دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Investigation of delamination and interlaminar fracture toughness assessment of Glass/Epoxy composite by acoustic emission بررسی جدایش بین‌لایه‌ای و تعیین چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای در کامپوزیت شیشه/اپوکسی با روش نشرآوایی 1 11 7950 FA میلاد سعیدی فر دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمد فتوحی دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی امیرکبیر رضا محمدی دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی امیرکبیر مهدی احمدی نجف آبادی دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه صنعتی امیرکبیر حسین حسینی تودشکی استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 1970 01 01 Delamination is the most common failure mode in composite materials. It takes place in different modes, i.e. mode I, mode II or the combination of these modes. The present study is concerned with an investigation of mechanical and acoustic emission behavior of delamination. In this work, various lay-ups of glass/epoxy composite laminates have been used to study the delamination behavior when subjected to mode I, mode II and the mixed-mode I/II tests. First, the characterization of load-displacement curves of the specimens is done based on the AE parameters and mechanical responses and the curves were divided into three parts. The crack growth in the mode I was stable state and in the mixed-mode and mode II was unstable. In the next, interlaminar fracture toughness of the specimens, Gc, were measured using standard methodologies and acoustomechanical methodologies which is based on the mechanical behavior and AE information. It was found that the acoustomechanical method presents the lower limit of the interlaminar fracture toughness and agrees with the results that obtained from standard. The images were captured with Scanning electron microscope (SEM) from damage surfaces verifies the results that obtained from Acoustic emission. جدایش بین‌لایه‌ای یکی از شایع‌ترین انواع خرابی‌ در چندلایه‌های کامپوزیتی بوده، که در انواع بارگذاری‌های مود I، II ، یا ترکیبی از این مودها اتفاق می‌افتد. پژوهش حاضر، به بررسی رفتار مکانیکی و نشرآوایی جدایش بین‌لایه‌ای در کامپوزیت‌های چندلایه شیشه/ اپوکسی پرداخته و با تلفیق روش‌های نشرآوایی و مکانیکی، چقرمگی شکست بین-لایه‌ای را تعیین می‌نماید. نمونه‌های استاندارد با لایه‌چینی‌های مختلف و تحت شرایط مختلف بارگذاری مود I، مود II و مود ترکیبی I و II، قرار گرفتند. در ابتدا، منحنی-های نیرو- جابجایی و رشد جدایش بین‌لایه‌ای برای نمونه‌های مختلف مقایسه شده‌ و این منحنی‌ها بر اساس رفتار مکانیکی و نشرآوایی آن‌ها، به سه ناحیه با رفتار متفاوت تقسیم شدند. مشخص شد که رشد جدایش در نمونه‌های مود I حالت پایدار داشته و در نمونه‌های مود ترکیبی و مود II، حالت ناپایدار دارد. در ادامه با استفاده از روش آکوستومکانیک که تلفیقی از روش‌های نشرآوایی و مکانیکی بوده، چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای در نمونه‌ها تعیین گردیده‌است. مشخص شد که روش آکوستومکانیک حد پایین چقرمگی شکست بین‌لایه‌ای را ارائه‌داده و با نتایج حاصل از روش‌ ذکر ‌شده در استاندارد، مطابقت خوبی دارد. در انتها با استفاده از تصاویر گرفته‌شده از سطوح شکست نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی، نتایج بدست آمده صحت‌سنجی گردیدند.

https://mme.modares.ac.ir/article_7950_08808cfb5939be387af3c159b83c6b98.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Impedance Control of a Pneumatic Actuator with Solenoid On/Off Valves کنترل امپدانس یک عملگر نیوماتیک با شیرهای سولنوئیدی قطع/وصل 12 20 7951 FA ناصر حسینقلی ارباب دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی فرید نجفی دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت Journal Article 1970 01 01 Executing the impedance control of a pneumatic actuator with solenoid on/off valves is the subject of this paper. Firstly, based on equations of the system, a method presented to enforce the pneumatic system to behave like a linear mass-damper-spring system with adjustable parameters. Based on this method, the desired force determined that is aimed to act on the movable rigid components. Then, with respect to the fact that both the pneumatic output force and its stiffness are functions of the chambers pressures, the desired pressure profile of the chambers have been derived that must be followed by the pressure control loop. The sliding mode approach used and beside it a new algorithm implemented to convert the control input to duty cycle of the on/off valves. The experimental tests show that the achievable range of impedance parameters is limited due to the possible instability problem. Also the position tracking in free space at the system under impedance control is good, while the contact force is less compare with the position control case. Then taking into consideration the new mathematical model presented in this paper, we discussed on the factors that affect the quality and achievable mechanical impedance range of pneumatic actuator. در این مقاله کنترل امپدانس یک عملگر نیوماتیک با شیرهای سولنوئیدی قطع/وصل انجام شده است. در ابتدا با توجه به معادلات سیستم، روشی برای دستیابی به رفتار شبیه جرم-فنر-دمپر خطی در عملگر نیوماتیک با ضرایب قابل انتخاب ارائه شده است. طبق این روش ابتدا نیروی لازم برای اعمال شدن به مجموعه متحرک صلب عملگر بمنظور القای رفتار ذکر شده به آن، تعیین میشود. سپس با توجه به اینکه نیروی مورد نیاز و سفتی عملگر هردو تابعی از فشار محفظه ها هستند، دو رابطه برای فشار مطلوب محفظه ها استخراج شده است که باید توسط حلقه کنترل فشار تعقیب گردند. برای این منظور از روش کنترل مد لغزشی استفاده شده، سپس باتوجه به قطع/وصل بودن شیرها، الگوریتمی برای تبدیل ورودی کنترلی به نسبت وظیفه شیرها ارائه میگردد. آزمایشهای تجربی نشان میدهند که دستیابی به محدوده وسیعی از مقادیر برای پارامترهای امپدانسی بدلیل ایجاد ناپایداری ممکن نیست، همچنین تعقیب مسیر در فضای آزاد در سیستم تحت کنترل امپدانس بخوبی انجام میشود درحالیکه در فرآیند برخورد با مانع صلب، نیروی تعاملی نسبت به سیستم تحت کنترل موقعیت کمتر میگردد. نهایتا با ارائه صورت جدیدی از فرمولبندی برای معادلات، عوامل موثر بر کیفیت و محدوده امپدانس قابل ارائه توسط عملگر نیوماتیک بررسی شده است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7951_416e5cf0acb7e553a880b7647903da6e.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Experimental investigation on ballistic behavior of sandwich panels made of honeycomb core بررسی تجربی رفتار بالستیکی صفحات ساندویچی با هسته لانه‌زنبوری 21 26 7952 FA نسا پیرمحمدی دانشجوی کارشناس ارشد / دانشگاه تربیت مدرس غلام حسین لیاقت دانشگاه تربیت مدرس محمد حسین پل استادیار / دانشگاه تفرش Journal Article 1970 01 01 this paper, ballistic impact on sandwich panel with composite facesheet made of Glass/Epoxy and aluminum honeycomb core has been investigated experimentally. Ballistic impact test also carried out on Honeycomb and composite and the effect absorption energy by adding composite on two sides honeycomb is studied. By this model the influence of the components on the behavior of the sandwich panel under impact load was evaluated. Ballistic impact tests is carried out on the samples by flat-ended projectile with 8/5 gr mass and 10 mm diameter in difference velocities. Also, the contribution of the failure mechanisms to the energy absorption of the projectile kinetic energy was determined. The results show that honeycomb sandwich has more energy than when alone ballistic tests conducted on has absorbed and front cover compared with back cover sandwich structure has lower energy absorption. Also bigger than ballistic limit velocity absorbed the maximum amount of energy. در این مقاله ضربه سرعت بالا بر روی سازه ساندویچی با رویه‌های کامپوزیتی از جنس الیاف شیشه/ اپوکسی و هسته لانه‌زنبوری از جنس آلومینیوم به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین رفتار بالستکی هر یک از اجزاء سازه ساندویچی (رویه کامپوزیتی و لانه‌زنبوری) به طور جداگانه بررسی شدند تا تأثیر افزودن کامپوزیت به دو طرف لانه‌زنبوری در میزان انرژی جذب شده توسط لانه‌زنبوری مشخص شود. آزمایش‌های بالستیکی بر روی نمونه‌های ساخته شده با پرتابه سرتخت به جرم gr 5/8 و قطر mm 10 در سرعت‌های مختلف انجام شده است. نتایج نشان می دهد لانه‌زنبوری در حالت ساندویچ شده انرژی بیشتری را نسبت به زمانی که به تنهایی آزمایش بالستیک روی آن انجام شده جذب می کند و رویه جلویی در مقایسه با رویه پشتی سازه ساندویچی انرژی کمتری جذب کرده است. همچنین با افزایش سرعت برخورد انرژی بیشتری توسط سازه ساندویچی جذب شده است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7952_f316e3fe33f1f754851712c760ab9d48.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Investigation of Effective Parameters on Accumulation of Low-Density Lipoproteins based on the Multilayer Wall of the Carotid Artery بررسی عوامل موثر بر انباشت لیپوپروتئین ها با دانسیته پایین بر مبنای مدل چند لایه دیواره شریان کاروتید 27 36 7953 FA امین دیرانلو دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک/دانشگاه فردوسی مشهد حمید نیازمند استاد گروه مکانیک/ دانشگاه فردوسی مشهد محمودرضا صادقی مربی گروه مهندسی پزشکی/ دانشگاه اصفهان Journal Article 1970 01 01 Lipid core plaques are the major cause of the vascular stenosis and heart attacks. Accumulation of Low-Density Lipoproteins (LDLs) across the atherosclerotic lesions, leads to the hardening of the arterial wall and causes cross sectional narrowing of the artery. Among different arterial wall models, Multilayer model gives accurate LDL concentration across the layers. In this study LDL accumulation in the four-layer carotid artery is investigated numerically. Navier-Stokes equations along with Darcy’s model for the porous regions and the convection-diffusion mass transport equation are employed. Blood considered as a Newtonian fluid and the artery’s wall is assumed to be a porous rigid medium. Due to the negligible pulsatile effect of the flow on the LDL concentration, equations are solved in the steady state condition. In this paper LDL concentration across the layers is considered under normal blood pressure to examine effects of the LDL’s size and the hypertension on the LDL accumulation. Furthermore, a comparison between normal endothelium and the leaky junction is performed. Results indicate that the normal endothelium plays a crucial role in prevention LDL accumulation in the arterial wall. ایجاد پلاکهای حاوی چربی بر روی دیواره رگ عامل اصلی گرفتگی عروق و حملات قلبی میباشد. انباشت لیپوپروتئینها دانسیته پایین در محلهای مستعد بیماری آتروسکلروتیک منجر به تصلب دیواره شریان و باریک شدن سطح مقطع آن میشود. در میان مدلهای مختلف دیواره، مدل دیواره چند لایه نتایج دقیقی را از توزیع لیپوپروتئینها ارائه میدهد. در این پژوهش انباشت لیپوپروتئینها دانسیته پایین در مدل چهار لایه ای سرخرگ کاروتید به طور عددی بررسی شده است. معادلات ناویر-استوکس به همراه مدل دارسی برای نواحی متخلخل و معادله انتقال جرم در جریان خون و جداره رگ به روش عددی حل شده اند. در این مدل خون به عنوان سیال نیوتنی و دیواره های رگ به عنوان جسم متخلخل و صلب فرض شده است. همچنین به دلیل تاثیر ناچیز جریان ضربانی خون بروی توزیع غلظت لیپوپروتئینها در لایه های رگ، جریان پایا در نظر گرفته شده است. در این مقاله به بررسی نحوه توزیع لیپوپروتئینها با دانسیته پایین در لایه های مختلف رگ در فشار معمول خون پرداخته شده و اثر اندازه ذرات و فشار خون بر این توزیع مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه تاثیر جداره رگ آسیب دیده بر میزان رسوب در لایه های مختلف بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که اندوتلیم سالم در جلوگیری از انباشت لیپوپروتئینها با دانسیته پایین به جداره رگ نقش حیاتی را ایفا می کند.

https://mme.modares.ac.ir/article_7953_e37d015e5d80348a275284efacdb6db5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Volume fraction and microballoon size effects on the compressive properties of epoxy/ceramic microballoon syntactic foam بررسی تاثیر درصد حجمی و اندازه میکروبالن بر خواص فشاری فومهای ترکیبی اپوکسی / میکروبالن سرامیکی 37 44 7954 FA حامد احمدی دانشگاه تربیت مدرس غلام حسین لیاقت دانشگاه تربیت مدرس محمود مهرداد شکریه دانشگاه علم و صنعت Journal Article 1970 01 01 Epoxy / ceramic micro balloon syntactic foams are used in marine and automobile industries because of their high specific strength and capability of absorbing energy. In this paper, the neat epoxy and 9 series of syntactic foams with 3 kinds of ceramic micro balloon with different diameters and crush strength in different volume fractions (20%, 40% & 60%) were fabricated. Effect of varying these parameters on the mechanical properties of syntactic foams is investigated. Besides of all, the effect of different loading rate is investigated, too. All of the samples were tested in 10-1, 10-2 and 10-3 strain rates. The results indicate that with increasing the strain rate from quasi-static to moderate rates, the strength of foams became more. Also the results show that the syntactic foam with bigger micro balloon was weak in compression. In syntactic foams of low volume fraction the size effects is more. On the other hand, with increasing the volume fraction, the crush strength of micro balloon is become effective. Plateau stress and absorbed energy results show these facts obviously. With increasing the strain rate, the strength is increased considerably. فومهای ترکیبی اپوکسی/میکروبالن سرامیکی به دلیل داشتن مقاومت مخصوص مناسب و قابلیت جذب انرژی بالا در بسیاری از سازه‌های دریایی یا اتومبیلها کاربرد دارند. در این تحقیق یک سری اپوکسی خالص و 9 سری فوم با سه نوع میکروبالن در اندازه و استحکام متفاوت و در سه درصد حجمی 20%، 40% و 60% ساخته شده و تاثیر این متغیرها روی خواص نهایی فوم در فشار مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این موارد نرخ بارگذاری فشاری نیز در رفتار فوم بررسی شده است. تمامی 10 سری نمونه در سه نرخ کرنش 1-10 ، 2-10 و 3-10 تحت آزمایش قرار گرفتند. نتایج آزمون‌ها نشان می‌دهند که با افزایش سرعت بارگذاری، تنش حداکثری شکست در فوم افزایش می‌یابد. البته این افزایش مقاومت با افزایش درصد حجمی میکروبالن کمتر خواهد شد. همچنین نتایج نشان میدهند که هر چه میکروبالنها بزرگتر باشند، فوم در فشار ضعیفتر است. البته هر چه درصد حجمی فوم ترکیبی کمتر باشد، تاثیر این عامل نیز بیشتر خواهد بود. در طرف مقابل هر چه درصد حجمی فوم بیشتر باشد، فاکتور استحکام میکروبالن تاثیرگذارتر است. این تاثیرگذاری در میزان تنش پلاتو و انرژی جذب شده در حین فرآیند فشار کاملاً محسوس است. با افزایش نرخ کرنش مقاومت فوم به شکل محسوس و مدول الاستیسیته نیز خیلی جزئی افزایش می‌یابند.

https://mme.modares.ac.ir/article_7954_95c3f1a8b262ec7a929a8739e21142d7.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Assessing the influence of stent geometry and material properties on the outcome after coronary stenting using finite element method بررسی تأثیر هندسه و جنس استنت بر نتایج حاصل از استنت گذاری با استفاده از روش اجزای محدود 45 53 7955 FA میثاق ایمانی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل علی معظمی گودرزی عضو هیئت علمی دانشگاه نوشیروانی بابل جابر مهدی نژاد دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 Recently, the use of coronary stents in interventional procedures has rapidly increased and different stent models, with different geometries and materials, have been introduced in the market. In order to select the most appropriate stent model, it is necessary to analyze and compare the mechanical behavior of different types of stent. In this paper, finite element method is used for investigating the effect of stent geometry and material properties on its behavior. Two commercially available stent designs with different geometries (the Palmaz–Schatz and NIR stents) and two different stent materials (stainless steel 304 and Cobalt alloy MP35N) are modeled and their behavior during the deployment is compared in terms of stress distribution in the stent and vessel, and outer diameter changes. Moreover, the effect of stent geometry and material properties on the restenosis after coronary stent placement is investigated by comparing the stress distribution in the arteries. According to the findings, the possibility of restenosis after coronary stenting is lower for NIR stent in comparison with Palmaz–Schatz stent. Moreover, stainless steel 304 is more suitable material for manufacturing stents, in comparison with the other one. در سال‌های اخیر، استفاده از استنت‌های شریانی برای درمان بیماری انسداد شریان‌های کورونری قلب افزایش یافته و مدل‌های مختلف آن، با هندسه و جنس متفاوت، به بازار ارائه شده است. برای انتخاب بهترین مدل استنت از میان مدل‌های موجود، باید عملکرد آنها به دقت تحلیل شده و رفتار مکانیکی مدل‌های مختلف آن مورد مقایسه قرار گیرد. در این مقاله، از روش اجزای محدود برای بررسی تأثیر هندسه و جنس استنت بر عملکرد آن استفاده شده است. بدین منظور از دو مدل استنت تجاری با هندسه‌های مختلف (استنت‌های پالماز- اسچاتز و ان آی آر) و دو ماده پرکاربرد در ساخت استنت‌ها (مواد فولاد ضد زنگ 304 و آلیاژ کبالت ام پی 35 ان) استفاده شده و پس از مدل-سازی آنها عملکردشان مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج ارائه شده در هر مورد شامل توزیع تنش بر روی استنت و رگ و تغییرات قطر خارجی استنت می‌باشد. همچنین با مقایسه مقدار تنش ایجاد شده بر روی رگ، تأثیر هندسه و جنس استنت بر میزان گرفتگی مجدد پس از استنت‌گذاری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس یافته‌های این تحقیق، از بین دو استنت بررسی شده، احتمال گرفتگی مجدد پس از استفاده از استنت ان آی آر کمتر از استنت پالماز- اسچاتز است. همچنین از بین دو ماده بررسی شده، ماده فولاد ضد زنگ 304 برای ساخت استنت مناسب‌تر است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7955_62d081df1f0040acd58bcfd3c3040fc1.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Experimental and numerical investigation of overload effects on fatigue life of AISI 4140 steel بررسی اثر اضافه بار بر عمر خستگی نمونه‌های CT فولاد AISI4140 به صورت آزمون تجربی و حل عددی 54 64 7956 FA محمد حسین گزین دانشجو/دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی مهرداد آقایی خفری دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی Journal Article 1970 01 01 Experimental and numerical analysis of a single overload on the fatigue life of AISI 4140 CT specimens was studied. Fatigue tests were conducted on base line CT specimen under single overload ratios of 1.5 and 1.75. Numerical analyses were performed on 2D incorporating the stress intensity factor and the J-integral as driving force. Furthermore, ABAQUS commercial software was used to simulate elastic-plastic crack growth and crack closure. Overload-induced retardation effects on the crack growth rate are considered based on the crack closure concept. A novel model for considering pre-overload and post overload effect on the crack growth is introduced. This model is based on the effective stress intensity factor and the effective J value. Overload increases fatigue lives by factors of 1.24 and 1.5 for overload ratios of 1.5 and 1.75, respectively. Two dimensional FEM results are in good agreement with the experiment with a maximum error of 10% using stress the intensity factor based method and -6% using the J integral based method. Comparing present paper method with Harmain model indicates that this model requires fewer experiments and Harmain model requires less calculation. در این مقاله، اثر اضافه بار بر عمر خستگی نمونه‌های CT فولاد AISI 4140 بررسی شده است. پژوهش شامل دو بخش آزمون‌های تجربی و حل عددی مدل اجزاء محدود است. ابتدا آزمون‌های خستگی مطابق استاندارد E647، بدون اضافه بار انجام شد و سپس آزمون‌های بعدی بر روی نمونه‌های مشابه با اعمال اضافه بار با نسبت‌های 5/1 و 75/1 صورت گرفت. در بخش دوم، آزمون‌های رشد ترک در نرم افزار ABAQUS به صورت الاستیک-پلاستیک و بر مبنای مدل‌‌ بسته شدن ترک شبیه سازی شد. اثر اضافه بار با در نظر گرفتن دو پارامتر ضریب شدت تنش موثر و انتگرال J موثر با ارائه روابطی جدید مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمون‌های تجربی بیانگر افزایش عمر خستگی به ترتیب 24% و 46% برای اضافه بارهای 5/1 و 75/1 می‌باشد. مقایسه نتایج نیروی بازکننده ترک روش عددی و روش تجربی حاکی از دقت 89 درصدی در طول ترک mm5 است. مقایسه عمر خستگی به روش عددی و آزمون‌های تجربی رشد ترک نشان‌دهنده قابل اعتماد بودن شبیه سازی‌ها بوده که حداکثر خطای مدل ضریب شدت تنش موثر و مدل انتگرال J موثر به ترتیب 10%+ و 6%- است. مقایسه مدل ارائه شده در این پژوهش با مدل هارمن نشان داد که تعداد کمتر آزمایش‌های تجربی مورد نیاز از مزیتهای مدل پیشنهادی و حجم محاسباتی کمتر از مزایای مدل هارمن است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7956_7fd4db88d31ab524e0afe153c4f9465a.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Model updating of damped structures using SMURF technique بروز رسانی مدل سازه میرا با استفاده از تکنیک اصلاح سازه با توابع پاسخ فرکانسی تجربی 65 74 7957 FA احسان جمشیدی دانشگاه سمنان محمد رضا آشوری دانشگاه سمنان Journal Article 1970 01 01 In this paper, a new FRF-based model updating method is proposed based on the Structural Modification Using experimental frequency Response Functions (SMURF) method. The method deals with the complex Frequency Response Functions (FRFs) and aims to update the lumped parameters of system. The parameters of FE model are updated accurately using only a limited data. A twelve Degrees Of Freedom system is considered as a test case in a simulated experiment. The convergence of the method and the accuracy with which it corrects the FE model are studied. Moreover, the effects of the number of modes, the frequency range of interest, the coordinate incompleteness and noise on the quality of the updated model are investigated. Finally a cantilever beam was used as experimental case study. The results show that the updated FRFs are in good agreement with their experimental counterparts. در این مقاله یک روش بروز رسانی مدل بر پایه تابع پاسخ فرکانسی با استفاده از روش اصلاح سازه با توابع پاسخ فرکانسی تجربی پیشنهاد می شود. روش با توابع پاسخ فرکانسی مختلط سروکار دارد و هدف آن بروز رسانی پارامترهای متمرکز سیستم است. روش پیشنهادی با استفاده از تعداد معدودی از توابع پاسخ فرکانسی، پارامترها را به دقت بروز می کند. یک سیستم دوازده درجه آزادی به عنوان نمونه آزمایشی عددی در نظر گرفته می شود. همگرایی روش و ظرفیت آن در بهبود دقت مدل اجزای محدود ارزیابی می گردد. علاوه بر این، اثر تعداد مودها، بازه فرکانسی محاسباتی، ناکاملی مختصات های اندازه گیری شده و نویز بر کیفیت مدل بروز شده بررسی می گردد. در نهایت از یک تیر یکسرگیردار به عنوان نمونه تجربی استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که توابع پاسخ فرکانسی بروز شده تطابق خوبی با معادل تجربی خود نشان می دهند.

https://mme.modares.ac.ir/article_7957_fa636c3d216834a2e0db24cc157ab5f0.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Development of Stochastic Field Method for DNS of Drag Reduction by Microfibers in Turbulent Channel Flow توسعه روش میدان‌های تصادفی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ با میکروفیبر در جریان کانال آشفته 75 82 7958 FA امین موسائی بخش مهندسی مکانیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه یاسوج Journal Article 1970 01 01 In this study, the stochastic field method is developed for the direct numerical simulation of turbulent drag reduction by microfibers. For this purpose, the governing equations without any simplification are discretized on an Eulerian grid. A fifth-order upwind scheme is used for the discretization. A Monte-Carlo method is employed in the conformation space. Then, three-dimensional, time-dependent Navier-Stokes equations for the incompressible flow of a non-Newtonian fluid are numerically solved for a turbulent channel flow. Statistical quantities obtained by the proposed method are compared with those of a Lagrangian method and the high precision of the new method is demonstrated. The main advantage of the new method is its low computational cost. در این پژوهش، روش میدان‌های تصادفی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ آشفته به کمک میکروفیبرها توسعه داده شده است. برای این منظور، معادلات حاکم بدون هیچ ساده سازی بر روی یک شبکه اویلری در فضای فیزیکی گسسته شده‌اند. برای گسسته سازی از یک روش تفاضل محدود بالا دست مرتبه پنجم استفاده شده است. در فضای حالت نیز یک روش مونت-کارلو بکار رفته است. سپس معادلات ناویر-استوکس سه بعدی و وابسته به زمان برای جریان تراکم ناپذیر یک سیال غیر نیوتنی بطور عددی برای جریان کانال آشفته حل شده‌اند. کمیت-های آماری آشفته بدست آمده از روش پیشنهادی با داده‌های حاصل از روش لاگرانژی مقایسه و دقت بالای روش جدید نشان داده شده است. مزیت اصلی روش جدید حجم محاسبات کم آن نسبت به روش لاگرانژی است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7958_55b34fd73727d9b19698835c7d5302ae.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Analysis of FGPM cylinder subjected to two dimensional electro thermo mechanical fields تحلیل استوانه پیزوالکتریک تابعی تحت میدانهای دوبعدی الکتروترمومکانیک 83 90 7959 FA رسول رشیدی فر عضو هیئت علمی- دانشگاه ازاد اسلامی-واحد لنجان جواد جعفری فشارکی عضو هیدت عمی دانشگاه آزاد اسلامی-واحد نجف اباد حسین شهریاری دانشجوی کارشناسی ارشد-دانشگاه ازاد اسلامی-واحد نجف آباد وحید جعفری فشارکی دانشجوی دکترا، مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، نجف آباد، اصفهان Journal Article 1970 01 01 This paper presents an analytical solution for a FGPM hollow cylinder subjected to two dimensional electro thermo mechanical fields. All material properties except the Poisson’s ratio are assumed to be varied with power low function along the thickness of cylinder. For analytical solution, using Fourier series expansions with separate variable method, the Navier’s equations are solved. Then, with special boundary conditions, the results for a FGPM cylinder are presented. The results show the proper power index has a significant influence on electro thermo mechanical response of cylinder as a sensor or actuators. The main idea in this paper is using the Fourier series to solve the equations that caused this method be suitable for considering any complicated and simply conditions for problem. در این مقاله یک استوانه پیزوالکتریک از جنس مواد تابعی تحت میدانهای دوبعدی الکتریکی، حرارتی و مکانیکی تحلیل می‌گردد. کلیه ویژگیهای مواد به جز ضریب پواسون به صورت توانی در جداره استوانه تغییر می کنند. حل تحلیلی به کمک استخراج معادلات ناویر و با استفاده از سری های فوریه و روش جداسازی متغیر ها انجام می گیرد. در ادامه با در نظر گرفتن شرایط مرزی نتایج حاصل از یک نمونه تحلیل استوانه تابعی هوشمند ارائه شده است. نتایج نشان می دهند اندیس مناسب توان برای مواد می‌تواند روی طراحی استوانه و پاسخ مطلوب آن به عنوان حسگر یا عملگر تاثیر بسزایی داشته باشد. ایده اصلی این مقاله استفاده از سری فوریه برای تحلیل میدان‌های حاکم بر مساله می‌باشد که به کمک آن می‌توان هر نوع شرایط مرزی پیچیده و ساده دو بعدی یا یک بعدی را برای مساله درنظر گرفت و تحلیل نمود.

https://mme.modares.ac.ir/article_7959_beb3c650aaae598375f60df2c6063269.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Design and Implementation of a Fuzzy Sliding Mode Control Law for a Wheeled Robot Towing a Trailer طراحی و پیاده سازی کنترل مود لغزشی فازی برای یک ربات چرخ دار به همراه تریلر 91 98 7960 FA علی کیماسی خلجی دانشجوی دکتری/ دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی سید علی اکبر موسویان استاد/دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی Journal Article 1970 01 01 Tractor-trailer wheeled mobile robot (TTWMR) is a robotic system that consists of a tractor module towing a trailer. Trajectory tracking is one of the challenging problems which is focused in the context of wheeled mobile robots (WMRs) that has been discussed in this paper. First, kinematic equations of TTWMR are obtained. Then, reference trajectories for tracking problem are produced. Subsequently, an output feedback kinematic control law and a dynamic Fuzzy Sliding Mode Control (FSMC) are designed for the TTWMR. The proposed controller steer the TTWMR asymptotically follow reference trajectories. Finally, experimental results of the designed controller on an experimental setup and comparison results are presented. Obtained results show the effectiveness of the proposed controller. ربات متحرک چرخ‌دار به همراه یک تریلر یک سیستم رباتیکی است که از یک ترکتور به همراه یک تریلر تشکیل می‌شود. تعقیب مسیرهای حرکت زمانیِ مرجع یکی از مسائل مطرح در زمینه‌ی ربات‌های متحرک چرخ‌دار می‌باشد که در این مقاله به آن می‌پردازیم. ابتدا معادلات سینماتیکی ربات متحرک استخراج می‌گردد. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع تولید می‌گردد. در ادامه یک قانون کنترل سینماتیکی فیدبک خروجی و یک کنترل دینامیکی مود لغزشیِ فازی برای ربات طراحی می‌گردد. قانون کنترلی پیشنهاد شده، ربات متحرک چرخ‌دار را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. در پایان نتایج تجربیِ پیاده‌سازی روش طراحی شده بر روی یک مدل آزمایشگاهی و نتایج مقایسه‌ای ارائه می‌گردد. نتایج بدست آمده کارایی روش پیشنهاد شده را نشان می‌دهد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7960_df7ee89b6f8ec5827a19ecbaff5d4cd2.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 An Implicit Incompressible SPH Method for Free Surface Flow Problems یک روش SPH تراکم ناپذیر ضمنی برای مسائل جریان سطح آزاد 99 110 7961 FA سعید فرزین دانشجوی دکتری مهندسی عمران، دانشگاه تبریز یوسف حسن زاده استاد مهندسی عمران، دانشگاه تبریز محمد تقی اعلمی دانشیار مهندسی عمران، دانشگاه تبریز روح اله فاتحی استادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه خلیج فارس بوشهر Journal Article 1970 01 01 A consistent implicit Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) method based on projection approach is proposed for solving violent free surface flow problems. In this way, two consistent discretization schemes are employed for first and second spatial derivatives. In this study, it is shown that in explicit ISPH solvers, the field variables and the positions of particles in the process of numerical differentiation are estimated at two different time steps. So, the incompressibility is not completely satisfied. In the present approach, an iteration loop is implemented, in each time-step. Thus, at the end of each time-step both velocity and the positions used in divergence estimation are at the new time-level. The proposed ISPH method is validated in free surface flow problems involving 2-D dam break benchmarks in which both wet and dry beds are considered. Among the advantages of the present implicit method is being more accurate and stable than the explicit one, despite use of lower number of particles and greater time-step sizes. Also, it provides significant improvement in free surface simulations and pressure distribution results. یک روش جدید ضمنی بر اساس روش تصویر، برای حل مسائل جریان تراکم ناپذیر در روش هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) معرفی گردیده‌است. در این روش، از دو طرح گسسته سازی جدید سازگار برای مشتقات مکانی مرتبه اول و دوم استفاده شده‌است. در این مقاله، نشان داده شده‌است که در حل صریح با روش‌ تصویر، متغیر میدان و مکان ذراتی که فرآیند مشتق‌گیری عددی روی آنها انجام می‌شود، در دو زمان متفاوت محاسبه می‌شوند و امکان ارضای دقیق شرط تراکم ناپذیری با استفاده از روش‌های رایج وجود ندارد. در روش ضمنی پیشنهادی، در هر گام زمانی یک حلقه تکرار طی می‌شود که در آن، پس از یافتن سرعت در زمان جدید، مکان ذرات نیز به‌روز می‌گردد. به این ترتیب پس از همگرایی تکرار، مشتقات مکانی نیز در زمان جدید محاسبه خواهند شد. قابلیت و دقت روش ارائه شده، در شبیه‌سازی مسائل سطح آزاد و انتشار امواج ناشی از شکست سد روی بستر خشک و مرطوب، مورد آزمون و تایید قرار گرفت. از مزایای روش پیشنهادی در مقایسه با روش‌های صریح رایج، دقت بیشتر در عین استفاده از تعداد ذرات کمتر و گام‌های زمانی بزرگتر می‌باشد. همچنین این روش از جهت عدم حضور نوسانات غیر فیزیکی در میدان فشار، برتری محسوسی دارد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7961_ac8a9143597891fc2fc2ded41a9a9ec7.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Nonlinear bending analysis of circular functionally graded sandwich plates تحلیل غیر خطی خمش صفحات گرد ساندویچی مدرج تابعی 111 121 7962 FA محمد اسماعیل گلمکانی استادیار / دانشگاه آزاد اسلامی مشهد علیرضا یوسفیان ثقی دانشجو/دانشگاه آزاد اسلامی مشهد Journal Article 1970 01 01 In this article, nonlinear bending analysis of sandwich circular plates with functionally graded face sheets subjected to transverse mechanical load is presented. The formulations are based on first-order shear deformation plate theory (FSDPT) and large deflection von Karman equations and nonlinear equilibrium equations solved by the dynamic relaxation (DR) method combined with the finite difference discretization technique. In order to verify the current work some obtained results are compared with the solutions reported in the literature and Abaqus finite element method. Finally, The influences of material constant k, boundary conditions, core-to-face sheets thickness ratio on the results are studied in detail. در این مقاله تحلیل غیر خطی خمش صفحات ساندویچی دایره ای شکل متقارن محوری با پوسته های مدرج تابعی تحت بار مکانیکی عرضی بررسی شده است. معادلات حاکم بر اساس تئوری برشی مرتبه اول و روابط غیر خطی کرنش ون کارمن می باشند و دستگاه معادلات تعادل غیر خطی به دست آمده توسط ترکیب روش عددی رهایی پویا و تفاضل محدود تحلیل گردیده اند. به منظور بررسی صحت و دقت تحقیق نتایج به دست آمده با برخی مراجع و همچنین روش المان محدود مقایسه شده است. در نهایت به بررسی اثر پارامترهایی همچون نسبت ضخامت هسته به پوسته، شرایط مرزی و تغییر در خواص مواد مدرج تابعی بر روی خمش غیر خطی پرداخته می شود.

https://mme.modares.ac.ir/article_7962_ebb87faa733d9a04ebb40f422b135fb0.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Predicting the shock isolation behaviour of a hydraulic engine mount by 3D finite element modeling of fluid-structure-interaction پیش بینی رفتار یک دسته موتور هیدرولیکی در ایزوله کردن تحریک شوک با مدل سازی اجزاء محدود سه-بعدی بر هم کنش سازه-سیال 122 128 7963 FA کمال جهانی استادیار دانشکده مکانیک-دانشگاه تبریز مسعود دهناد فارغ التحصیل کارشناسی ارشد سیستم محرکه خودرو از دانشکده مکانیک دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 Hydraulic engine mounts isolate the structure of the vehicle from powertrain vibrations and also prevent excess motions of the powertrain due to shock excitations. In this paper, dynamic stiffness of a hydraulic engine mount in low frequency range (shock frequency range) is predicted using modal test data and three-dimensional finite element model through an iterative model updating procedure. The implemented model encompasses elastomeric material’s nonlinearity, fluid-structure-interaction and internal resonances of mount. Mesh morphing technique is used to model the fluid-structure-interaction. The results showed that the introduced procedure can successfully predict the shock isolation behaviour of the hydraulic engine mount. یک دسته موتور هیدرولیکی سازه خودرو را از ارتعاشات سیستم تولید و انتقال قدرت خودرو ایزوله کرده و از حرکات زیادی این سیستم در اثر تحریک شوک جلوگیری می کند. در این مقاله، سفتی دینامیکی یک دسته موتور هیدرولیکی در بازه فرکانسی پایین (بازه فرکانسی تحریک شوک) با استقاده از تست مودال و مدلسازی اجزاء محدود سه بعدی و از طریق روش تکرار و به روز رسانی مدل، پیش بینی می گردد. مدلسازی انجام گرفته شامل خواص غیرخطی مواد الاستومری، برهم کنش سازه و سیال و فرکانس های تشدید خود دسته موتور می باشد. برای مدلسازی برهم کنش سیال و سازه از تکنیک مش-مرفینگ استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که روش بکار برده شده به خوبی می تواند نحوه ایزوله کردن شوک توسط دسته موتور را پیش بینی نماید.

https://mme.modares.ac.ir/article_7963_a1d4c20b182ad7137ab3606f0e3fc8a4.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Blowing and suction effect on drag and lift coefficients for viscous incompressible flows over hydrofoils by power-law preconditioning method تاثیر دمش و مکش روی ضرایب برآ و پسای جریان‌های تراکم‌ناپذیر لزج عبوری از هیدروفویل‌ها به‌کمک روش پیش‌شرط توانی 129 140 7964 FA پوریا اکبرزاده دانشگاه شاهرود ایرج میرزایی دانشگاه صنعتی ارومیه محمد حسن کیهانی دانشگاه شاهرود ابراهیم اکبرزاده دانشگاه صنعتی ارومیه Journal Article 1970 01 01 Effect of boundary layer and its local separation on lift and drag coefficients, especially in the analysis of hydrodynamic behavior of hydrofoils is considered as an interesting subject for fluid mechanics researchers. Boundary layer control methods to increase the lift coefficient and reduce the drag coefficient, are very common. Aerodynamic study of flows at low Reynolds to special applications such as micro unmanned underwater vehicles, underwater robots and explorers are interested. For this reason in this study, the effect of fluid blowing and suction through upper surface of hydrofoils on flow control, lift and drag coefficients for flow under Re =500 and Re=2000 are investigated. Jameson’s finite volume method and power-law preconditioning method for analyzing viscous incompressible flows are presented. To control the boundary layer a jet with a width of 2.5% of chord length is placed on hydrofoil’s upper surface and results for different blowing (suction) parameters are introduced. Results show that, blowing far from leading edge at low blowing angel and perpendicular suction far from leading edge increase the lift coefficient. Also blowing with law velocity ratio and suction with large velocity ratio, has the better impact on increasing lift coefficient. تاثیر لایه‌ی مرزی و جدایش موضعی آن روی ضریب برآ و پسا، خصوصاً در تحلیل رفتار هیدرودینامیکی هیدروفویل‌ها یکی از موضوعات مورد علاقه‌ی محققان علم مکانیک سیالات به‌شمار می‌آید. در این میان روش‌های کنترل لایه‌ی مرزی جهت افزایش ضریب برآ و کاهش ضریب پسا، بسیار رایج هستند. مطالعه‌ی آئرودینامیک جریان‌های با اعداد رینولدز پایین به علت کاربردهای خاص نظیر وسایل بدون سرنشین، ربات‌ها و کاوشگرهای زیرسطحی در ابعاد بسیار کوچک مورد توجه می‌باشد. به همین دلیل در این تحقیق، اثر دمش و مکش سیال از سطح فوقانی هیدروفویل‌ها روی کنترل جریان، ضریب برآ و پسا در جریان با اعداد رینولدز 500 و 2000 بررسی شده است. روش عددی حجم محدود جیمسون و روش پیش‌شرط‌سازی توانی برای تحلیل جریان‌های ‌لزج تراکم‌ناپذیر ارائه شده است. جهت کنترل لایه‌ی مرزی یک جت دمش (مکش) با پهنای 5/2 % طول وتر در سطح فوقانی هیدروفویل قرار داده و نتایج برای کمیت‌های مختلف دمش (مکش) معرفی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که دمش دور از لبه‌ی حمله با زاویه‌ی دمش کمتر و مکش عمود بر سطح دور از لبه‌ی حمله، ضریب برآ را افزایش می‌دهد. همچنین دمش با نسبت سرعت کمتر و مکش با نسبت سرعت بیشتر، تاثیر بهتری بر افزایش ضریب برآ دارد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7964_e0a0a422a9069a4cb2b91211a451da4b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Experimental investigation of effects of nanoclay on ballistic properties of GLARE بررسی تجربی تاثیر نانو‌رس بر روی خواص بالستیکی فلز - مواد مرکب شیشه اپوکسی 141 146 7965 FA عباس مسعودی دانشگاه تربیت مدرس غلام حسین لیاقت دانشگاه تربیت مدرس محمد حسین پل دانشگاه تفرش Journal Article 1970 01 01 : This paper investigated experimentally the effect of nanoclay on ballistic impact behavior of GLARE. The prepared GlARE is made of two Aluminum 2024 facing sheets and E glass/ epoxy/nanoclay as nano composite core. Nano composite section has been composed of undirectional E glass 409 g/m2, resin CY 219, hardner HY 5161 and nanoclay closite 30B dispersed into the epoxy system in a 0%, 4%, 7% and 10% ratio in weight with respect to the matrix. All panels fabricated using laid-up method in fiber volume fraction of 60%. Ballistic tests were conducted using Gas gun at the velocity of 205 and 225 m/s. The results of the ballistic impact experiments show that the amount of Specific energy absorption variations in 4% of nanoclay content is insignificant. However, in nanoclay contents of 7% and 10%, the Specific energy absorption increases. To analyze the results of the ballistic impact on the GLARE, the effect of nanoclay on the longitudinal and transversal mechanical properties of the composite was investigated. A noticeable correlation was found between ballistic impact results and Changes of toughness in longitudinal and transversal direction. این مقاله، به تاثیر نانو ذرات رسی بر روی خواص بالستیکی فلز- مواد مرکب شیشه اپوکسی به صورت تجربی می‌پردازد. فلز - مواد مرکب شیشه اپوکسی ساخته شده، از2 رویه آلومینیومی 2024 و هسته نانو کامپوزیتی شیشه/ اپوکسی/ نانو‌رس تشکیل شده است. هسته نانو کامپوزیتی شامل الیاف شیشه تک جهته با وزن واحد سطح 409 گرم بر متر مربع، رزین CY 219، سخت کنندهHY 5161 و نانو ذرات رسی کلوسیدسی‌بی با درصدهای وزنی نسبت به ماتریس 0 ،4 ،7 ،10 می‌باشد. نمونه‌های آزمایش با روش لایه چینی دستی و با کسر حجمی الیاف 60 درصد در قسمت کامپوزیتی ساخته شد. آزمایش‌های بالستیک با استفاده از دستگاه تفنگ گازی در سرعت‌های 205 و 225 متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج حاصل از آزمایش‌های بالستیکی نشان دهنده این است که میزان تغییرات جذب انرژی مخصوص در 4 درصد وزنی ناچیز است. در 7 و 10 درصد وزنی، میزان جذب انرژی مخصوص افزایش می‌یابد. برای تحلیل نتایج حاصل از آزمایش بالستیک، تاثیر نانو‌رس بر روی خواص مکانیکی کامپوزیت در راستای طولی و عرضی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که تغییرات چقرمگی در جهت طولی و عرضی با نتایج حاصل از آزمایش‌های بالستیک هم‌پوشانی دارد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7965_a440a3d316c5614c7a9310e902f4a43e.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Vibro-acoustic study on transverse-isotropic thick-walled cylindrical shells considering high shear deformation theory using Hamilton principle تحلیل آکوستیکی پوسته استوانه ای جدار ضخیم با تغییر شکل های برشی مراتب بالا به روش اصل همیلتون 147 157 7966 FA روح الله طالبی توتی استادیار/دانشگاه علم و صنعت ایران محمدحسن شجاعی فرد رئیس دانشکده پژوهشکده خودرو محمدرضا غیبی دانشجوی دکتری رضا احمدی دانشجوی دکتری Journal Article 1970 01 01 The objective of this paper is representation an analytical solution to calculate sound transmission loss (TL) of infinite thick transverse-isotropic cylindrical shell immersed in a fluid medium with an uniform external airflow and contains internal fluids where external sidewall of the shell excited by an oblique plane wave. In order to derive the governing equations the third-order shear deformation theory (TSDT) is used. Also, equation of motion of shell is obtained using Hamilton's principle. With solving shell vibration equations and acoustic wave equations simultaneously, the exact solution for TL is obtained. Transmission loss resultant from this solution is compared with those of other authors. The results also indicate that TSDT is more powerful than FSDT and CST, especially in high frequency and less R/h. در این مقاله تلاش شده است با استفاده از روشی تحلیلی، افت انتقال صوت در پوسته های استوانه‌ای همسانگرد عرضی جدار ضخیم، مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور یک پوسته استوانه‌ای همسانگرد عرضی با طول بی نهایت در معرض تابش یک موج صوتی صفحهای مایل و درون یک جریان یکنواخت خارجی قرار گرفته است. برای یافتن معادلات ارتعاشی پوسته از تئوری تغییر شکلهای برشی مرتبه سوم استفاده شده است. پس از بسط معادلات جابجایی، معادلات حرکت پوسته به کمک اصل همیلتون بدست می آیند. با حل همزمان معادلات ارتعاشی پوسته و روابط امواج آکوستیکی، مقادیر افت انتقال صوت حاصل می شود که این نتایج با کار سایر محققین مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که تئوری مرتبه سوم برشی در مقایسه با تئوری های کلاسیک و تغییر شکل برشی مرتبه اول، بخصوص در فرکانس‌های بالا و با کاهش نسبت شعاع به ضخامت، دقت بیشتری از خود نشان می دهد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7966_ab00b14a2da2e3cdcc44f06265db6574.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Effects of baffle-blocked flow cathode channel on reactant transport and cell performance of a PEMFC اثر مانع در کانال جریان گاز کاتد بر انتقال واکنش‌دهنده‌ها و عملکرد پیل سوختی غشا پلیمری 158 166 7967 FA سید علی اطیابی کارشناس ارشد مکانیک/دانشگاه صنعتی مالک اشتر ابراهیم افشاری استادیار گروه مکانیک دانشگاه اصفهان محمود عدمی دانشیار دانشگاه مالک اشتر Journal Article 1970 01 01 In this study, we propose a conﬁguration of partially blocked oxidant channel with bafﬂe plates transversely inserted in the cathode channel and effects of the fluid dynamics due to the presence or non-presence of the baffles and their effect on the fuel cell performance is investigated. A 3D model with the presence of bafﬂe plates is considered and a set of equations (continuity, momentum, species and charge together with electrochemical kinetics) in the form of single domain is developed and solved numerically. The bafﬂes block the main ﬂow in the cathode channel and force more reactant gases to turn to the GDL. This fact implies an enhancement of the oxygen ﬂux at the GDL and catalyst surface, especially at the position beneath the location of the bafﬂe plates. An increase in the number of baffles contribute to the reactant gas transport to GDL with more uniform distribution of gas in the GDL and catalyst layer, specially in high current densities, where it leads to a penalty of high pressure – loss. The predictions indicate that the local transport of the reactant gas would enhance the local current densities and the fuel cell performance in presence of baffle in the channel. در این مطالعه، با قرار دادن یک یا چند مانع در کانال کاتد پیل سوختی غشا پلیمری، تأثیرات دینامیک سیالات ناشی از وجود/عدم وجود مانع در کانال و همچنین اثر مانع بر عملکرد پیل سوختی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور با در نظر گرفتن یک مدل سه بعدی پیل سوختی که بخشی از کانال کاتد مسدود شده است، معادلات پیوستگی، مومنتوم، گونه‌های جرمی و بقای بار الکتریکی به‌صورت حالت‌ پایا در سیستم مختصات کارتزین با استفاده از یک دامنه کلی و روش حجم محدود حل شده است. نتایج نشان می‌دهد که با قرار دادن یک مانع، در مقایسه با حالت بدون مانع، بیشترین افزایش سرعت در لایه پخش گاز (زیر مانع حدود 6 برابر سرعت) رخ داده است و گازهای واکنش‌دهنده بیشتری مجبور به ورود به لایه پخش گاز می‌شود که به واکنش‌های شیمیایی کمک می‌کند و عملکرد پیل سوختی را بهبود می‌بخشد. همچنین افزایش تعداد موانع بر انتقال گازهای واکنش‌دهنده و توزیع یکنواخت‌تر گازها در لایه پخش گاز و لایه کاتالیست، مخصوصاً در دانسیته جریان‌های بالا، کمک می‌کند؛ اما افت فشار در کانال کاتد را افزایش می‌دهد. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که انتقال موضعی واکنش‌دهنده، تولید چگالی جریان محلی و عملکرد پیل در حضور موانع بهبود می‌یابد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7967_dab1263d1e6a88c9ba5e7e294def5e8b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Selection of reference coordinates using effective independence technique in operational modal testing of structures انتخاب نقاط مرجع به کمک روش موقعیت مستقل موثر در آزمایش مودال محیطی سازه ها 167 176 7968 FA محمد مهدی خطیبی دانشگاه سمنان محمد رضا آشوری دانشگاه سمنان Journal Article 1970 01 01 Conventional modal testing of large structures is always associated with difficulties in artificial excitation of the structure. Operational Modal Analysis (OMA) is one approach to overcome the excitation problem. In OMA only the responses are measured and the structure is excited by ambient forces. For large structures the simultaneous measurement of responses in all selected points is usually impossible due to not having enough available accelerometers or measurement channels. Therefore, the structure is tested in several steps. As a result, some reference points should be selected to correlate all of the measurements. In this article a new criterion is introduced for selection of reference points based on finite element model of structure. A beam is used for numerical validation of the method. A steel beam is also used for experimental case study. Both numerical and experimental results demonstrate the effectiveness of this criterion. آزمایش مودال کلاسیک سازه های بزرگ بدلیل عدم امکان تحریک یا اندازه گیری نیروهای وارد به آن ها دشوار یا غیر ممکن می باشد. بنابراین برای شناسایی خصوصیات دینامیکی چنین سازه هایی باید از روش های آنالیز مودال محیطی استفاده کرد. یکی از مشکلات مهم در آزمایش مودال محیطی سازه های بزرگ، عدم امکان اندازه گیری همزمان پاسخ سازه در تمام نقاط اندازه گیری می باشد که بدلیل محدودیت در تعداد شتاب سنج ها و یا تعداد کانال های اندازه گیری است. بنابراین این سازه ها باید در چندین مرحله تحت آزمایش قرار بگیرند. برای ارتباط بین مراحل مختلف آزمایش، نقاطی از سازه باید به عنوان نقاط مرجع انتخاب شوند. در این مقاله یک شاخص جدید برای انتخاب نقاط مرجع ارائه شده است که براساس مدل المان محدود سازه، نقاط مرجع را انتخاب می کند. به منظور بررسی عددی روش، از مدل المان محدود یک تیر کمک گرفته شده و به کمک روش پیشنهادی، نقاط مرجع انتخاب و پارامترهای مودال تیر محاسبه شده اند. همچنین با استفاده از آزمایش یک تیر فلزی، روش بصورت تجربی ارزیابی شده است. نتایج عددی و تجربی حاصل، نشان دهنده کارایی مناسب شاخص پیشنهادی برای انتخاب نقاط مرجع و محاسبه پارامترهای مودال سازه می باشد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7968_9dd30287dc5ffcfb4efb1e0521c3c8f8.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Nonlinear analysis of chatter in turning process considering workpiece and cutting tool dynamics simultaneously تحلیل غیر خطی پدیده لرزه در فرآیند تراشکاری با در نظر گرفتن همزمان دینامیک قطعه‌کار و ابزار براده‌برداری 177 188 7969 FA محمد مهدی جلیلی هیأت علمی حجه اله طواری دانشگاه یزد Journal Article 1970 01 01 A new 3-D nonlinear model of chatter vibration in turning process is presented in this paper. Workpiece and cutting tool are modeled as rotational shaft and cantilever beam, respectively which are excited by cutting forces. Equations of motion of workpiece are derived using Hamilton’s principal. Also, Timoshenko beam theory is used to simulate tool’s vibration. Then π-Buckingham theory is used to extract dimensionless equations of motion for transverse and torsional vibrations of workpiece and transverse and longitudinal vibrations of cutting tool. Using the mode summation method, a numerical solution is presented for this nonlinear problem. Effect of cutting parameters such as longitudinal cutting position, cutting width, cutting depth and radius of workpiece for machining with and without tailstock are investigated. Using these results turning velocity intervals for stable and unstable cuts are determined. Simulation results show that using tailstock in turning process for machining near the end of the workpiece increases process stability. Also in the case of using tailstock, machining near the end of the workpiece is more stable than the machining in the middle region of the workpiece. در این مقاله، یک مدل سه بعدی غیر خطی جدید از ارتعاشات چتر در فرآیند تراشکاری ارائه شده است. قطعه‌کار به عنوان محور در حال دوران تحت تأثیر نیروهای براده‌برداری مدل‌سازی شده است. ابزار براده‌برداری نیز به عنوان تیر یک سر گیردار مدل‌سازی شده است. در ادامه با استفاده از تئوری پی-باکینگهام معادلات بدون بعد حرکت برای ارتعاشات عرضی و پیچشی قطعه‌کار و ارتعاشات عرضی و طولی ابزار براده‌برداری بدست آمده‌اند. در نهایت با به کارگیری روش مودهای فرضی، یک حل عددی برای این مسئله غیر خطی ارائه شده است. تأثیر پارامترهای مختلف همچون موقعیت طولی ابزار براده‌برداری، عرض براده‌برداری و شعاع قطعه‌کار بر روی پایداری براده‌برداری در دو حالت ماشین‌کاری با و بدون مرغک بررسی شده است. با استفاده از این نتایج، محدوده‌های سرعت قطعه کار به منظور پایداری فرآیند در شرایط مختلف براده‌برداری تعیین شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که استفاده از مرغک برای براده‌برداری در موقعیت نزدیک به انتهای طول قطعه‌کار باعث افزایش پایداری فرآیند و کاهش احتمال رخداد لرزه نسبت به حالت بدون استفاده از مرغک می‌شود. همچنین در صورت استفاده از مرغک، فرآیند براده‌برداری در نواحی انتهایی قطعه‌کار نسبت به مناطق میانی آن از پایداری بیشتری برخوردار است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7969_2f2cd5c753d3cee48e47dbb5bbaed331.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Quasi-Three-Dimensional Aerodynamic Design of S-shaped Air Intake Using Inverse Design Method طراحی آیرودینامیکی شبه سه‎بعدی یک مجرای ورودی هوای S-شکل با استفاده از روش طراحی معکوس 189 199 7970 FA مهدی نیلی احمد آبادی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان فرهاد قدک دانشگاه امام حسین محسن محمدی دانشگاه امام حسین Journal Article 1970 01 01 Inverse design is one of the design methods of aerodynamic ducts such as S-duct intakes. In these problems, the geometry of the duct is unknown but the pressure distributions along the walls are given. In this paper, a new inverse design method called “flexible string method” is introduced. In this method, the duct walls are modified from initial guess to final shape based on the flexible string movement algorithm according to pressure distribution. In 3D design, the duct design process starts with a 2D one. At first step, a 2D Jet-Engine S-shaped air intake considering flight mach number is designed using the inverse design method based on an Euler flow solver (with no considering the jet nose engine effects). At the second step with considering duct sections like circle, ellipse and bean the 2D duct is modified to obtain the 3D duct. Finally, it is validated by analyzing the duct flow in 3D turbulent regime. The numerical studies show in spite of severe height change with respect to duct length, there is no separation in the duct and the uniformity of flow at the duct exit is completely satisfactory. یکی از روش‌های طراحی آیرودینامیکی مجاری داخلی S-شکل، روش طراحی معکوس می‌باشد. در اینگونه مسائل، هندسه دیواره‌ها، مجهول و توزیع فشار در راستای آنها، معلوم است. برای این منظور از یک روش جدید طراحی معکوس بنام ریسمان انعطاف پذیر برای طراحی معکوس مجرای S-شکل استفاده می‌شود. در این روش، دیواره‌های مجهول مجرا تحت الگوریتمی بر مبنای حرکت ریسمان انعطاف پذیر، از یک حدس اولیه تا رسیدن به هندسه نهائی و متناظر با توزیع فشار هدف، تغییر شکل می‌دهند. در طراحی سه بعدی، فرآیند طراحی مجرا با یک طراحی دوبعدی شروع می شود. در ابتدا با توجه به عدد ماخ پروازی پرنده، با ترکیب کد طراحی معکوس و حل کننده جریان اویلری، طراحی دوبعدی اولیه ورودی هوای S-شکل بدون در نظر گرفتن اثرات دماغه موتور صورت می‌گیرد. در مرحله دوم با در نظر گرفتن مقاطع به شکل دایروی، بیضوی و لوبیایی، مجرای دوبعدی به مجرای سه بعدی تغییر داده می شود. در نهایت با عبور یک جریان آشفته سه بعدی مجرای طراحی شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. مطالعه عددی نشان می دهد که علیرغم نسبت بالای ارتفاع به طول مجرا، جدایش جریان در مجرا وجود ندارد و یکنواختی جریان در خروجی مجرا کاملا رضایت بخش است.

https://mme.modares.ac.ir/article_7970_ec1093fe1626f25b1845d04dd6f55dd2.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 4 2014 06 22 Design of a Real-time Simulator of the Engine-Generator for a Series Hybrid Electric Bus طراحی یک شبیه‌سازِ بلادرنگ برای مجموعه موتور احتراقی - ژنراتور در اتوبوس هیبرید الکتریکی سری 200 206 7971 FA محمدجواد اسفندیاری مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست دانشگاه تهران محمدرضا حائری یزدی دانشگاه تهران وحید اصفهانیان استاد/مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست دانشگاه تهران حسن نهضتی مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست دانشگاه تهران Journal Article 1970 01 01 In this paper, a real time simulator of the engine-generator for a series hybrid electric bus is designed which can be used for hardware in the loop testing of the hybrid bus control unit. As an important step for designing a hardware in the loop simulator, messages that the engine and generator receive from the vehicle control unit are identified. Design of the simulator is based on these received messages and dynamic behavior of the components. Since the engine and generator receive speed or torque commands from the vehicle control unit, two PID controllers are designed to bring the engine or generator to the desired speed. By applying appropriate inputs, different modes of operation of the diesel-generator is simulated including the soft start process and steady state operation. For a simulator, the ability to interface with a real hardware requires a real time simulation. To do so, the design process is implemented in LabVIEW environment and results show that the designed simulator gives responses close to real test results and it is suitable for developing the hybrid vehicle control unit. در این مقاله یک شبیه‌ساز بلادرنگ برای مجموعه موتور احتراقی - ژنراتور در یک اتوبوس هیبرید الکتریکی سری طراحی شده است که برای تست عملکرد واحدِ کنترل خودرو در بستر تست سخت‌افزار در حلقه استفاده خواهد شد. به عنوان یک گام مهم در جهت استفاده از شبیه‌ساز در بسترِ تست سخت افزار در حلقه، پیام‌های ارسالی از واحد کنترل خودرو به مجموعه دیزل - ژنراتور شناسایی شده‌اند و طراحی شبیه‌ساز بر اساس این ورودی‌ها و با در نظر گرفتن رفتار دینامیکی اجزاء انجام شده است. با توجه به اینکه مجموعه دیزل - ژنراتور مبنای دور یا گشتاور از واحد کنترل خودرو دریافت می‌کند، دو کنترلر PID طراحی شده‌اند که مجموعه را به دور درخواستی از واحد کنترل می‌رساند. با اعمال ورودی‌های مناسب، شرایط عملکردی مختلف برای مجموعه دیزل - ژنراتور شبیه‌سازی شده‌اند که از جمله آن، فرآیند روشن شدن نرم و عملکرد پایای مجموعه دیزل - ژنراتور است. امکان ارتباط با سخت‌افزار مستلزم انجام شبیه‌سازی به شکل بلادرنگ می‌باشد. بدین منظور، طراحی شبیه‌ساز در محیط نرم‌افزار LabVIEW و به شکل بلادرنگ انجام شده است و مقایسه نتایج شبیه‌سازی با نتایج حاصل از تست‌های تجربی نشان می‌دهد که شبیه‌ساز طراحی شده در پاسخ به ورودی‌های مختلف رفتار قابل قبولی را از خود نشان می‌دهد.

https://mme.modares.ac.ir/article_7971_cc225865b743ecc91c4743259813f604.pdf