضو حق التدریس گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهدمهردادجبارزاده گنجهاستادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهدJournal ArticleThis paper presents the first and third order shear deformation plate theory and von Karman theories to solve Thermo-elastic problems of functionally graded hollow rotating disk. The material properties of the disk are assumed to be graded in the direction of the thickness by a power law distribution of volume fractions of the constituents. New set of equilibrium equations with small and large deflections are developed. Using small deflection theory an exact solution for displacement field is given. Solutions are obtained in series form in case of large deflection. Numerical results are presented for various percentages of ceramic-metal volume fractions and have been compared with those obtained using first-and third-order shear deformation plate theories. Also the results are verified with ABAQUS soft, simulink method and the known data in the literature.هدف از این مقاله ارائه حل تحلیلی و عددی تغییرشکلهای بزرگ دیسکهای دوار تو خالی ساخته شده از مواد تابعی میباشد. دیسکها تحت بارگذاری مکانیکی و دمایی قرار داده شده و خواص مواد در راستای ضخامت طبق تابع توانی تغییر مییابد. با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و سوم با فرضیات ون کارمن و اصل حداقل انرژی پتانسیل معادلات تعادل بدست آمده است. همچنین به منظور مقایسه اثر تغییر مرتبه تئوری در نتایج، معادلات تعادل با استفاده از تئوری تغییر شکل مرتبه اول با کرنشهای کوچک و کرنشهای بزرگ و همچنین تئوری مرتبه سوم حل شده این نتایج با هم مقایسه شدهاند. برای معادلات تعادل بدست آمده با کرنشهای خطی یک حل بسته ارائه شده و معادلات تعادل ناشی از کرنشهای غیر خطی مرتبه اول و سوم به کمک روش اغتشاشات و همچنین روش شبیه سازی عددی حل گردیده است. نتایج حاصل از دیسک توخالی برای تئوری مرتبه اول و سوم با یکدیگر و با نتایج دیگر تحقیقات و همچنین نتایج حاصل از نرم افزار آباکوس مقایسه گردیده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7899_7c792a8279211dece3b4df04719c818a.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Reduced order modeling of unsteady two-phase flows using proper orthogonal decomposition methodمدلسازی رتبهکاسته جریانهای دوفازی غیردائم با استفاده از روش تجزیه متعامد بهینه1891967900FAابراهیمحاجی دولودانشیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه شهید چمران اهوازمرتضیبهبهانینژاددانشیار/ دانشگاه شهید چمران اهوازیونسشکاریدانشجوی دکترا/دانشگاه شهید چمران اهوازمحسنشعبانیدانشگاه شهید چمران اهوازJournal ArticleIn this paper; reduced order modeling (ROM) of unsteady two-phase flows is performed based upon two-fluid models and a proper-orthogonal decomposition (POD) method. The four-equation two-phase flow model is used as a mathematical model to describe physics of the problem. After presenting the governing equations, direct numerical solution of the problem is introduced using AUSMDV* method. Then, the POD method is introduced as a mathematical tool to reduce computational time of the transient problems. In the present research, an equation free/Galerkine free POD method is used for ROM of the unsteady two-phase flows. In this approach, the singular value decomposition (SVD) method is used to compute the base vectors of the reduced space. A shock tube and water-air separation two-phase problems are solved using the present ROM method. Results show that this approach can reduce computational time of unsteady simulations about 35%. Reduction of the computational time directly depends on the size of the computational gird. The results also indicate that application of POD method on the fine grids is more efficient than on the coarse grids.در این مقاله، مدلسازی رتبهکاسته جریانهای دوفازی غیر دائم بر مبنای مدلهای دوسیالی و روش تجزیه متعامد بهینه صورت پذیرفته است. مدل دوسیالی چهار معادلهای بهعنوان مدل ریاضی جریان دوفازی انتخاب شده است. پس از بیان معادلات حاکم، حل عددی مستقیم مساله با استفاده از روش تجزیه بالادست فرارفت ترکیبی ارائه و سپس، روش تجزیه متعامد بهینه بهعنوان ابزاری برای کاهش زمان محاسباتی مسائل گذرا بکار رفته است. در تحقیق حاضر، از یک روش بدون معادله و تصویر گالرکین برای این منظور استفاده شده است. در این روش بردارهای پایه فضای رتبه کاسته از روش تجزیه مقادیر تکین محاسبه میشوند. نتایج بهدست آمده برای حل جریان دوفازی برای یک لوله ضربه و همچنین مساله جدایش آب و هوا، نشان میدهد که تکنیک رتبهکاسته بکار رفته ضمن داشتن دقت مناسب میتواند زمان محاسبات را تا حدود 35 درصد کاهش دهد. کاهش زمان مناسبات به شبکه بکار رفته بستگی دارد بهگونهای که کارایی این روش بر روی شبکههای ریز بیشتر از شبکههای درشت است.https://mme.modares.ac.ir/article_7900_400c3241004b5db7ca7f5abfef2794f2.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321Vibration Control of a Flexible Structure by Reconstruction of Control Input Based on Estimation of Undesired Vibration Frequenciesکنترل ارتعاشات یک سازه انعطاف پذیر با استفاده از بازسازی ورودی کنترلی بر پایه شناسایی فرکانس های ارتعاشی نامطلوب1972027901FAعبدالمجیدخشنوداستادیار دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسیJournal ArticleVibration control of large flexible structures in new dynamic systems has significantly encountered with many challenges. In this area, there are several approaches of vibration control implemented on complicated dynamic systems in which the change of vibrational characteristics with the time of process leads to performance violation. In this paper, regarding the estimation of undesired vibration frequency of a flexible structure, input control of the dynamic system is reconstructed. In this regards, the input of the dynamic system is made to minimize the magnitude of the vibration. This strategy in which the control input is constructed by means of undesired vibration frequencies is similar to use of anti-viruses in medicinal approaches. The proposed control strategy is implemented on yaw channel of a flexible sounding rocket in order to reduce the destructive effects of bending vibration. The system responses show the effects of the vibration on the yaw channel of the system are significantly decreased.کنترل ارتعاشات سازه های انعطاف پذیر در سیستم های دینامیکی پیچیده همواره با چالشهای بسیار مواجه بوده است. تاکنون روش هایی محدود برای کنترل ارتعاشات این سیستم ها ارائه شده که با الگو گیری از روش های قابل پیاده سازی بر روی سیستم های ساده طراحی شده اند. در این مقاله، با بهره گیری از شناسایی فرکانس های نامطلوب ارتعاشی، سیگنال ورودی کنترل یکی از کانال های سیستم بازسازی می شود تا بتوان میزان ارتعاشات سیستم را می نیمم نمود. استراتژی بازسازی ورودی کنترل با بهره گیری از فرکانس های نامطلوب ارتعاشی روش واکسیناسیون در مدل های درمانی و دارویی را مشابه سازی می نماید. در واقع برای رفع ارتعاشات نامطلوب مشابه روش های ضد ویروس از همان فرکانس های نامطلوب بهره گرفته می شود. این روش کنترل جدید بر روی یک موشک کاوش انعطاف پذیر که دارای ارتعاشات خمشی می باشد و برای کاهش ارتعاشات در کانال یاو آن پیاده سازی شده است و پس از شبیه سازی نتایج بسیار خوبی در خصوص کاهش ارتعاشات سیستم در فرکانس های مختلف بدست آمده است.https://mme.modares.ac.ir/article_7901_3e883840fee4384dd3d2afea5e822517.pdfدانشگاه تربیت مدرسمهندسی مکانیک مدرس2476-690914120140321A New method to reduce weight density by considering the mold design in injection molding process of thermoplastic structural foamروش نوین کاهش چگالی وزنی فومهای ساختاری ترموپلاستیک با توجه به طراحی قالب در فرآیند قالبگیری تزریق2032097902FAاحمدضیاءاحمدزیدانشگاه تربیت مدرسامیرحسینبهروشدانشگاه تربیت مدرسJournal ArticleThis paper presents an experimental study on the mold design and the effect of processing parameters on the expansion of foam injection molded parts. Limitation in foam expansion is a primary challenge in foam injection molding process. In this study a novel approach in mold design is introduced to take advantages of concepts such as counter-pressure and mold opening to further extend the expansion range. A modular sheet mold with a rectangular cavity and a fan gate was designed and manufactured. The mold includes a main cavity, the thickness of which could be varied, connected to an overflow channel via a secondary gate, the size of which was also varied in this research. The investigated parameters were part thickness, secondary gate width. Full factorial test experiments were carried out in this research work. The results indicated the high effectiveness of the proposed approach in further reducing the foamed part weight. For the parts with a larger thickness, a noticeable decrease in bulk density and an increase in cell population density along with an improvement in cellular structure uniformity were observed.این مقاله به ارائه روشی نوین در کاهش چگالی وزنی فوم تولیدی به روش قالبگیری تزریقی با تغییر در طراحی قالب، می پردازد. یکی از چالشرهای اساسی در فرآیند تزریق محدویت انبساط است که پارامترهای مختلفی بر آن اثر گذار است. در این تحقیق یک روش نوین در طراحی با الهام از روشهای قالبگیری باز، فشار معکوس و تزریق به کمک سیال مورد بررسی تجربی قرار می گیرد. تغییر در طراحی قالب شامل تعبیه یک یک حفره اضافی و یک دریچه ثانویه که بین حفره اصلی و حفره اضافه قرار می گیرد می باشد. پارامترهای مورد مطالعه شامل ضخامت قطعه و اندازه پهنای دریچه اضافه مواد بوده که برای انجام آزمایش از روش فاکتوریال کامل استفاده شد. نتایج آزمایش نشان داد که حفره اضافه مواد و پهنا دریچه اثر قابل توجهی بر انبساط و کاهش چگالی نسبی دارد. همچنین مشخص شد مهم ترین پارامتر بر انبساط و کاهش چگالی نسبی ضخامت قطعه است.https://mme.modares.ac.ir/article_7902_66fe2bcc701bb627e111be6847a8436c.pdf