دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Numerical Analysis of Flow and Mass Transfer in the Renal Glomeruli Capillary Network تحلیل عددی جریان و انتقال جرم در شبکه مویرگی گلومرول کلیه 1 7 8211 FA محمدحسین بنازاده کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف محمد سعید سعیدی دانشگاه صنعتی شریف بهار فیروزآبادی استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف Journal Article 1970 01 01 Since Glomerular filtration of blood in the kidney has been regarded by physiologists for many years, they can access only to the qualitative data. Mathematicians can solve this problem by numerical modeling. In this research, an engineering model is presented for the analysis of this capillary network by investigating in the different scientific fields such as, physiology, medicine, computer science and mathematics.First of all, the homogeneous model introduced by Deen, are studied. The rate of the blood filtration is achieved by solving the 2-D equations of momentum and mass transfer. Then the anatomic investigation of the glomerular are performed to present a three-dimensional network of the glomerular capillaries. This proposed model is solved numerically by Use of the 3-D equations of momentum and mass transfer. This analysis makes it possible to study the various parameters are creating by diseases and this is the main advantage of this provided mode. In network model connection between lobules and their shapes just improve flow distribution and mass transfer. Otherwise the glomerular filtration rate in the flow rate of more than 150 nl/min is evaluated more accurately in this model. پالایش خون در گلومرول کلیه همواره مورد توجه فیزیولوژیست‌ها بوده است ولی از آنجا که در این تحقیقات نمی‌توانستند به چیزی بیشتر از اطلاعات کیفی دسترسی پیدا کنند، توسط مدل‌سازی‌های عددیریاضی‌دانان این مشکل پیش‌روی را مرتفع ساختند.در کار پیش رو سعی می‌شود با جمع‌آوری نتیجه پژوهش‌های محققین فیزیولوژی و علوم پزشکی، محققین علوم کامپیوتر و ریاضی، مدلی مهندسی برای بررسی کامل این شبکه مویرگی ارائه شود. ابتدا مدل همگن که پیش از این توسط دین معرفی شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرد. با حل دو بعدی معادلات مومنتوم و انتقال جرم، میزان فیلتراسیون خون بدست می‌آید.در ادامه به مطالعه‌ی آناتومی شبکه گلومرول پرداخته می-شود و با جمع‌بندی آن‌ها یک شبکه سه‌بعدی قابل دفاع از بستر مویرگی گلومرول ارایه می‌شود.با استفاده از معادلات سه‌بعدی مومنتوم و انتقال جرم، مدل پیشنهاد شده به صورت عددی حل می‌شود. مزیت اصلی مدل شبکه این است که مطالعه پارامترهای مختلف که به دلیل بیماری‌های مختلف به صورت ناحیه‌ای ایجاد می‌شوند را امکان‌پذیر می‌کند.در مدل شبکهارتباط بین لوبول‌ها و شکل آن‌ها تنها برای توزیع بهتر جریان در شبکه و بهبود فرایند انتقال جرم می‌باشد.مدل شبکه علاوه بر مزیت‌هایی که در بررسی بهتر شبکه مویرگی دارد، در دبی‌های بزرگتر از nl/min150 جواب دقیق‌تری برای میزان فیلتراسیون در اختیار قرار می‌دهد. https://mme.modares.ac.ir/article_8211_a8d2795765fb6a8659fd48d8ca7eb888.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Investigating the transient performance of the combined cycle and steam injected gas turbine during frequency dips بررسی عملکرد گذرای سیکل ترکیبی و توربین گازی با تزریق بخار در زمان افت فرکانس 8 16 8212 FA علی غفاری دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی سعید بهرامی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی سید حسین ساداتی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی مارکوس ترن دانشگاه لوند Journal Article 1970 01 01 Single shaft gas turbine and the cycles based on it are sensitive to frequency drops and sudden change loads or large frequency dips might affect their stability. This phenomenon is related to reduction of air mass flow rate through the gas turbine during frequency dips, which might lead to interaction between the governor and temperature control loop. This interaction will prevent the gas turbine from being loaded further and might affect its stability. In this paper, the performance of the two well-known power generation cycles based on the gas turbine -combined cycle and steam injected gas turbine (STIG cycle)- are investigated during frequency dips and transient maneuvers. For this purpose, two similar units are developed based on these cycles and their performance are studied and compared in different scenarios. The simulation results show that the steam injected gas turbine has a better performance during frequency drops and it can handle larger step change loads. This superior performance of the steam injected gas turbine unit is almost twice as good as the similar combined cycle unit in some of the operating conditions. توربین گازی تک محوره و سیکل های وابسته به آن به افت فرکانس حساس بوده و تغییر بار ناگهانی و یا افت فرکاس های شدید می تواند منجر به ناپایداری آن ها شود. علت این پدیده به کاهش دبی هوای عبوری از توربین گازی با کاهش سرعت دورانی آن و در نتیجه، تداخل میان حلقه های کنترل دما و گاورنر باز می گردد. این تداخل مانع از افزایش توان توربین و در نتیجه ناپایداری آن می شود. در این مقاله، عملکرد سیکل ترکیبی و توربین گازی با تزریق بخار (سیکل استیگ) که از مهم ترین سیکل های تولید توان بر پایه توربین گازی می باشند، در زمان افت فرکانس و مانورهای گذرا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو واحد مشابه بر اساس این دو سیکل توسعه داده شده است و عملکرد آن ها در سناریوهای مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که توربین گازی با تزریق بخار از عملکرد بهتری نسبت به سیکل ترکیبی در زمان افت فرکانس برخوردار می باشد و می تواند تغییر بارهای ناگهانی بزرگتری را تحمل نماید. این عملکرد بهتر توربین گازی با تزریق بخار ، در برخی از نقاط کاری دو برابر بهتر از سیکل ترکیبی مشابه می باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8212_9f655cc8884fda7ad6d8a6fb15cc001e.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 The Study of effective parameters in hydroforming of fuel cell metallic bipolar plates with parallel serpentine flow field بررسی پارامترهای مؤثر درهیدروفرمینگ صفحات دو قطبی فلزی پیل سوختی با شیار مارپیچ موازی 17 27 8213 FA محمد بخشی جویباری استاد/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل نفیسه محمد تبار دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل سید جمال حسینی پور عضو هیات علمی/دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل عبدالحمید گرجی عضو هیات علمی/دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 Bipolar plates are the most important and expensive components used in fuel cells. Metallic bipolar plates are the best choice to replace graphite or machined thick metal plates due to their lightweight and low cost. Selection of suitable forming process is one of the main subjects in fuel cell technology. Nowadays, hydroforming process is commonly used for the production of metallic bipolar plates because of its capability in forming light weight and complex parts. Among the various patterns of bipolar plates, serpentine flow field pattern inevitably brings two main defects of rupture of material during forming process and uneven flow distribution in practical operations. In this research, forming of a slotted interdigitated serpentine pattern on SS304 stainless steel sheet by hydroforming process has been examined using finite element simulation and experimental approach. The effects of process parameters and die geometry on the thickness distribution and filling percent are also studied. It is concluded that by increasing the forming pressure, filling percent of the die increases and the thickness of critical region is more reduced due to the increasing of drawing ratio. Also, it was found that hydroforming process has high repeatability. صفحات دو قطبی مورد استفاده در پیل های سوختی از مهمترین و پر هزینه ترین اجزای یک پیل سوختی می باشند. صفحات دو قطبی فلزی به دلیل وزن و هزینه کمتر، بهترین گزینه برای جایگزینی صفحات فلزی ضخیم ماشینکاری شده یا گرافیتی هستند. انتخاب فرآیند شکل دهی مناسب، یکی از مهمترین موضوعات مطرح در تکنولوژی پیل سوختی است. در حال حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ به دلیل قابلیت شکل دهی قطعاتی با وزن کم و هندسه پیچیده برای تولید صفحات دو قطبی فلزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از بین الگوهای مختلف صفحات دوقطبی، الگوی کانال جریان مارپیچ، دارای دو عیب عمده پارگی ماده در حین فرآیند شکل دهی و توزیع جریان نامناسب در حین عملکرد می باشد. در این پژوهش، شکل دهی یک الگوی شیاری مارپیچ متصل به هم بر روی صفحاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فرآیند هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامتر های فرآیندی و هندسی قالب بر روی توزیع ضخامت و درصد پر شدگی پروفیل هم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با افزایش فشار شکل دهی، پرشدگی قالب افزایش می یابد و ضخامت ناحیه بحرانی به دلیل افزایش نسبت کشش، بیشتر کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که فرآیند هیدروفرمینگ از قابلیت تکرار پذیری بالایی برخوردار است. https://mme.modares.ac.ir/article_8213_0b3f44d9054402de39441e165a4bdfe0.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Title: Design and analysis of workspace and singularity of a 4 degree of freedom parallel robot عنوان: طراحی و تحلیل فضای کاری و نقاط تکین ربات موازی چهار درجه آزادی 28 36 8214 FA مهران محبوب خواه دانشیار دانشگاه تبریز نیما جعفرزاده دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 Parallel mechanisms are widely being used in industrial applications such as machine tool, metrology, earthquake simulator, fly simulator, medical equipment and etc. These mechanisms have some limitations like having erratic workspace, singular points in the workspace and complexity of control systems. These limitations should be studied for suitable usage of parallel mechanisms. In this article, a four degree of freedom parallel mechanism (three linear and one rotation degrees of freedoms) is proposed as machine tool and being studied and its workspace and singularity analysis are done by solving the kinematic relations and using Matlab software. So, at first the inverse and direct kinematic equations of mechanism were solved and then an algorithm is used to determine the workspace and singular points of proposed parallel mechanism. Finally, to investigate the results of workspace analysis the structure has been modeled in Solidworks software and the inverse kinematic relation and the obtained workspace have been validated using the simulation. At the last, to investigate the quality of robot performance and its dexterity in workspace, global condition index of mechanism using Jacobean matrix is calculated for different orientations of moving platform. مکانیزم‌های موازی در بسیاری از زمینه‌های مهندسی و کاربردهای صنعتی نظیر ماشین ابزار، مترولوژی، شبیه ساز پرواز، شبیه ساز زلزله، تجهیزات پزشکی و غیره به صورت چشمگیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم‌های موازی دارای محدودیت‌هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری و وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می‌باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. در این تحقیق نوعی ماشین‌ابزار جدید با مکانیزم موازی و با چهار درجه آزادی (سه درجه خطی و یک درجه دورانی) مورد مطالعه قرار گرفته است و فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم ‌افزار متلب بدست آمده است. به این منظور ابتدا روابط سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بدست آمد و با استفاده از یک الگوریتم جستجو، فضای کاری و نقاط تکین مکانیزم محاسبه شد. سپس برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم‌افزار سالیدورکس شبیه‌سازی شد و روابط سینماتیک معکوس و فضای کاری بدست آمده در این تحقیق صحه گذاری شد. همچنین برای بررسی کیفیت عملکردی ربات و چالاکی مکانیزم در فضای کاری، شاخص شرط کلی ربات با استفاده از ماتریس ژاکوبین برای جهت گیریهای مختلف سکوی متحرک محاسبه شد. https://mme.modares.ac.ir/article_8214_8b048efecbe64fe76045e0109de0c2f1.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Multi-criteria evaluation of CCHP system under different operating strategies for an office building in Tehran using AHP method ارزیابی چندمعیارۀ سیستم CCHP تحت استراتژی‌‌های عملکرد مختلف برای یک ساختمان‌ اداری در تهران با تکنیک AHP 37 48 8215 FA مهدی معرفت دانشیار تبدیل انرژی- تبدیل انرژی پیام شفیعی دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In this article, a mathematical analysis of a CCHP system following electrical demand management and thermal demand management in comparison to separate heat and power system for an office building in Tehran is presented. In the thermal demand management, two modes including with selling electricity to grid and without selling electricity to grid are investigated. In order to have a comprehensive evaluation of the performance of the CCHP system, four criteria including primary energy saving, CO2 emission reduction, operational cost reduction and rate of return are employed for a typical office building in Iran. Also the AHP method is used to specify the best operation mode of the CCHP system when all of the criteria are involved. Results show that from the energy and environmental viewpoints, the CCHP system following thermal demand management with selling electricity to the grid is the best operation mode. But the CCHP system following electrical demand management has the maximum rate of return. For the all of the operation modes, the CCHP system has lower operational cost than SHP system throughout the year. From an integrated view point, the CCHP system following thermal demand management with selling electricity to the grid is the most attractive option. در این مقاله، به ارزیابی چند معیارۀ سیستم تولید همزمان برق، حرارت و سرما تحت دو استراتژی تامین بار الکتریکی و تامین بار حرارتی نسبت به سیستم تولید جداگانه، برای یک ساختمان اداری در تهران پرداخته شده است. در استراتژی تامین بار حرارتی، دو حالت عدم فروش و فروش برق به شبکه مورد بررسی قرار گرفته‌اند. معیارهای صرفه‌جویی در مصرف انرژی اولیه، کاهش انتشار آلایندۀ دی اکسید کربن، کاهش هزینۀ عملکرد و نرخ بازگشت سرمایه، به منظور ارزیابی سیستم تولید همزمان، برای یک ساختمان اداری نمونه دارای ویژگی‌های عموم ساختمان‌های اداری کشور، به کار گرفته شده‌اند. نهایتاً به منظور انتخاب مناسبترین حالت عملکرد سیستم تولید همزمان با در نظر گرفتن تمام معیارها، از تکنیک AHP استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهدکه، از لحاظ انرژی و زیست محیطی، بهترین حالت عملکرد سیستم تولید همزمان، استراتژی تامین بار حرارتی با فروش برق به شبکه می‌باشد. در حالیکه بیشترین مقدار نرخ بازگشت سرمایه، مربوط به استراتژی تامین بار الکتریکی می‌باشد. برای تمامی حالت‌های عملکرد، سیستم تولید همزمان در تمامی ماه‌های سال دارای هزینه‌های عملکرد کمتری نسبت به سیستم تولید جداگانه می‌باشد. همچنین ارزیابی چندمعیاره به وسیلۀ تکنیک AHP نشان می‌دهد که، بهترین استراتژی عملکرد سیستم تولید همزمان، استراتژی تامین بار حرارتی با فروش برق به شبکه می‌باشد. اما اگر شرایط فروش برق به شبکه مهیا نباشد، استراتژی تامین بار الکتریکی در اولویت است. https://mme.modares.ac.ir/article_8215_1e0feeaff84a19bf3936e693311fa66d.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Evaluation of corrugated composite beam deflection by shape memory alloy wire بررسی خیز تیر کامپوزیتی موج ‎دار به کمک سیم آلیاژ حافظه‎ دار 49 58 8216 FA مهدی انصاری دانشجو 0000-0002-8518-8609 محمد گلزار مدیر گروه مکانیک گرایش ساخت و تولید دانشگاه تربیت مدرس 0000-0003-3873-7262 امیر حسین بهروش دانشیار مکانیک گروه ساخت و تولید دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In this study, the corrugated composite beam is actuated by shape memory alloy wire (SMAw). SMAw was placed on the surface of composite beam. Martensite to austenite transformation occurs by increasing of SMAw temperature. After transformation, SMAw length decrease and beam actuated. Beam displacement, force and current are measured and by A/D board transferred to computer. For evaluation of temperature in SMAw, the Heat transfer differential equation is used. Also Brinson’s model is used for modeling of SMA behavior. The results show that SMA behavior in Brinson’s model is good agreement whit experiments. But in lower temperatures than martensitic transformation state, the SMA stress is equal to zero in experiment unlike Brinson’s model. Also considering the SMA training and DSC test, for some temperatures in the experimental results, the start and end transformation temperatures are different to Brinson’s model. The results show as using SMAw in the corrugated composite, smart structures can be achieved that in corrugation direction is irritable, whereas in Perpendicular to the direction, corrugated composite bending strength is high that lead to using this structure in engineering application. در این پژوهش یک تیر کامپوزیتی موج‌دار با سیم آلیاژ حافظه‌دار تحریک شده است. آلیاژ حافظه‌دار بر روی سطح تیر کامپوزیتی قرار داده شد. با افزایش دمای سیم حافظه‌دار، تغییر فاز مارتنزیت به آستنیت در سیم ایجاد شد. پس از تغییر فاز، طول سیم کاهش یافته و تیر تحریک شد. پارامترهای جابجایی تیر، نیرو و جریان الکتریکی اندازه‌گیری و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال، به رایانه منتقل شد. برای تعیین دما از معادله دیفرانسیل انتقال حرارت سیم استفاده شده است. همچنین از مدل برینسون به منظور مدل‎سازی رفتار آلیاژ حافظه‌دار استفاده شد. نتایج نشان داد که رفتار آلیاژ حافظه‌دار در مدل برینسون مشابهت خوبی با نتایج تجربی دارد. امّا در دماهای کمتر از شروع استحاله مارتنزیتی، تنش آلیاژ در آزمایش‌های تجربی بر خلاف مدل برینسون به صفر میل کرده است. همچنین با توجه به تاثیر آموزش بر عملکرد آلیاژ حافظه‌دار و نیز آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی، دماهای شروع و پایان استحاله در آزمایش‌های تجربی با مدل برینسون اختلاف دارد. نتایج تجربی نشانگر آن است که با ترکیب سازه کامپوزیتی موج‌دار و آلیاژ حافظه‌دار می‌توان به سازه‌ هوشمندی دست یافت که در راستای موج به واسطه مقاومت خمشی کم تحریک پذیر بوده؛ در حالی که مقاومت خمشی سازه راستای عمود بر موج بالا می‌باشد. این امر سبب نزدیک شدن این سازه‌ها به کاربردهای واقعی می‌گردد. https://mme.modares.ac.ir/article_8216_47f91db40efc6a22350eca5c953c4742.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Numerical investigation of blowing effect on hydrodynamic behavior of cavitating flows over hydrofoils using power law preconditioning method بررسی عددی تاثیر دمش روی رفتار هیدرودینامیکی جریان‌های کاویتاسیونی عبوری از هیدروفویل‌ها با استفاده از روش پیش‌شرط توانی 59 67 8217 FA پوریا اکبرزاده دانشگاه شاهرود ابراهیم اکبرزاده دانشگاه صنعتی ارومیه Journal Article 1970 01 01 Numerical analysis and simulation of cavitating flows due to appearance and its application in the maritime industry, water turbomachinery, hydrofoils, underwater vehicles, etc. have specific importance. For this reason in this research, the effect of blowing on hydrodynamic behavior of cavitating flows over hydrofoils has been investigated. Jameson's finite volume method and power-law preconditioning method with single-phase cavitation model (Barotropic model) have been used to the analyzing of cavitating flow. The stabilization of solution has been achieved with help of the second and fourth-order dissipation term. Explicit four step Runge-Kutta method has been used to achieve the steady state condition. As regards the cavitation often occurs at high Reynolds number, to facilitate the simulation the inviscid flow equations are considered. For apply the blowing from hydrofoil surface, a jet has been placed on hydrofoil’s upper surface. The parameters of jet location, blowing velocity ratio, blowing angle and width of jet are investigated and simulation has been performed for two different cavitation numbers. The numerical results show that the power-law precondition increases the convergence speed significantly. Blowing reduces the cavity length, lift and pressure drag coefficients compared to no blowing case. Also the increase of blowing velocity ratio, blowing angle and width of jet, decrease the cavity length, lift and pressure drag coefficients. تحلیل و شبیه‌سازی عددی جریان‌های کاویتاسیون به‌دلیل ظهور و کاربرد آن در صنایع دریایی، توربوماشین‌های آبی، هیدروفویل‌ها، اجسام زیرسطحی و غیره از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. به همین دلیل در این تحقیق اثر دمش روی رفتار هیدرودینامیکی جریان‌های کاویتاسیونی عبوری از هیدروفویل‌ها بررسی شده است. روش حجم محدود جیمسون و روش پیش‌شرط توانی به همراه مدل تکفازی کاویتاسیون (مدل باروتروپیک) برای تحلیل جریان کاویتاسیونی استفاده شده است. پایداری حل به‌کمک جملات اتلافی مرتبه دوم و چهارم به‌دست آمده است. برای رسیدن به حالت دائم از روش چهار مرحله‌ای صریح رانگ- کوتا استفاده شده است. با توجه به اینکه غالباً کاویتاسیون در اعداد رینولدز بالا رخ می‌دهد جهت سهولت در شبیه‌سازی، معادلات جریان غیرلزج درنظر گرفته شده است. برای اعمال دمش از سطح هیدروفویل، یک جت در سطح فوقانی هیدروفویل قرار داده شده‌ است. پارامتر‌های محل جت، نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت متغیرهای مورد بررسی می‌باشند. شبیه‌سازی در دو عدد کاویتاسیون متفاوت صورت گرفته است. نتایج عددی نشان می‌دهد روش پیش‌شرط توانی سرعت همگرایی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. دمش باعث کاهش ضرایب برآ و پسای فشاری و طول کاویتی نسبت به حالت بدون دمش می‌شود. همچنین افزایش نسبت سرعت دمش، زاویه دمش و پهنای جت موجب کاهش طول کاویتی و ضرایب برآ و پسای فشاری می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8217_e1d4b23fb807f2a1de063bfb84a468d4.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Onset yield analysis of rotating disks made of functionally graded materials using Tresca yield criterion تحلیل آستانه تسلیم دیسک های دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی با استفاده از معیار تسلیم ترسکا 68 74 8218 FA محمد زمانی نژاد استادیار دانشگاه یاسوج عباس راستگو هیأت علمی امین هادی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد Journal Article 1970 01 01 This paper presents an elastic parametric analysis for the purpose of investigating the limit angular speed, displacement and stresses in rotating disks made of functionally graded materials (FGMs) based on Tresca yield criterion. The material properties obey the power law in radial direction. The Poisson’s ratio due to slight variations in engineering materials is assumed constant. For different values of inhomogeneity constant, limit angular speed, displacement and stresses in radial direction are plotted and for the commencement of the plastic flow, different states are investigated. state1: onset of plastic flow at the inner radius, state2: onset of plastic flow at the outer radius, state3: onset of plastic flow as the simultaneously at both radii and state4: onset of plastic flow between the inner and outer radii. To the best of the researchers’ knowledge, so far, in the papers which have been dealing with the investigation of onset yield analysis, the density and yield stress has been assumed constant; however, in this paper by assuming varying density and yield stress in rotating disks made of functionally graded materials and comparing results obtained by fixing these parameters, it has been observed that taking the density as a constant value is wrong and varying it has significant effects on the stresses. این مقاله یک تحلیل پارامتری الاستیک برای بررسی سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش‌ها در دیسک‌های دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی (FGMs) براساس معیار تسلیم ترسکا ارایه می‌دهد. خواص ماده به صورت تابع توانی در جهت شعاعی تغییر می‌کند. ضریب پواسون به دلیل تغییرات ناچیز در مواد مهندسی ثابت در نظر گرفته شده است. برای مقادیر مختلف ثابت ناهمگنی، سرعت حد دورانی، جابجایی و تنش‌ها در راستای جهت شعاعی رسم شده و حالتهای مختلف برای شروع جریان پلاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. حالت اول: شروع جریان پلاستیک در شعاع داخل، حالت دوم: شروع جریان پلاستیک در شعاع خارج، حالت سوم: شروع همزمان جریان پلاستیک در هر دو شعاع و حالت چهارم: شروع جریان پلاستیک در بین شعاع داخل و خارج. تا جایی که مشاهده گردیده است در مقالاتی که به بررسی شروع تسلیم پرداخته‌اند چگالی و تنش تسلیم ثابت فرض شده است حال آنکه در این مقاله، با متغیر فرض کردن چگالی و تنش تسلیم در دیسک دوار ساخته شده از مواد مدرج تابعی، و مقایسه نتایج با حالت ثابت فرض کردن این پارامترها، مشاهده گردیده است که فرض ثابت بودن چگالی اشتباه بوده و متغیر فرض کردن آن اثر قابل توجهی روی تنش‌ها دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8218_849a1c356bfd763c1e1112739722515d.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Effects of process parameters on bending magnitude in laser forming and determine an equation to predict bending angle تاثیر پارامترهای فرآیندی بر مقدار خمش در فرآیند شکل‌دهی با لیزر و تعیین رابطه‌ی پیش‌بینی زاویه‌ی نهایی خم 75 82 8219 FA امیرحسین روحی دانشجو حسن مسلمی نایینی استاد دانشگاه تربیت مدرس محمد حسین پور گللو استاد دانشگاه شهیدرجایی Journal Article 1970 01 01 Laser Forming (LF) process is one of the thermal forming processes; which uses laser beam irradiation as a forming factor. In this process, temperature gradient along the sheet thickness produces the final bending angle. So far, various investigations are carried out on laser forming of low carbon steel sheets. However, LF process can be utilised in other metallic and non-metallic sheets. High surface reflectivity and thermal conductivity of aluminium sheets, compared to steel sheets, make them more difficult and more complicated to be laser formed than that of steel sheets. In this Article, using LF process simulation with the finite element software, effects of several process parameters such as laser power, scan speed, laser beam diameter and sheet thickness on final bending angle are investigated. Numerical results are validated with the same parameter assigned experimental results. This comparison shows a very good accordance between simulation and experimental results. Also, an equation is derived to predict the final bending angle correspond to the variations of mentioned parameters. This is derived by the use of Design of Experiment (DOE) and full factorial approach. فرآیند شکل‌دهی با استفاده از لیزر از جمله فرآیندهای شکل‌دهی حرارتی است که در آن، از پرتو لیزر به عنوان عامل شکل‌دهی استفاده می‌شود. در این فرآیند، تشکیل گرادیان دمایی در راستای ضخامت ورق باعث ایجاد خمش نهایی می‌شود. تاکنون، بیشتر مطالعه‌های انجام‌شده متمرکز بر شکل‌دهی انواع مختلف فولاد می‌باشد. درحالی‌که فرآیند شکل‌دهی با لیزر در سایر مواد فلزی و غیرفلزی، نظیر آلیاژهای آلومینیوم، نیز قابل استفاده است. انعکاس سطحی بالای پرتو لیزر و ضریب هدایت حرارتی بزرگ آلیاژهای آلومینیوم ازجمله‌ی عواملی‌اند که استفاده از این فرآیند برای آلومینیوم و آلیاژهای آن ‌را، درمقایسه با قطعات فولادی، پیچیده‌تر و سخت‌تر است. در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی فرآیند شکل‌دهی با لیزر توسط نرم‌افزار اجزای محدود، تاثیر پارامترهای مختلف فرآیندی نظیر توان لیزر، سرعت اسکن، قطر پرتو، و ضخامت ورق بر زاویه‌ی خمش نهایی در ورق‌های آلومینیوم بررسی می‌شود. به‌منظور صحت‌سنجی شبیه‌سازی‌های فرآیند، مقایسه‌ی نتایج عددی با آزمایش‌های تجربی، که در آن از پارامترهای فرآیندی یکسان استفاده شده، انجام شده است. این مقایسه تطابق بسیار خوبی بین نتایج شبیه‌سازی و نتایج تجربی نشان می‌دهد. درانتها، با بهره‌گیری از طراحی آزمایش به شیوه‌ی عاملی کامل، رابطه‌ای جهت پیش‌بینی زاویه‌ی نهایی برحسب پارامترهای ذکر شده ارائه می‌گردد. https://mme.modares.ac.ir/article_8219_9d00670c8e26b15fdd085a04a256683c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Modeling burn due to airbags deployment to evaluate the role of various parameters in producing burns مدل سازی سوختگی های ناشی از کیسه هوا به منظور بررسی نقش پارامترهای مختلف در ایجاد آن 83 94 8220 FA آیدا فتحی پور دانشگاه تربیت مدرس کیومرث مظاهری استاد دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Using of airbags is now increasing as a widely accepted safety measure designed to reduce morbidity associated with vehicle accidents. However, in many accidents the airbag, itself, causes the injury of passenger. One of the common injuries causes by air bag is the skin burning. Burns due to airbag deployment could be chemical or thermal. Chemical burns are not studied in this research. There are two mechanisms for thermal burns due to an airbag deployment; contact with the hot airbag itself, contact with the hot expelled gases from the airbag. Present research focus, is on numerical simulation of these two types of burns. A parametric study is done to investigate effect of airbag material, vent port diameter, number of vent ports and distance between driver and airbag. It was found that the most severe burns are due to PA66 and the less severe burns are due to PET. Increasing the vent port diameter and decreasing number of vent ports result burn in less skin depth. There is no clear relation between distance of driver with airbag and burns. Increasing the distance may cause less or more burn. استفاده از کیسه های هوا به عنوان وسیله‌ای مورد قبول برای ایمنی سرنشین در تصادفات، در حال افزایش است. اما در بسیاری از موارد خود کیسه‌ های هوا، باعث آسیب دیدگی سرنشین می شود. یکی از آسیب دیدگی های رایج، سوختگی ناشی از کیسه‌ی هوا است. سوختگی های ناشی از کیسه‌های هوا می‌توانند شیمیایی یا حرارتی باشند. سوختگی‌های شیمیایی در این مقاله بررسی نشده است. سوختگی های حرارتی ناشی از کیسه های هوا دو نوع است: سوختگی ناشی از برخورد مستقیم با کیسه‌ی هوا و سوختگی ناشی از برخورد با گاز داغ خروجی از دریچه‌های کیسه‌ی هوا. هدف این مقاله شبیه سازی عددی این دو نوع سوختگی است. یک مطالعه پارامتریک برای بررسی نقش جنس کیسه ‌ی هوا، قطر دریچه، تعداد دریچه‌ها و فاصله سرنشین از کیسه ی هوا، انجام شده است. طبق نتایج به دست آمده بیشترین سوختگی مربوط به PA66 )پلی آمید 66) و کمترین مربوط به PET (پلی اتیلن) می باشد. با افزایش قطر دریچه عمق ایجاد سوختگی بیشتر می شود. با افزایش تعداد دریچه ها عمق ایجاد سوختگی افزایش پیدا می کند. فاصله‌ی سرنشین از کیسه‌ی هوا رابطه‌ی مشخصی با سوختگی ندارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8220_7c0e0e8da3c1e8ac3739456178b8f6ba.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Mathematical and Numerical Modeling along with the Stability Analysis of Liquid Propellant Rocket Engine Cut-off Valve مدل‌سازی ریاضی و عددی و بررسی پایداری شیر قطع موتور پیشران مایع 95 102 8221 FA محمد شفیعی دهج دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده مهدسی هوافضا رضا ابراهیمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی حسن کریمی مزرعه شاهی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی سید مهدی ابطحی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک علی کلب خانی مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران Journal Article 1970 01 01 In this work, governing equations of the feed line, cut-off valve, and the starter system are analyzed mathematically and numerically. In the mathematical solution, the stability of the valve system is considered using the Laplace transform along with the linearization of the equations of the system. According to parameter design of the feed pipe–valve system, the system demonstrates the stable behavior in the effective parameter of the valve system on the basis of the Nyquist and Bode stability criterion. In the numerical solution, the steady state behavior of the cut-off valve is simulated during the cut-command. Then the rate of the pressure variation, mass flow rate through of the valve, gas pressure of the starter system, and the upstream pressure of the valve (water hammer) are considered based on the valve's poppet motion. The comparison of the simulation results with the experimental data depicts only 13 percent error in the mass flow rate through of the valve. In the last time of the closing valve, there is no variation in the mass flow rate in the valve due to the excessive loss factor of the valve when the valve approximately is closed. The results show that the closure of the cutoff valve shall be provided in accordance with allowable maximum pressure of the hydraulic shock on the established در این مقاله معادلات حاکم بر خط لوله، شیر قطع و سامانه ی راه انداز هم بصورت تحلیلی و هم بصورت عددی تحلیل شده است. در حل ریاضی دقیق، با استفاده از تبدیل لاپلاس و خطی‌سازی معادلات و حل آنها پایداری عملکرد شیر بررسی شده است. با توجه به طراحی صورت گرفته برای سامانه ی خط لوله-شیر مذکور و بازاء پارامترهای موثر شیر طبق تحلیل پایداری خطی نایکوئیست و بود سیستم کاملاً رفتاری پایدار از خود نشان داد. در حل عددی نیز بررسی رفتار شیر قطع مطرح بوده، که معادلات حاکم بر شیر قطع بصورت عددی مدل و تحلیل شده است. با مدل‌سازی انجام گرفته، رفتار گذرای شیر در حین فرمان قطع و نرخ تغییرات فشار، دبی عبوری از شیر ، فشار گاز سامانه ی راه انداز و فشار بالادست شیر (ضربه قوچ) با توجه به حرکت المان قطع کننده شیر ارائه شده است. نتایج بدست آمده با داده های تجربی مقایسه و نشان داده شد که اختلاف مقدار دبی عبوری از شیر بر حسب زمان حداکثر خطای 13 درصدی را دارد. نتایج عددی نشان می دهد تا لحظات پایانی بسته شدن شیر، تغییر قابل توجهی در دبی عبوری از شیر رخ نمی دهد. همچنین نتایج نشان می دهد زمان بسته شدن شیر قطع را بایستی با توجه به شرط فشار حداکثر مجاز ضربه هیدرولیکی در مسیر تعیین نمود. https://mme.modares.ac.ir/article_8221_d4ca950da1d6fd954520c45ab19fef1c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Numerical simulation of heat transfer enhancement effect in adsorbent bed on the performance of adsorption system شبیه سازی عددی تاثیر افزایش انتقال حرارت در بستر جاذب بر عملکرد سیستم جذب سطحی 103 112 8222 FA میلاد آذرفر دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه فردوسی مشهد حمید نیازمند استاد/دانشگاه فردوسی مشهد هدی طالبیان کارشناس ارشد/دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 During the past few decades, growing global concern about environmental problems, caused by widespread use of fossil fuels, attracts more research attention toward adsorption systems technology. However, one of the main problems of these systems is the poor heat transfer rate in adsorbent bed due to its low thermal conductivity. In the present study, extended surfaces and metal piece additives are applied to the adsorbent bed in order to numerically investigate the effect of heat transfer enhancement on the adsorption system performance. Employing metal pieces increases effective thermal conductivity of the bed by at least 100%. Results indicate that decreasing fin space and fin height and adding metal pieces to the adsorbent bed reduce the cycle time which finally improves the system specific cooling power. However, it is worth mentioning that the effect of metal piece additives on the cycle time reduction and specific cooling power improvement decreases at smaller fin spaces. Moreover, results show that the increase of fin height improves the coefficient of performance while decreases the specific cooling power of the system. On the contrary, the reduction of fin space simultaneously increases the coefficient of performance and the specific cooling power of the adsorption system. با توجه به نگرانی فزاینده جامعه جهانی نسبت به افزایش مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از سوخت‌های فسیلی، توجه به سیستم‌های جذب سطحی در چند دهه گذشته افزایش یافته است. از اصلی‌ترین مشکلات این سیستم‌ها، ضعیف بودن انتقال حرارت در بستر جاذب به دلیل پایین بودن ضریب هدایت حرارتی آن می‌باشد. در این مطالعه سعی شده است با مدل‌سازی عددی، تاثیر روش‌های بهبود انتقال حرارت در بستر جاذب بر عملکرد سیستم جذب سطحی بررسی شود. از جمله این روش‌ها می‌توان به بکارگیری سطوح حرارتی گسترش یافته و افزودن ذرات فلزی به بستر جاذب اشاره کرد. به‌کارگیری ذرات فلزی باعث افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر بستر به میزان حداقل 100% می‌شود. نتایج نشان می‌دهند با کاهش فاصله و ارتفاع فین‌ها و نیز افزایش ذرات فلزی به بستر جاذب زمان سیکل به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می‌یابد، که در نهایت موجب افزایش ظرفیت سرمایشی مخصوص سیستم جذب سطحی می‌شوند؛ هر چند که با کاهش فاصله فین‌ها تاثیر افزایش ذرات فلزی بر کاهش زمان سیکل و افزایش ظرفیت سرمایش مخصوص تضعیف می شود. هم‌چنین نتایج نشان می‌دهند با افزایش ارتفاع فین‌ها ضریب عملکرد سیستم جذب سطحی افزایش یافته در حالی‌که ظرفیت سرمایش مخصوص آن کاهش می‌یابد. از طرفی کاهش فاصله فین‌ها هم‌زمان باعث افزایش ضریب عملکرد و ظرفیت سرمایش مخصوص سیستم جذب سطحی می‌گردد. https://mme.modares.ac.ir/article_8222_532923f11ac97d3e7cb0130315b067dc.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 The effect of air infiltration from window gaps on the performance of baseboard heating system and occupants’ thermal comfort conditions تأثیر نفوذ هوا از درزهای پنجره بر عملکرد سیستم گرمایش قرنیزی و شرایط آسایش حرارتی ساکنان 113 120 8223 FA سیدعلیرضا ذوالفقاری عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند 0000-0001-9917-3400 بهمن سخاوتمند دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه بیرجند Journal Article 1970 01 01 Nowadays, the baseboard heating systems have attracted the attention of many HVAC engineers because of its uniform temperature distribution and low feed water temperature. Despite this, the uniformity of indoor thermal conditions can be disturbed by some parameters such as exterior walls and air infiltration from window gaps. Therefore, the main goal of this study is to investigate the effects of air infiltration from window gaps on the performance of baseboard system and occupants’ thermal conditions. For this reason, a room has been considered under the terms of “ASHRAE-140 standard/Case 600” and climatic conditions of Tehran with winter outdoor design temperature of -10C. Also, the heat power on the baseboard panel has been set as much as the average of occupants’ thermal dissatisfaction index stays within the allowable range (lower than 10%). The results show that the heating baseboard system can provide the appropriate thermal conditions for sitting occupants with average panel temperature of 43C. In spite of this, the distribution of occupants’ dissatisfaction index near the floor is not uniform. The results indicate that the air infiltration can cause to increase the thermal dissatisfaction index up to 40% in the floor region. امروزه سیستم های گرمایش قرنیزی به دلیل توزیع یکنواخت حرارت و پایین بودن دمای آب تغذیه ورودی، مورد توجه بسیاری از مهندسان تهویه مطبوع قرار گرفته اند. با این حال، عواملی مانند وجود دیوار خارجی و نفوذ هوا از درز پنجره می‌تواند موجب برهم زدن شرایط حرارتی یکنواخت در داخل ساختمان شود. بر این اساس، هدف اصلی تحقیق حاضر، بررسی تأثیرات نفوذ هوا از درز پنجره بر عملکرد سیستم قرنیزی و شرایط حرارتی ساکنان است. برای این منظور، اتاقی منطبق با شرایط ساختمان نمونه شماره 600 استاندارد تاسیساتی اشری 140 در شرایط اقلیمی تهران با دمای طرح خارج 10- درجه سلسیوس در نظر گرفته شده است. همچنین، توان سیستم قرنیزی به گونه ای تنظیم می شود که بتواند متوسط شاخص نارضایتی حرارتی افراد را در محدوده مجاز (کمتر از 10%) نگه دارد. نتایج نشان می دهد که سیستم گرمایش قرنیزی قادر است تا با متوسط دمای سطح پانل برابر با 43 درجه سلسیوس، شرایط حرارتی مطلوب را برای ساکنان در حالت نشسته ایجاد کند. اما با این وجود، توزیع شاخص درصد نارضایتی حرارتی افراد در نزدیکی کف اتاق یکنواخت نخواهد بود. نتایج حاکی از آن است که در این شرایط، نفوذ هوا باعث می شود که نارضایتی حرارتی در ناحیه نزدیک کف به بیش از 40% برسد. https://mme.modares.ac.ir/article_8223_3e91970f771a2c473ae36b60d1146068.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Presenting a size-dependent electro-mechanical model for rectangular plates-based resonant micro-sensors based on modified couple stress theory ارائه یک مدل الکترومکانیکی وابسته به بُعد برای میکروحسگرهای تشدیدی صفحه‌ای مستطیلی شکل بر اساس تئوری بهبود یافته تنش کوپل 121 130 8224 FA امیر رضا عسکری دانشجوی دکترا، دانشگاه فردوسی مشهد مسعود طهانی استاد دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 Rrectangular plates-based resonant micro-sensors utilize the resonance frequency of electrically pre-deformed clamped micro-plates for sensing. Free vibration analysis of such systems in order to find their resonance frequency is the objective of present paper. For this aim, the modified couple stress theory (MCST) together with the Kirchhoff plate model is considered and the size-dependent equation of motion which accounts for the effect of axial residual stresses as well as the non-linear and distributed electrostatic force is derived using the Hamilton's principle. The lowest frequency of the system as the resonance frequency of these micro-plates is extracted using a single mode Galerkin based reduced order model (ROM). It is found that the fundamental frequency of the system is decreased with an increase of applied voltage and becomes zero when the input voltage reaches the pull-in voltage of the system. The findings of present paper are compared and validated by available results in the literature and an excellent agreement between them is observed. Also it is found that using the MCST in pull-in analysis of clamped rectangular micro-plates can remove the existing gap between the results of classical theory (CT) and available empirical observations. Furthermore, it is observed that accounting for the size-effect on free vibration analysis of electrostatically pre-deformed micro-plates is more essential than flat ones. میکروحسگرهای تشدیدی صفحه‌ای مستطیلی شکل از فرکانس تشدید میکروصفحات گیردار خیز برداشته در اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی برای حس کردن استفاده می‌کنند. هدف پژوهش حاضر تحلیل ارتعاشات آزاد این سیستم‌ها به‌منظور بدست آوردن فرکانس تشدید آن‌هاست. بدین منظور تئوری بهبود یافته تنش کوپل به همراه مدل صفحه‌ی کیرشهف در نظر گرفته می‌شود و معادله حرکت وابسته به بُعد که اثرات تنش‌های پسماند محوری و نیروی گسترده‌ و غیرخطی الکترواستاتیک را در نظر می‌گیرد، با استفاده از اصل همیلتون استخراج می‌گردد. کوچکترین فرکانس سیستم نیز بعنوان فرکانس تشدید این میکروصفحات با استفاده از مدل کاهش مرتبه داده شده‌ی تک مُدی گالرکین استخراج می‌گردد. نتایج حاکی از آن است که فرکانس پایه‌ی سیستم با افزایش اختلاف پتانسیل اعمال شده به آن کاهش پیدا می‌کند و هنگامی‌که اختلاف پتانسیل ورودی به ولتاژ کشیدگی سیستم برسد، صفر می‌شود. یافته‌های پژوهش پیش‌رو با نتایج موجود در ادبیات مقایسه و صحه‌گذاری می‌شوند و تطابق بسیار خوبی بین آن‌ها مشاهد می‌شود. همچنین دیده می‌شود که استفاده از تئوری بهبود یافته تنش کوپل در تحلیل ناپایداری کشیدگی میکروصفحات گیردار مستطیلی، می‌تواند شکاف موجود بین نتایج تئوری کلاسیک و مشاهدات آزمایشگاهی را حذف نماید. بعلاوه مشاهده می‌گردد که به‌حساب آوردن اثرات اندازه در تحلیل ارتعاشات آزاد میکروصفحات خیز برداشته در اثر اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی از میکروصفحات تخت ضروری‌تر است. https://mme.modares.ac.ir/article_8224_ecd1b059424d5e0056f579a391d1ead9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Estimation of Transfer Functions for Wave Measurement Buoy using Field Data تخمین توابع انتقال بویه موج نگار با استفاده از داده های میدانی 131 136 8225 FA سید مصطفی نوربخش دانشگاه صنعتی اصفهان احمد رضا زمانی دانشگاه صنعتی اصفهان محمد علی بدری معاون پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا Journal Article 1970 01 01 The inertia of wave measurement buoys impresses transfer functions on the wave measurement data (i.e. heave, wave slopes with respect to the horizontal axes). This effect causes difference or error between the measured and actual wave data. Calculation or estimation of the buoy transfer functions and affecting the inverse of them, makes it is possible to achieve more accurate wave data. In this paper, an algorithm for estimation of the buoy transfer functions using in-situ wave data is introduced and the simulation results are presented. The effect of the buoy transfer functions on the spectral parameters is also investigated. This algorithm uses the intrinsic properties of the sea waves. اینرسی بویه های موج نگار موجب پیدایش تابع انتقال برای کمیتهای موج نگاری در حرکت عمودی و شیب موج نسبت به محور های مختصات افقی‌ می شود که نتیجه آن اختلاف مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر واقعی امواج دریا است. با محاسبه یا تخمین توابع انتقال بویه و اِعمال معکوس آنها بر داده های موج نگاری، امکان دستیابی به داده های دقیقتر موج نگاری فراهم می شود. در این مقاله، یک روش برای تخمین توابع انتقال بویه موج نگار با استفاده از داده های میدانی که درحین داده برداری بویه در دریا حاصل میشود، ارائه شده و نتایج شبیه سازی آن ارائه گردیده است. این روش از خواص ذاتی امواج دریا استفاده می کند. همچنین تأثیر توابع انتقال در پارامترهای طیفی موج بررسی شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8225_cef1b938860dd6718de5eaae697b60e5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Investigation of pressure gradient effect on stress intensity factor variations in autofrettaged cracked thick-walled tubes using two dimensional weight function method بررسی اثر گرادیان فشار بر تغییرات ضریب شدت تنش در لوله‌های جدار ضخیم اتوفرتاژ ترکدار به روش تابع وزن دوبعدی 137 145 8226 FA رحمت اله قاجار استاد دانشگاه خواجه نصیر- حامد سعیدی گوگرچین دانشجو دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 1970 01 01 The autofrettaged thick-walled tube containing semi-elliptical crack is investigated. To study the variation of stress intensity factor on crack front, at first, two dimensional weight function is extracted. Stress intensity factor of all points on crack front can be calculate using proposed weight function, also, the complicated loading on crack faces including the loads due to axial gradient pressure in short cylinder and open-end tubes can be considered. Results show that, opposite of the cylinder subjected to uniform pressure, in pipes under gradient pressure, the maximum stress intensity factor are not necessarily on deepest point and surface points. The maximum stress intensity factor occurs on non-surface points in autofrettaged tubes. The results obtained from two dimensional weight function method have a good accuracy with the results obtained from finite element method. Prediction of fatigue crack configuration using two dimensional weight function can be more accurate than those obtained from one dimensional weight function. لوله‌ی جدارضخیم اتوفرتاژ حاوی ترک طولی نیم‌بیضوی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. جهت بررسی تغییرات ضریب شدت تنش روی جبهه‌ی ترک، ابتدا تابع وزن دوبعدی لوله‌ی ترکدار استخراج می‌شود. این تابع وزن می‌تواند ضریب شدت تنش تمام نقاط روی جبهه‌ی ترک را محاسبه کند، همچنین، به کمک این تابع وزن امکان درنظر گرفتن بارگذاری‌های پیچیده بر روی سطح ترک از جمله بارهای ناشی از گرادیان فشار محوری در لوله‌های کوتاه و لوله‌های انتها باز میسر می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که بر خلاف لوله‌های تحت فشار یکنواخت، در لوله‌های تحت گرادیان فشار، بیشترین ضریب شدت تنش لزوما در عمیق‌ترین نقطه و نقاط سطحی نخواهد بود. در لوله‌های اتوفرتاژ بیشترین ضریب شدت تنش عموما در نقاط غیرسطحی رخ می‌دهد. نتایج ضریب شدت تنش حاصل از روش تابع وزن دوبعدی با نتایج حاصل از روش اجزا محدود از تطابق خیلی خوبی برخوردار است. پیش‌بینی شکل جبهه‌ی ترک خستگی با استفاده از تابع وزن دوبعدی می‌تواند دقیق‌تر از تابع وزن یک بعدی باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8226_abcc5329cfe5846db63ff4dee74eb906.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Immersed boundary - lattice Boltzmann method for modeling non-Newtonian flow around curved boundaries روش مرز غوطه ور- شبکه بولتزمن جهت مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی بر روی مرزهای منحنی 146 156 8227 FA محمدهادی صداقت دانشگاه شاهرود محمدمحسن شاه مردان دانشگاه شاهرود محسن نظری دانشگاه شاهرود محمود نوروزی دانشگاه شاهرود Journal Article 1970 01 01 In this paper, the immersed boundary-lattice Boltzmann method has been employed to simulate non-Newtonian flow around curve boundaries. The pressure base lattice Boltzmann equations have been used to solve the Eulerian domain to estimate proper pressure gradient in the Poiseuille flow. In addition Immersed boundary method (IBM) utilizes a discrete set of force density is also used to represent the effect of boundary on flow domain. In addition to simulate the real physical dominate problem and study the right effects of non-Newtonian fluid properties, scaling parameters have been introduced to notice the relationship between physical and lattice variables. At First, the capability of present method is examined for simulating the power-law fluid flow around a confined circular cylinder and the results show good agreement with previous study. In the following, the power-law fluid flow around elliptical cylinder in a channel is investigated for three aspect ratios eta=1,1.5,2 and for 5 در این مطالعه با استفاده از روش مرز غوطه‌ور شبکه بولتزمن به مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی بر روی سطوح منحنی پرداخته شده‌است. از جمله ویژگی‌های این روش در مطالعه حاضر، می‌توان به صورت فشاری معادلات شبکه بولتزمن جهت مدلسازی مناسب گرادیان فشار در سیستم مورد مطالعه اشاره کرد. بعلاوه جهت اعمال شرط مرزی عدم لغزش در اطراف مرز جسم، روش مرز غوطه‌ور به صورت ضمنی به کار گرفته شده است. همچنین جهت مدلسازی مناسب فیزیکی هندسه مورد مطالعه و همچنین اعمال خواص غیر نیوتنی سیال، پارامتر‌های تبدیل متغیر‌های فیزیکی به متغیر‌های روش شبکه بولتزمن معرفی شده‌است. در ابتدا توانایی این روش در مدلسازی سیال غیرنیوتنی با مدل توانی در اطراف استوانه دایروی در داخل کانال در محدوده بررسی شده است. در این راستا، میدان سرعت در کانال بررسی شده و ضریب درگ بدست آمده از حل عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج تحقیقات پیشین از خود نشان می‌دهد. در ادامه به بررسی میدان جریان و ضریب درگ جریان سیال غیر نیوتنی با مدل توانی بر روی استوانه بیضوی در سه نسبت ابعادی پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهند که در مقایسه با نسبت ابعادی، عدد رینولدز تأثیر بیشتری بر کاهش میزان ضریب درگ بر روی سیلندر بیضوی داشته و تغییرات شاخص مدل توانی کمترین تآثیر را بر کاهش میزان ضریب درگ دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8227_c35bc9eaa4a930e006ab98bf3ef90408.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Rehabilitation Robots Control in Gait Training Exercises on a Treadmill کنترل ربات‌های توان‌بخشی پا در تمرین آموزش راه رفتن بر روی تردمیل 157 164 8228 FA مجید محمدی مقدم دانشکده فنی و مهندسی - بخش مکانیک - دانشگاه تربیت مدرس عباس داشخانه دانشجو محمد رضا هادیان هیت علمی مصطفی مقربی مقربی دانشجو علی اکبر میرزایی صبا دانشجو سید محمد داوودی حسنکلا دانشجو Journal Article 1970 01 01 The aim of this paper is to investigate a new control algorithm of gait rehabilitation robots that simultaneously provides more freedom for the patients and corrects their walking trajectory. The controller utilizes a gait-phase dependent reference trajectory and a gait-phase detection algorithm to determine the desired position and velocity of joints based on of their actual positions and velocities. Moreover, the controller uses two separate control blocks for the correction of the path and the cadence of walking of the patient. Since the reference trajectory is time independent, the patient can change the cadence of his/her walking. Furthermore, the separate control structure enables the controller to provide different levels of freedom and assistive force to be delivered to the patients. The control method has been implemented through ARMan , a gait rehabilitation robot and its effectiveness is evaluated on the walking trajectory of three healthy subjects and one stroke patient. The results of the experiments demonstrate that the proposed control method corrects the gait pattern of the subjects as good as impedance control method. In addition, this method provides more freedom for the patients to walk based on their desired cadence. هدف از این مقاله، ارزیابی روشی جدید برای کنترل ربات‌های توان‌بخشی پا است که ضمن تامین آزادی عمل بیشتر برای بیماران، می‌تواند الگوی راه رفتن آن‌ها را اصلاح کند. این کنترلر، از یک مسیر مرجع مبتنی بر فاز راه رفتن و یک الگوریتم تشخیص فاز بهره می‌برد تا بر اساس زاویه و سرعت زاویه‌ای واقعی مفاصل، زاویه و سرعت زاویه‌ای مطلوب آن‌ها را تعیین کند. همچنین، کنترلر از بلوک‌هایی مجزا برای کنترل مسیر حرکت و سرعت گام برداشتن بیمار برخوردار است. از آن‌جا که در این کنترلر مسیر مرجع به زمان وابسته نیست، بیمار می‌تواند بر دوره‌ی زمانی گام برداشتن خود تاثیر بگذارد. همچنین، بلوک‌های کنترلی مجزا این امکان را می‌دهند تا متناسب با توانایی هر بیمار سطوح مختلفی از آزادی عمل و نیروی کمکی برای او فراهم شود. این کنترلر بر روی ربات توان‌بخشی آرمان پیاده‌سازی شده و تاثیر آن بر تغییر الگوی راه رفتن سه فرد سالم و یک بیمار سکته مغزی بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهند که این روش می‌تواند به خوبیِ روش کنترل امپدانس الگوی راه رفتن افراد را اصلاح کند. به علاوه، آزادی عمل بیشتری برای این افراد فراهم می‌آورد تا بتوانند تمرین‌های توان‌بخشی پا را با دوره‌ی زمانی دلخواه خود انجام دهند. https://mme.modares.ac.ir/article_8228_03573b32b2746e6e8ca98b9123f2249b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Free Vibration analysis of Functionally Graded Rectangular plates in contact with bounded fluid تحلیل ارتعاش آزاد ورق مستطیلی از جنس مواد هدفمند در تماس با سیال محدود 165 173 8229 FA کوروش خورشیدی استادیار/دانشگاه اراک علی بخششی کارشناس ارشد Journal Article 1970 01 01 This study is investigated vibration analysis of a FG rectangular plate partially contacting with a bounded fluid. Wet dynamic transverse displacement of the plates is approximated by a set of admissible trial functions which is required to satisfy the clamped (CL) and simply supported moveable (SSM) and simply supported immoveable (SSI) geometric boundary conditions. The oscillatory behavior of fluid is obtained by solving the Laplace equation and satisfies the boundary conditions. The natural frequencies and mode shapes of the plate coupled with sloshing fluid modes are calculated by using the Rayleigh–Ritz method based on minimizing the Rayleigh quotient. The proposed method is validated with available data in the literature. In the numerical results, the effects of volume fraction coefficient, thickness ratios and aspect ratios of the FG plates and depth of the fluid, width of the tank, and boundary conditions on the wet natural frequencies are examined and discussed in detail. در این مقاله ارتعاش آزاد ورق مستطیلی از جنس مواد هدفمند در تماس مقطعی با سیال مغشوش محدود مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تقریب جابجایی‌های ورق با فرض تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم از توابع سعی هارمونیک مثلثاتی استفاده شده است که شرایط مرزی کاملاً گیردار، تکیه‌گاه ساده متحرک و تکیه‌گاه ساده غیرمتحرک ورق را ارضاء می‌نمایند. معادلات حاکم بر رفتار نوسانی سیال، با حل معادله لاپلاس و ارضای شرایط مرزی سیال بدست می آیند. برای دستیابی به فرکانس طبیعی ورق در تماس با سیال و شکل مود ارتعاشی ورق در تماس با سیال از روش انرژی ریلی-ریتز بر مبنای انرژی پتانسیل کمینه استفاده شده است. به منظور بررسی دقت روش به کار رفته، نتایج عددی با نتایج دقیق موجود در مراجع مقایسه شده است. در نهایت تاثیر پارامترهای ضریب توانی نسبت حجمی، نسبت طول، نسبت ضخامت ورق، ارتفاع سیال، عرض مخزن و شرایط مرزی، روی فرکانسی طبیعی ورق در تماس با سیال مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. https://mme.modares.ac.ir/article_8229_0396df57e78b6d04b6854dd682e27b3c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Optimization of CUSP Technique Using Inverse Modeling for Improvement of Jameson’s 2-D Finite Volume Method بکارگیری روش کاسپ و بهینه‌سازی آن با استفاده از روش معکوس جهت بهبود روش حجم‌محدود جیمسون دوبعدی 174 182 8230 FA ادریس یوسفی راد دانشگاه فردوسی مشهد محمدرضا مه پیکر دانشگاه فردوسی مشهد علیرضا تیمورتاش دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 With the advancements of numerical upstream and central difference methods in modeling the subsonic and supersonic flows in different paths including the flow inside turbine blades, employing the numerical CUSP technique in the Jameson’s finite volume method can simultaneously benefit from the positive features of both mentioned methods. The novelty of this paper is first, improving Jameson’s finite volume method in modeling a 2D supersonic flow between the blades of a steam turbine using the CUSP method, and second, defining the most optimum control function mode using the Marquardt-Levenberg inverse method and by accounting for the mass conservation equation. By considering the importance of the shock regions in the blade’s surface suction side, the focus of the mentioned method is on this part which results in the significant improvement of the pressure ratio in Jameson’s finite volume method. The results of the first combined method (Jameson and CUSP) at the shock region of the blade’s suction surface desirably agree with the experimental data, and a decrease of numerical errors at this region is resulted. Furthermore, the results of the second combined method (Jameson, CUSP and inverse method) shows that in comparison with original Jameson’s method and the first combined method, by average, the conservation of mass condition is improved 15% at the shock region of the blade’s suction surface. با پیشرفت روش‌های مدلسازی عددی، روش‌های بالادست و تفاضل‌مرکزی در مدلسازی جریان‌های مادون‌صوت و مافوق‌صوت در مسیرهای مختلف از جمله جریان‌های داخل پره‌های توربین، بکارگیری روش عددی کاسپ در روش حجم‌محدود جیمسون می‌تواند ویژگی‌های مثبت هر دو روش مذکور را همزمان استفاده نماید. نوآوری این مقاله ابتدا بهبود روش حجم‌محدود جیمسون با استفاده از روش کاسپ در مدلسازی دو بعدی جریان مافوق‌صوت بین پره‌های ثابت توربین می‌باشد و سپس با استفاده از روش معکوس لون‌برگ‌مارکوارت برای اولین بار، بهینه‌ترین حالت تابع کنترلی کاسپ با اهمیت دادن معادله بقایی جرم تعیین می‌گردد. با توجه به اهمیت ناحیه شوک‌ها در قسمت سطح مکش پره، تمرکز روش مذکور که منجر به بهبود قابل توجه توزیع نسبت فشار در روش حجم‌محدود جیمسون می‌شود به این ناحیه معطوف شده است. نتایج مدل تلفیقی اول (جیمسون و کاسپ)، در منطقه شوک سطح مکش پره در مقایسه با نتایج تجربی، انطباق بسیار مطلوبی بهمراه کاهش خطاهای عددی را در ناحیه مذکور نشان می‌دهد. همچنین نتایج مدل تلفیقی دوم(جیمسون،کاسپ و روش معکوس)، در منطقه شوک سطح مکش پره در مقایسه با دو روش جیمسون استاندارد و تلفیقی اول، شرط بقای جرم را بطور متوسط حدود 15 درصد بهبود می‌بخشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8230_bd4a6d0563e0604510989eb8f9ff71f5.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Estimation of natural frequencies using mass-cancellation method in operational modal testing تخمین دقیق فرکانس های طبیعی به کمک روش حذف اثر جرم در آزمایش مودال محیطی 183 192 8231 FA محمد مهدی خطیبی دانشگاه سمنان محمد رضا آشوری دانشگاه سمنان Journal Article 1970 01 01 Conventional modal testing is known as a powerful tool for dynamic analysis of structures. However, for some engineering structures, conventional modal testing is difficult or even impossible to conduct due to the problems associated with the artificial excitation of structure. Operational Modal Analysis (OMA) is one solution to deal with these cases. In OMA the structure is excited by ambient forces and only the responses are measured and taken into account. Accelerometers are the traditional tools for measuring the responses of structure. It is well khonwn that the measured responses are contaminated by bias errors corresponding to the mass-loading effect of accelerometers. This causes the natural frequencies of structure are measured lower than the real values. In this paper a new method is proposed for eliminating the mass-loading effects of accelerometers from measured responses in OMA. A numerical model of a mass-spring-damper system is used for validation of the method. Also a steel plate is used for experimental validation of the proposed approach. The results are confirmed by those of conventional modal testing. Both numerical and experimental results show that the proposed method can effectively eliminate the mass-loading effects of accelerometers from measured responses in OMA. Also, the method has the ability to correct the measured natural frequencies from OMA accurately. آزمایش مودال کلاسیک ابزار قدرتمندی برای تحلیل دینامیکی سازه ها می باشد ولی در برخی از سازه ها بدلیل عدم امکان تحریک یا اندازه گیری نیروهای وارد به آن ها انجام این آزمایش دشوار یا غیر ممکن می باشد. بنابراین برای شناسایی رفتار دینامیکی این نوع سازه ها باید از روش های آنالیز مودال محیطی استفاده کرد. در عمل مدل‌هایی که بوسیله‌ی آزمایش مودال محیطی ایجاد می‌شوند، با مشکلات زیادی مواجه هستند. یکی از این مشکلات، خطاهایی است که بدلیل استفاده از وسایلی مانند شتاب سنج‌ها ایجاد می شود و موجب کاهش دقت نتایج حاصل می گردد. معمولا نصب شتاب سنج ها بر روی سازه، موجب کاهش فرکانس های طبیعی می‌شود و در نتیجه فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش با مقادیر دقیق اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، یک روش جدید برای حذف اثر جرم شتاب سنج‌ها از فرکانس های طبیعی حاصل از آزمایش مودال محیطی ارائه شده است. به منظور بررسی عددی روش پیشنهادی، از مدل یک سیستم جرم- فنر- دمپر استفاده شده است. همچنین با انجام آزمایش های مودال کلاسیک و مودال محیطی بر روی یک صفحه فلزی، روش تحت ارزیابی تجربی قرار گرفته است. نتایج حاصل، نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در حذف اثر جرم شتاب سنج ها و تخمین دقیق فرکانس های طبیعی سازه می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8231_2004e0f2b74655ee92d3a6af6bdb6626.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Fatigue lifetime and crack path prediction in four-point bending test of friction stir Cu-7075-T6 Aluminum alloy welded joints تخمین عمر خستگی و مسیر رشد ترک در آزمایش خمش چهار نقطه ای اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی مس و آلومینیم 7075-T6 193 198 8232 FA سوران حسنی فرد عضو هیأت علمی/دانشگاه تبریز امیر پرغازه دانشگاه تبریز Journal Article 1970 01 01 In this investigation, kinked crack path of friction stir Cu-Al7075-T6 alloy welded joints in four-point bending test conditions has been studied as well as the fatigue lifetime of the welded joints, numerically and experimentally. To do so, four-point bending and fatigue tests of welded specimens have been carried out and the experimental fatigue test data and the kinked crack angles in bending tests have been extracted. Maximum Tangential Stress (MTS) and (KII)min criteria have been used for estimating the kinked crack angles, and Paris law has been applied to predict fatigue crack propagation life of the welded specimens. Functionally graded materials concept has been employed for determining mechanical properties of different regions of welded joints. To do so, the mechanical properties of the weld region such as Young's Modulus and Poisson's ratio have been considered to be linear functions of the positions of the weld region points. It has been shown that, when the original notch is close to the material with the higher fracture toughness (Copper), the kinked crack angle becomes smaller. The results show good agreement between the experimental data and numerical estimations. در این مقاله مسیر رشد ترک در آزمایش خمش چهار نقطه ای اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی مس و آلومینیم 6T-7075 پیش بینی شده و سپس عمر خستگی این اتصال به روش عددی و تجربی تخمین زده می شود. برای این منظور آزمایش خمش چهار نقطه ای و نیز آزمایش خستگی بر روی نمونه های جوشکاری شده انجام گرفته و نتایج مربوط به زاویه انتشار ترک و عمر خستگی هر نمونه استخراج شده است. همچنین با استفاده از معیارهای تنش مماسی بیشینه و KII)min) زاویه انتشار ترک پیش بینی شده و نیز با استفاده از رابطه نرخ رشد ترک بر حسب ضریب شدت تنش پاریس، عمر ترک خستگی تخمین زده شده است. جهت تعیین خواص مکانیکی نواحی مختلف اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی، مفهوم مواد تابعی مدرج بکار گرفته شده است. بدین منظور، خواص مکانیکی ناحیه جوش از جمله مدول الاستیسیته و نسبت پواسون، به صورت توابعی خطی از موقعیت نقاط ناحیه جوش در نظر گرفته شده اند. طبق نتایج بدست آمده در حالتی که شیار اولیه به ماده با چقرمگی بالاتر (مس) نزدیکتر باشد، زاویه انتشار ترک کوچکتر خواهد بود. مقایسه نتایج نشان دهنده تطابق مناسبی بین داده های تجربی و عددی می باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8232_e61eaa38aed621dd776d0e67cfeee366.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 14 8 2014 10 23 Railway vehicle derailment in curve due to wear تأثیر سایش بر خروج از خط خودرو ریلی در قوس 199 208 8233 FA محمدرضا قضاوی دانشیار هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس وحید محلوجی تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Wear phenomena in wheel-rail contact for railway vehicle is very important parameter. For this purpose, simulation and dynamic analyze of new and worn wheel profiles are done. Then wagon’s derailment factor along curved track is determined. Analytic solution is achieved by using Hertz contact theory and Kalker linear theory. Also, simulation and analysis is done in ADAMS/Rail software and for different wheel profiles and derailment factor is determining using derailment criteria. Results showing that derailment factor are low initially but vertical forces decreases and centrifugal force increases lateral forces and consequently derailment factor increases along wagon entering curved track and worn profiles have more tendencies exposed to derailment. However, permitted wear limit must be defined. In many cases, worn profiles havefewer tendencies to derailment. Using this method can determine wear limit of wheel profile to maintenance and re-profileoperation. It is revealed that the curve length does not affect on derailment factor. Also, damper coefficient does not affect on mean derailment factor But it is much more turbulence. Perturbation in curve beginning is considerable and at the end of the curve, it restores to initial value. در تماس چرخ و ریل در خودروی ریلی، پدیده سایش از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. به همین دلیل، مدلسازی و تحلیل دینامیکی پروفیل های چرخ نو و سایش یافته S1002 انجام شده و تأثیر پروفیل های نو و سایش یافته بر رفتار واگن بررسی گردیده است. سپس به بررسی پارامتر خروج از خط واگن هنگام عبور از قوس پرداخته شد. در این راستا حل تحلیلی با استفاده از تئوری تماسی هرتز و تئوری خطی کالکر انجام شده است. همچنین مدلسازی و تحلیل در نرم افزار Adams/Rail برای پروفیل های مختلف چرخ انجام شده و ضرایب خروج از خط بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که ضریب خروج از خط در هنگام ورود واگن به قوس افزایش یافته و پروفیل سایش یافته در اغلب موارد، آمادگی بیشتری برای خروج از خط از خود نشان می‌دهد. اما میزان سایش چرخ، تأثیر مستقیم بر خروج از خط واگن دارد و تا هنگامی که به میزان خاصی نرسد، خروج از خط رخ نمی‌دهد. در بسیاری از موارد، ضریب خروج از خط برای پروفیل سایش یافته مقدار کمتری نسبت به پروفیل نو بدست می‌دهد ولی هرگاه سایش چرخ از حد مشخصی تجاوز کند، ضریب خروج از خط افزایش می‌یابد و این حد مشخص، حدی است که لازم است چرخ برای انجام ری-پروفایل به قسمت تعمیرات فرستاده شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8233_b6af2c9703f203a2794be03d443af2e3.pdf