دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Modeling the effects of the external acceleration on the two stage flapper- nozzle servo electro‌hydraulic valves مدل‌سازی اثر شتاب خارجی بر شیر سروو الکتروهیدرولیک دو مرحله‌ای فلاپر- نازل 1 8 8836 FA زهره خدایی دانشگاه صنعتی امیرکبیر محمد زارعی نژاد هیئت علمی پژوهشی، پژوهشکده فناوری های نو، دانشگاه صنعتی امیرکبیر سعید شیری قیداری هیئت علمی دانشکده مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات کیوان باغستان پژوهشکده فناوری های نو، دانشگاه صنعتی امیرکبیر Journal Article 1970 01 01 The electrohydraulic valves are commonly used in the engineering applications. These valves, as the medium elements, prepare the hydraulic systems for the electrical control applications. For the precise performance of these valves, disturbances in the valve elements dynamics will disturb the control process of the system. The electrohydraulic servo valves are greatly affected by the external acceleration, for instance in the aerospace applications. In a two stage flapper- nozzle electrohydraulic valve, the external acceleration changes the pressure of the fluid leaving the nozzles and it affects the flapper and spool of the valve like a virtual force. Thus, when the applied current is zero, the acceleration diverts the spool of the valve from the equilibrium point, and unwanted performance in the valve occurs. In this study the pilot pressures of the spool is modeled in unsteady state condition. The effects of the acceleration on the flapper and the spool of the two stage electrohydraulic valve are investigated. At the end, the obtained model is verified by use of the experimental data. چکیده شیر‌های الکتروهیدرولیک در کاربردهای مهندسی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این شیر‌ها به‌عنوان عضوی واسط، امکان استفاده از کنترل الکتریکی را برای سامانه‌های هیدرولیکی فراهم می‌آورند. این شیر‌ها فرمان‌های الکتریکی را به فرمان‌های هیدرولیکی تبدیل می‌کنند. به دلیل عملکرد دقیق این شیر‌ها، اغتشاش در اجزای شیر موجب اختلال در فرایند کنترل مجموعه می‌شود. شیر‌های سروو الکتروهیدرولیک به‌وسیله شتاب محیطی بسیار تحت تأثیر قرار می‌گیرند. نمونه این اختلال در کاربرد‌های هوافضا دیده می‌شود. در یک شیر دومرحله‌ای فلاپر- نازل شتاب خارجی فشار سیال خروجی از نازل‌ها و هم‌چنین موقعیت پایای فلاپر و اسپول را تحت تأثیر قرار می‌دهد. اثر شتاب بر معادلات دینامیک اجزای شیر به‌صورت یک نیروی مجازی خود را نشان می‌دهد. درنتیجه هنگامی که جریان الکتریکی اعمالی صفر است، اجزای شیر از وضعیت تعادل خود جابه‌جا شده و عملکرد نامطلوب شیر نتیجه می‌شود. در این پژوهش فشار‌های تحریک اسپول به صورت غیر پایا مدل شده‌اند و اثر شتاب خارجی بر موقعیت اسپول و فلاپر در نظر گرفته‌شده است و درنهایت مدل به‌دست‌آمده با آزمون شیر سروو الکتروهیدرولیک در شتاب ثابت صحه‌گذاری شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8836_0c72cb7ee1512f800abe27823a792d03.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Investigation of the effect of processing temperature on the elastic and viscoelastic properties of PVC/fiberglass composite laminates بررسی اثر دمای فرآیند بر روی خواص الاستیک و ویسکوالاستیک کامپوزیت های الیاف شیشه/پی وی سی 9 16 8837 FA وحید زال دانشجو/ دانشگاه تربیت مدرس 0000-0003-2416-2429 حسن مسلمی نایینی استاد دانشگاه تربیت مدرس احمدرضا بهرامیان هیئت علمی/ دانشگاه تربیت مدرس هادی عبداللهی هیئت علمی/ دانشگاه صنعتی ارومیه امیرحسین بهروش عضو هیئت علمی/ دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In this paper, the effect of processing temperature on the elastic and viscoelastic properties including storage modulus, loss modulus and damping value of PVC/plain weave fiberglass composites laminates was investigated. For this, composite samples with [0/90]10 lay ups were produced in three different temperatures including 160 ᵒC, 200 ᵒC and 230 ᵒC using film stacking procedure. Firstly, the flexural strength and modulus of the samples were measured using three points bending test according to ASTM D790-07 standard. Then, viscoelastic properties of the samples were measured in the temperature range of 25 ᵒC up to 220 ᵒC using Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) and the effect of temperature on the viscoelastic properties was studied. Also, the effect of fiber/ matrix impregnation quality on the thermal and dynamic properties of the samples was evaluated using optical microscope images. It was concluded that the temperature of 230 ᵒC is proper to achieve high quality impregnation, according to both DMTA and three points bending test. Also, it was seen that increase of processing temperature up to 230 ᵒC increases the storage modulus; however, processing temperature doesn’t affect the glass transition temperature of the samples. در این مقاله به بررسی تاثیر دمای فرآوری و تولید بر روی خواص الاستیک و ویسکوالاستیک نظیر مدول ذخیره، ضریب دمپینگ و مدول اتلاف کامپوزیت های زمینه پی وی سی تقویت شده با الیاف شیشه بافت مسطح پرداخته شده است. برای این منظور نمونه های کامپوزیتی در سه دمای 160، 200 و 230 درجه سانتیگراد به روش انباشت لایه ها و با چیدمان 10[0/90]، تولید شده است. این نمونه ها در ابتدا مطابق استاندارد ASTM D790-07، تحت آزمون خمش سه نقطه ای قرار گرفته و استحکام و مدول خمشی الاستیک آنها با سه تکرار بدست آمده است. در ادامه با استفاده از آزمون تحلیل حرارتی مکانیکی دینامیک (آزمون DMTA) در حالت خمش سه نقطه ای، خواص ویسکوالاستیک نمونه ها در بازه دمایی 25 تا 220 درجه سانتیگراد استخراج شده و اثر دما و بارگذاری دینامیکی بر روی خواص محصولات بررسی و تعیین شده است. همچنین با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نوری، به بررسی اثر کیفیت آغشتگی محصولات بر خواص حرارتی و دینامیکی نمونه ها پرداخته شده است. در انتها نتیجه گرفته شد که مطابق آزمون DMTA، (همانند آزمون خمش استاتیکی)، دمای 230 ᵒC به عنوان دمای مناسب برای آغشتگی با کیفیت بالای الیاف شیشه با زمینه پی وی سی بدست می آید و این آزمون معیار مناسبی برای تعیین شرایط فرآوری کامپوزیت های زمینه پی وی سی است. همچنین مشاهده شد که افزایش دمای تولید تا 230 ᵒC ، مدول ذخیره نمونه ها را افزایش می دهد، درحالیکه اثری بر روی دمای انتقال شیشه ای محصولات ندارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8837_b97f138920c54acf5eb77d23bc318b12.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Study on the effect of surface roughness pattern on the thermoelastic instability in lubricated sliding surfaces بررسی اثر جهت‌گیری زبری سطح بر روی ناپایداری ترموالاستیک در سطوح لغزشی روان-کاری‌شده 17 25 8838 FA ابوالفضل ابراهیمی سرست دانشگاه صنعتی اصفهان- دانشکده مهندسی مکانیک صالح اکبرزاده استادیار دانشگاه صنعتی اصفهان علیرضا واعظ پور نجف آبادی دانشگاه صنعتی اصفهان- دانشکده مهندسی مکانیک Journal Article 1970 01 01 The different kinds of sliding surfaces like clutches, and breaks are susceptible to a surface damage called thermoelastic instability. Instability refers to the unlimited growth turbulence of temperature and pressure, leading to very high local temperatures and wear on the hot spots. In this research, the effect of surface texture on the thermoelastic instability is investigated under mixed lubrication regime. For this purpose, a model consisting of a surface with high thermal conductivity and a rough surface with low thermal conductivity is considered. To this work, a computer program is employed to numerically generate three different surface roughness patterns i.e. transverse, longitudinal, and isotropic. Then the flow factors which are correction factors to the Reynolds equation for considering the surface roughness pattern are employed to study the effect of surface pattern on the thermoelastic instability.. To do this work, An algorithm is developed to regenerate the thermoelastic instability results in the published literature and then is used to find the critical speed for three types of surface patterns beyond which thermoelastic instability leading to the formation of hot spots is likely to occur. Finally it is shown that the critical speed for longitudinal surface pattern is higher than two other surface patterns and then there are isotropic and transversal surface patterns respectively. انواع مختلف سطوح لغزشی مانند کلاچ‌ها و ترمزها ، مستعد نوعی آسیب سطح تحت عنوان ناپایداری ترموالاستیک هستند. ناپایداری اشاره دارد به رشد نامحدود آشفتگی-های دما و فشار که منجر به دماهای موضعی بسیار بالا و سایش آن نقاط می‌شود. در این پژوهش اثر بافت سطح بر روی ناپایداری ترموالاستیک در رژیم روان‌کاری مخلوط مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور از مدلی که شامل یک سطح صیقلی با رسانایی حرارتی بالا و یک سطح زبر با رسانایی حرارتی بسیار پایین است، استفاده می‌شود. در این تحقیق برای سطوح زبر از یک پروفیل زبری سطح تولیدشده به‌روش عددی استفاده شده است. در ادامه به کمک ضرایب جریان که ضرایب اصلاحی معادله رینولدز برای در نظر گرفتن زبری هستند، تأثیر بافت سطح بر روی ناپایداری ترموالاستیک بررسی می‌شود. برای انجام این کار از الگوریتمی استفاده می‌شود تا به کمک آن برای سه گونه جهت‌گیری زبری یعنی طولی، عرضی و همسانگرد، سرعت بحرانی که بیشتر از آن ناپایداری ترموالاستیک اتفاق می‌افتد و منجر به تشکیل نقاط داغ دیده می‌شود، به‌دست می‌آید. در نهایت مشخص می‌شود که سرعت بحرانی که سطح را در آستانه‌ی ناپایداری ترموالاستیک قرار می‌دهد، برای الگوی سطح طولی حالت بهینه دارد و پس از آن الگوی سطح همسانگرد و در نهایت الگوی سطح عرضی قرار دارد. برای تعیین صحت مدل معرفی‌شده، تعدادی از نمودارهای ارائه‌شده توسط محقیقن در مورد تغییرات سرعت بحرانی نسبت به ضخامت فیلم روان‌کار، بازسازی شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8838_d0f5edad9ac19abed9e235c0fe0aa59f.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Robust Superhydrophobic Surface with Polytetrafluoroethylene (PTFE), Micro sized Aluminum Particles and SiO2 nano-particles سطح ابر آب‌گریز استحکام بالا با استفاده از پلی تترافلورواتیلن، ذرات میکرومتری آلومینیوم و نانو ذرات سیلیکا 26 32 8839 FA نوروز محمد نوری عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت محمد سعادت بخش دانشجوی دکترای مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران رامین باقری فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت ایران Journal Article 1970 01 01 In recent years, many studies have been done to fabricate superhydrophobic surfaces. These surfaces have slip condition which cause self-cleaning property and also drag reduction. The hierarchical micro/nanostructures which are coated with a low surface energy material are needed to fabricate high static contact angle superhydrophobic surfaces. In order to have thermal stability, chemical resistance and low surface energy Polytetrafluoroethylene (Teflon) is used in this research. To produce the superhydrophobic surface, an appropriate layer of Teflon is coated on the aluminum substrate and the micron sized aluminum particles are deposited on the Teflon layer by fluidizing method. Then to reduce surface energy, the second Teflon layer is sprayed on the top of the aluminum particles. At the end using sprayed method the hydrophobic nano-particles of silica are deposited on the surface as a final hydrophobic layer. The effect of Teflon thickness, size of micro-particles and adding hydrophobic nano-particles are investigated. The scanning electron microscopy (SEM) images of the cured surfaces show that application of micro-particles, prevent surface to be smooth after curing, create appropriate micro-scale structures and also cause micro-scale cracks compared to smooth Teflon surfaces. The creation of these micro-structures leads to increasing in static contact angle and decreasing in dynamic angle of surfaces. By modifying the surface structures with aluminum micro-particles, Teflon layer coat and subsequent deposition of hydrophobic silica nano-particles, static contact angle of 165±3° and dynamic angle of less than 7 degrees are achieved. در سال‌های اخیر، تحقیقات زیادی برای تولید سطوح اَبر آب‌گریز انجام گرفته است. لغزش روی این سطوح باعث ایجاد خاصیت خود تمیز شوندگی و کاهش پسای اصطکاکی می‌شود. یکی از روش‌های تولید این سطوح، ایجاد زبری‌های سلسله‌ای با استفاده از ساختارهای میکرومتری و نانومتری بوده که با یک ماده با انرژی سطحی کم پوشش داده می‌شوند. پلی تترافلورواتیلن )تفلون( یک ماده با انرژی سطحی پایین بوده که به علت استحکام مکانیکی و شیمیایی مناسب، در این تحقیق مورد استفاده قرارگرفته است. جهت تولید سطح اَبر آب‌گریز ابتدا با استفاده از فرآیند افشاندن یک لایه تفلون با ضخامت مناسب بر روی ورق آلومینیوم ایجاد شده و پودر آلومینیوم میکرومتری، به روش شناورسازی ، بر روی لایه تفلون لایه نشانی شده است. سپس جهت کاهش انرژی سطحی مجدداً از افشاندن تفلون بر روی پودرهای میکرومتری استفاده شده است. در نهایت جهت ایجاد ساختارهای نانومتری اکسید سیلیسیم آب‌گریز روی سطح لایه نشانی شده و اثرات ضخامت لایه تفلون، اندازه ذرات میکرومتری و به‌کارگیری نانو ذرات آب‌گریز بر روی خواص سطح مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان‌دهنده آن است که به‌کارگیری ذرات میکرومتری علاوه بر ایجاد زبری، از صاف شدن سطح طی فرآیند پخت تفلون جلوگیری کرده و با تولید ترک‌ها و زبری‌های ثانویه باعث افزایش زاویه استاتیکی و کاهش زاویه دینامیکی شده است. در انتها پس از اصلاح ساختار سطح با پودرهای آلومینیوم و پوشش آن با یک لایه تفلون و سپس لایه نشانی اکسید سیلیسیم آب‌گریز زاویه تماسی 3±165 درجه و زاویه دینامیکی کمتر از 7 درجه به‌ دست ‌آمده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8839_21ca6d0cf2f25c4dbb35d8dc0b679c3f.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Designing a control algorithm based on semi-active suspension system for formation control of mobile robots transporting an object طراحی الگوریتم کنترلی بر مبنای سیستم تعلیق نیمه فعال برای کنترل آرایش مجموعه ربات‌های متحرک همکار به هنگام انتقال جسم 33 42 8840 FA علی غفاری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب علیرضا خدایاری عضو هیات علمی محمد کسمائی میرمیران دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب Journal Article 1970 01 01 Transporting an object using several mobile robots by formation control, is an effective method in handling heavy and complicated objects either in known and unknown places. In this paper, to control the formation of three mobile robots and also to control interactive a control algorithm has been designed based on semi-active suspension system of remote center compliance (RCC). The main objective of control structure of semi-active suspension system is to control the desired formation and appropriate transportation of the object at the same time and also separating the object and other robots from effect of the errors occurred while creation of disturbance in a certain robot and preventing it from having effects on other robots. In order to terminate instability in impedance methods, multiple impedance control has been used in moving the object by cooperating robots. To follow the desired path and control of mobile robots formation, Leader follower method has been used. Simulation results indicate that the semi-active suspension control system, in order to minimize the vibrations caused by disturbance transferred to the set of robots, is more optimum and more stable compared to passive suspension control system. حمل و جابجایی جسم توسط چندین ربات متحرک با کنترل آرایش، روش موثری در مهار اجسام سنگین و پیچیده در محیط‌های ناشناخته و شناخته شده است. در این مقاله، برای سه ربات متحرک و کنترل نیروهای تعاملی بین آنها و جسم در حین جابجایی جسم از کنترل آرایش استفاده شده است و همچنین در حضور اغتشاش، الگوریتم کنترلی بر مبنای سیستم تعلیق(RCC) نیمه فعال طراحی شده است.هدف اصلی ساختار کنترلی سیستم تعلیق نیمه فعال، کنترل آرایش مطلوب همزمان با انتقال مناسب جسم بوده است و همچنین مجزا نمودن جسم و دیگر ربات‌ها از تأثیرات خطای رخ داده به هنگام بروز اغتشاش در یک ربات مشخص و جلوگیری از اثرگذاشتن آن به دیگر ربات‏ها از دیگر نتایج روش پیشنهادی است.برای از بین بردن ناپایداری در روش‌های امپدانسی، کنترل امپدانس چندگانه، جهت جابجایی جسم توسط ربات‌های همکار استفاده شده است. به منظور تعقیب مسیر مطلوب و همچنین تشکیل آرایش هندسی ربات های متحرک، از روش راهنما پیرو استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که سیستم کنترلی تعلیق نیمه فعال در راستای به حداقل رساندن ارتعاشات به همراه اغتشاش منتقل شده به مجموعه ربات‌ها، نسبت به سیستم کنترلی تعلیق غیرفعال، بهینه تر و پایدارتر است. https://mme.modares.ac.ir/article_8840_1d7b813d77ada92b4c5998ec42a3cde9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Electrochemical Simulation of Lead-acid Battery Using Model Order Reduction Based on Proper Orthogonal Decomposition شبیه‌سازی الکتروشیمیایی باتری سرب-اسید به روش رتبه‌کاسته بر پایه تجزیه متعامد سره 43 53 8841 FA امیربابک انصاری دانشجوی دکتری/دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران وحید اصفهانیان استاد/مرکز تحقیقات خودرو، سوخت و محیط زیست دانشگاه تهران فرشاد ترابی استادیار/دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 1970 01 01 Modeling and simulation are useful tools to optimize and analyze the dynamic behavior of lead-acid batteries. One of the main problems is that the governing equations of lead-acid batteries are highly coupled which significantly increases the computational time of numerical methods in simulations. Using reduced order models (ROM) is one of the best ways to overcome this difficulty. In the present study, the one-dimensional electrochemical governing equations of lead-acid battery are solved using model order reduction based on proper orthogonal decomposition (POD). To show the capability of this method, the governing equations including conservation of charge in solid and liquid phases and conservation of species are solved simultaneously for a lead-acid cell during discharge, rest and charge process. The results of reduced order model including cell voltage, acid concentration and state of charge (SoC) are compared to the results of finite-volume method (FVM). The obtained numerical results show that not only the POD-based ROM of lead-acid battery significantly decreases the computational time (speed-up factor of 15) but also there is an excellent agreement with the results of previous computational fluid dynamic (CFD) models. همواره مدل‌سازی و شبیه‌سازی به‌عنوان یک ابزار بسیار مفید جهت بهینه‌سازی و آنالیز رفتار دینامیکی باتری‌های سرب-اسید از اهمیت بسیار زیادی برخوردار بوده است. یکی از مشکلات عمده در شبیه‌سازی و بهینه‌سازی باتری‌های سرب-اسید به‌دلیل پیچیدگی معادلات الکتروشیمیایی حاکم بر باتری، زمان‌بر بودن این محاسبات می‌باشد. یک راه حل مناسب جهت غلبه بر این مشکل استفاده از روش‌های رتبه‌کاسته است. در مطالعه حاضر، معادلات الکتروشیمیایی حاکم بر باتری سرب-اسید در حالت یک‌بعدی و به روش رتبه‌کاسته و بر پایه توابع متعامد سره شبیه‌سازی شده‌اند. برای نشان دادن توانایی این روش در شبیه‌سازی باتری سرب-اسید، معادلات حاکم شامل بقای بار الکتریکی در فاز مایع و جامد و همچنین بقای گونه‌های شیمیایی به‌طور همزمان در طی یک پروسه شامل سه فرآیند تخلیه، استراحت و شارژ به‌طور عددی برای یک سل از باتری سرب-اسید حل شده‌اند. نتایج عددی به‌دست آمده شامل تغییرات ولتاژ سل و غلظت اسید سولفوریک، نشان می‌دهد که نه‌تنها استفاده از روش رتبه‌کاسته بر پایه توابع متعامد سره تا حد زیادی از زمان محاسبات می‌کاهد (کاهش 15 برابر) بلکه تطابق بسیار خوبی نیز بین نتایج به‌دست آمده و نتایج مدل‌های عددی موجود در دینامیک سیالات محاسباتی وجود دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8841_6e88ec1459f337d5bea6353f8bff8026.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Three-dimensional free vibration analysis of rectangular nanoplates based on nonlocal theory of elasticity تحلیل ارتعاشات آزاد سه بعدی نانوورق مستطیلی بر اساس تئوری الاستیسیته غیرمحلی 54 62 8842 FA اکبر علی بیگلو دانشیار دانشگاه تربیت مدرس احسان عبداله زاده شهر بابکی دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 Conventional Ritz and Galerkin methods based on local theory of elasticity employ polynomials as their approximating functions, however these methods are not convenient to use in three-dimensional nonlocal analysis. In the present study, to conquer this difficulty, a type of weighted residual approach with a set of trigonometric approximating functions were developed. By using appropriate trigonometric approximating functions, it is possible to consider the effect of various edges boundary condition on frequency behavior of nanoplate. Validation of present formulation is carried out by comparing numerical result with the published results. It is concluded that the effect of nonlocal parameter on natural frequencies is significant especially in higher modes due to the lower wavelength of the mode. The research shows that in nonlocal elasticity there are distinct discrepancies between behaviors of two and three-dimensional results. In addition, the difference between the two- and three-dimensional results in local elasticity is not as noticeable as in nonlocal elasticity. Furthermore, the effects of length to thickness ratio, aspect ratio, nonlocal parameter and different boundary conditions on fundamental natural frequency of nanoplates were studied. This benchmark solution can be used to assess the accuracy of conventional two-dimensional theories. در روشهای متداول ریتز و گلرکین بر اساس تئوری الاستیسیته محلی، معمولا از چند جمله ای به عنوان توابع تقریب استفاده می‌ شود. اما این روشها برای استفاده در تحلیل غیرمحلی سه بعدی مناسب ‌نیستند. در مطالعه حاضر برای غلبه بر این مشکل نوعی راهبرد باقیمانده وزنی، با توابع مثلثاتی به عنوان توابع تقریب، ارائه شده است. با انتخاب توابع تقریب مناسب تأثیر تکیه گاه های مختلف در رفتار فرکانسی نانو ورق بررسی شده است. اعتبار سنجی فرمولبندی حاضر از طریق مقایسه نتایج عددی حاصل با نتایج ارائه شده در مقالات انجام پذیرفته است. طبق نتایج عددی حاصل ، رفتار فرکانسی نانو ورق قویاً متأثر از پارامتر غیر محلی بوده و این اثر در مودهای ارتعاشی بالا بدلیل کوچک بودن طول موج مود از اهمیت بالائی برخوردار است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که تفاوت فاحشی بین رفتار جواب مدل سه بعدی نانوورق و مدل دو بعدی آن وجود دارد و همچنین اختلاف پاسخ تحلیل دو و سه بعدی در این حد در الاستیسیته کلاسیک بارز نیست. همچنین تاثیرات نسبت طول به ضخامت، نسبت ابعادی، پارامتر غیرمحلی، و شرایط مرزی مختلف بر فرکانس طبیعی پایه نانوورق مورد مطالعه قرار گرفته است. این حل مرجع می‌تواند برای تخمین دقت تئوریهای دو بعدی مرسوم مورد استفاده قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_8842_551fdbb810aff145c114b93867dd8bfd.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Simulation of hydrogen desorption from large metal hydride storages and investigation of efficiency enhancement by using metal fins شبیه­ سازی واجذب هیدروژن از مخازن بزرگ هیدرید فلزی و بررسی افزایش بهره­ وری با استفاده از پره­ های فلزی 63 72 8843 FA رضا علیزاده دانشگاه صنعتی سهند سید محسن حسینی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی سهند تبریز حسین تارقلیزاده دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران Journal Article 1970 01 01 The use of metal hydrides is one of the hydrogen storage methods. In this research, the process of hydrogen desorption from metal hydride storages with high diameter and constant flow rate was investigated using numerical simulation. A two-dimensional model with finite volume method is applied for simulation of hydrogen desorption. Simulation results were compared with available experimental data and a good agreement was observed between them. In this study, a special design of metal hydride storage was investigated. This design allows the application of metal hydride beds with large diameter for a specific hydrogen outlet flow rate by using aluminum fins. The simulation results verified the heat transfer enhancement effect of aluminum fins and showed the storage diameter can even be increased to 60 cm by using this design. The comparison between the result of applying LaNi5 and C5 alloys revealed that the energy efficiency could be increased by using C5 alloys due to need of heating fluid with lower temperature. Moreover, the results showed that by increasing the outlet volumetric flow rate from 230 to 460 (Nlit/min), the storage diameter should be limited and therefore the smaller storage must be selected. یکی از روش‌های ذخیره سازی هیدروژن استفاده از هیدریدهای فلزی است. در این تحقیق با استفاده از شبیه‌سازی عددی فرآیند واجذب هیدروژن از مخازن هیدرید فلزی دارای قطر بزرگ و با شدت جریان ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه‌سازی واجذب هیدروژن از یک مدل دو بعدی همراه با روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی در دسترس مقایسه شده و توافق خوبی بین آن‌ها مشاهده شده است. در این مطالعه طرحی خاص از یک مخزن هیدرید فلزی مورد بررسی قرار گرفته است که با استفاده از تعدادی پره آلومینیومی و برای یک شدت جریان مشخص در خروجی مخزن، انتخاب قطر بزرگ برای بسترهای هیدرید فلزی را مقدور ساخته است. نتایج شبیه‌سازی تأثیر پره‌های آلومینیومی در تقویت انتقال حرارت را تأیید کرده و نشان داده است که برای شدت جریان خروجی 230 (Nlit/min) می‌توان قطر مخزن را حتی تا 60 سانتی‌متر افزایش داد. مقایسه نتایج برای دو نوع آلیاژ LaNi5 و C5 نشان داد که در صورت استفاده از آلیاژ C5، بازده انرژی به دلیل نیاز به سیال گرم کننده با دمای پایین‌تر، افزایش می‌یابد. همچنین بررسی تأثیر افزایش شدت جریان خروجی نشان داد که با افزایش شدت جریان خروجی از 230 به 460 (Nlit/min)، افزایش قطر مخزن با محدودیت همراه بوده و باید مخزن کوچک‌تری انتخاب شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8843_3de6a598010e6866124ddfa12d3d35cb.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Computation of shape design sensitivities for linear FEM using modified semi-analytical method محاسبه حساسیت هندسه طراحی برای مدل المان محدود با استفاده از روش نیمه‏تحلیلی بهبود یافته 73 80 8844 FA مهدی حسن زاده هیات علمی دانشگاه آزاد مرکز کردکوی Journal Article 1970 01 01 Shape sensitivity analysis of finite element models is useful for structural optimization and design modifications. Within numerical design optimization, semi-analytical method for sensitivity analysis is frequently applied to estimate the derivative of an objective function with respect to the design variables. Generally numerical sensitivity analysis widely suffers from severe error due to the perturbation size and find a method which is not sensitive to the perturbation size is topics under study. Complex variable methods for sensitivity analysis have some potential advantages over other methods. For first order sensitivities using the complex variable method, the implementation is straightforward, only requiring a perturbation of the finite element mesh along the imaginary axis. This paper uses a complex variable and combine it with discrete sensitivity analysis, thus present new method to obtain derivatives for linear structure. The advantage of this method are quickly, accuracy and its simple implementation. The methodologies are demonstrated using two dimensional finite element models of linear elasticity problems with known analytical solutions. Obtained sensitivity derivatives are compared to the exact solution and also finite difference solutions and show that the proposed method is effective and can predict the stable and accurate sensitivity results. آنالیز حساسیت در مدل المان محدود برای بهینه سازی سازه و اصلاح طرح سودمند می‎باشد. در طی بهینه سازی عددی اغلب روش نیمه‏تحلیلی برای تخمین مشتقات تابع هدف نسبت به متغیرهای طراحی مورد استفاده قرار می‎گیرد. عموما محاسبه حساسیت به صورت عددی با عدم ‎دقت ناشی از اندازه گام همراه است و یافتن روشی که نسبت به اندازه گام حساس نباشد از موضوعات مورد مطالعه است. یکی از روش‏هایی که نسبت به اندازه گام حساسیت بسیار کمی دارد روش متغیر مختلط است. روش اعداد مختلط برای محاسبه حساسیت، نسبت به سایر روش‎ها چندین مزیت بالقوه دارد. پیاده‎سازی المان محدود برای مشتقات اول حساسیت با استفاده از اعداد مختلط سرراست است و فقط نیاز به اختلال در شبکه‎بندی المان محدود در طول محور موهومی دارد. این مقاله از متغیر مختلط برای محاسبه آنالیز حساسیت بهره می‎برد و آن را با روش آنالیز حساسیت مستقیم ترکیب کرده و بدین ترتیب روشی جدید برای بدست آوردن آنالیز حساسیت سازه‎های خطی ارائه میدهد. مزیت روش ارائه شده سرعت، دقت و سادگی پیاده‏سازی آنست. رویه ارائه شده با استفاده از مدل دو بعدی المان محدود مسائل خطی با حل تحلیلی معلوم تشریح می‎شود. نتایج مشتقات حساسیت با حل دقیق و حل‎های تفاضل محدود مقایسه می‎شود و نشان داده می‎شود که روش پیشنهادی کارا بوده و نتایج بدست آمده دقیق و پایدار می‎باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8844_9c449771d0edc923c2713a7462cefa3b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 The comparison of nanocellulose/PLA nanocomposites elastic modulus obtained by nanoindentation and tensile test مقایسه مدول الاستیک حاصل از نانوسختی سنجی با میکروسکوپ نیروی اتمی و آزمون کشش نانوکامپوزیت های نانوسلولز/پلی لاکتیک اسید 81 87 8845 FA ربیع بهروز دانشگاه تربیت مدرس سمیه قاسمی دانشگاه تربیت مدرس رضا شهبازیان یسار دانشگاه فنی میشیگان اسماعیل قاسمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران Journal Article 1970 01 01 In this paper, the elastic modulus of nanocellulose/PLA nanocomposites obtained by the two methods including nanoindentation and tensile tests were analyzed. Nanocellulose extracted by Mechanical method from linter pulp fiber. Amount of usage of nanocellulose was 3 and 5% wt , as well as for improving of nanoparticles distribution in polymer matrix, masterbatch technique was used. Then the mechanical properties of nanocomposites with and without this technique were studied. Tensile test was performed in accordance with the standard method and for nanoindentation, the atomic force microscope in peak force tapping mode was used. Tensile test results showed that the use of masterbatch, improves tensile modulus, tensile strength and strain at break. Also by increasing nanocellulose percentage from 3 to 5%, in nanocomposite with master batch, the tensile strength and strain at break increased. But this increasing had not significant effect on tensile properties of nanocomposite without masterbatch. A similar trend of strength test results was observed in nanoindentation results. Based on this result, using of masterbatch in nanocomposite caused the increase in elastic modulus. The results of these two analyses were compared and tensile test showed lower modulus value than nanoindentation. در این تحقیق، مدول الاستیک نانوکامپوزیت‌های نانوسلولز/پلی لاکتیک اسید به دست آمده توسط دو روش آزمون کشش استاندارد (ASTM) و آزمون نانوسختی سنجی با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفت. نانوسلولز بکار رفته، با استفاده از روش مکانیکی از الیاف لینتر پنبه تهیه گردید و به نسبت وزنی 3 و 5% به دو روش افزودن مستقیم و تکنیک مستربچ مورد استفاده قرار گرفت. سپس ویژگی‌‌های کششی نانوکامپوزیت‌های ساخته شده با استفاده از مستربچ و بدون آن، مطالعه گردید. نتایج آزمون کشش نشان داد که استفاده از مستربچ، سبب بهبود مدول کششی، استحکام کششی و کرنش در شکست خواهد شد. همچنین افزایش نانوسلولز از 3 به 5% در نانوکامپوزیت‌های حاوی مستربچ، سبب افزایش استحکام کششی و کرنش در شکست گردید. اما افزایش نانوسلولز در نانوکامپوزیت‌های بدون استفاده از مستربچ، تاثیر معنی‌داری روی بهبود این ویژگی‌ها نداشته است. نتایج آزمون نانوسختی سنجی با میکروسکوپ نیروی اتمی نیز روند مشابه آزمون کشش را نشان دادند که بر این اساس، استفاده از مستربچ در نانوکامپوزیت‌ها سبب افزایش مدول الاستیک گردیده است. سپس نتایج مربوط به این دو آزمون مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج نشان داد که مدول به دست آمده از آزمون کشش استاندارد در مقایسه با نانوسختی سنجی، مقادیر کمتری را دارا هستند. https://mme.modares.ac.ir/article_8845_ff82db7535530637af7f8a96284b3459.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Effect of cavitation time on elstoplastic response of circular underwater plate subjected to explosive loading اثر زمان کاویتاسیون بر رفتار الاستوپلاستیک ورق دایروی مستقر زیرآب تحت بار انفجاری 88 96 8846 FA حبیب رمضان نژاد آزاربنی دانشجوی دکترا منصور درویزه هیات علمی ابوالفضل درویزه استاد دانشگاه آزاد اسلامی بندرانزلی رضا انصاری دانشیار دانشگاه گیلان Journal Article 1970 01 01 In this paper, the elastoplastic response of copper, steel and aluminum circular plates with clamped boundary conditions subjected to underwater explosion loading is investigated. Cavitation is a phenomenon that can be occurred for plates in the process of underwater explosion forming. The total pressure of the explosion becomes zero at the cavitation time, so that the governing equations of motion time will be different before and fter the cavitation. As a result, in terms of analysis and design, the cavitation time is significant in studying the behavior of a circular plate at underwater explosive loading. By appling the energy method and based on Hamilton principle and variation method the equations of motion of an underwater circular plate subjected to explosive loading are derived. Then, in order to obtain the forced response of the circular plate, the exact free vibration solution is derived to calculate the mode shapes. Then, the velocity and generated stress of plate during cavitation time are calculated and compared with the yield stress plates. Using this method, one can distinguish the cavitation with in the elastic or plastic regimes. By recognizing the time of cavitation in the range of elastic or plastic, the displacement and velocity field of plate are determined in duration of explosive loading. Results show that the cavitation time is on the order of microsecond. Depending on amount of charge mass and stand-off, the cavitation time may be occurred in elastic or plastic regime. در این مقاله رفتار الاستوپلاستیک یک ورق دایروی ایزوتروپیک از جنس مس، فولاد و آلومینیم مستقر در زیرآب با شرط مرزی گیردار تحت بار انفجاری مورد مطالعه قرارگرفته است.کاویتاسیون از پدیده‌های است که ممکن است در فرایند شکل‌دهی انفجاری ورق‌ها در زیرآب رخ دهد. با صفر شدن فشار کل ناشی از انفجار در زمان کاویتاسیون بر روی ورق، معادلات حاکم بر حرکت ورق در زمان قبل و بعد از زمان کاویتاسیون متفاوت خواهند بود. به‌این‌علت در بررسی رفتار یک جسم تحت بارگذاری انفجاری زیرآب زمان کاویتاسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از روش انرژی و اصل هامیلتون معادلات حاکم بر حرکت ورق دایروی استخراج‌شده و سپس با حل دقیق ارتعاشات آزاد ورق شکل مدهای ورق محاسبه شده است. از این شکل مدها برای حل تحلیلی پاسخ اجباری ورق استفاده‌شده است. در ادامه با به‌دست‌آوردن سرعت ورق در زمان کاویتاسیون و محاسبه‌ی تنش ایجادشده و مقایسه آن با تنش تسلیم، امکان تشخیص زمان بروز کاویتاسیون در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک فراهم می-شود. با مشخص شدن زمان کاویتاسیون در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک روابط میدان جابجایی و سرعت تعیین و مقادیر آن‌ها در کل دوره بارگذاری محاسبه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که زمان کاویتاسیون از مرتبه میکروثانیه بوده و باتوجه به مقادیر خرج انفجاری و محل استقرار این زمان در محدوده‌ی الاستیک یا پلاستیک رخ می-دهد. https://mme.modares.ac.ir/article_8846_bb96ff7f5c9505fd971126ecd171bec2.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Analysis of elastoplastic behavior of beam subjected to axial dynamic loading using transport equations تحلیل رفتار تیر الاستوپلاستیک تحت بار دینامیکی محوری با استفاده از معادلات انتقال 97 104 8847 FA حبیب رمضان نژاد آزاربنی دانشجوی دکتری منصور درویزه هیات علمی ابوالفضل درویزه استاد دانشگاه ٱزاد واحد انزلی رضا انصاری دانشیار دانشگاه گیلان Journal Article 1970 01 01 When a dynamic load passes a control volume of material as a shock wave, passing this wave through the control volume could cause different phases such as elastic and plastic. From the microscopic view, during phase change, material flow would be taken in control volume which includes mass, heat, energy, and momentum transport. Phase change in material causes a material discontinuity in the control volume. During the phase change process, mass, heat, energy, momentum transport and etc will occur and the equations governing these phenomena are called transport equations. In this article, for the first time, the governing equations of elastoplastic behavior of beam under dynamic load are extracted by using mass, energy and momentum transport equations. Using transport equations with non-physical variables in integral form will cause in employing discontinuity conditions in governing equations and eliminates the discontinuity condition. These equations are also used in continuously modeling of beam elastoplastic behavior under dynamic loading and a continuous model is presented. Finite element method is used to solve the transport equation with non-physical variable. Finally, the time history of stress, strain and velocity wave propagation along beam are presented in elastic and elastoplastic phases هرگاه بار دینامیکی به‌صورت موج ضربه‌ای به یک حجم کنترلی از ماده‌ برخورد کند، گذر این موج از حجم کنترلی می‌تواند باعث ایجاد فازهای مختلفی مانند فاز الاستیک، پلاستیک شود. از دیدگاه میکروسکوپی هنگام تغییر فاز، جریان مادی در حجم‌های کنترلی صورت گرفته و این جریان با انتقال جرم، حرارت، انرژی و مومنتوم همراه خواهد بود. تغییر فاز در ماده باعث تولید ناپیوستگی مادی در حجم کنترلی می‌شود. حین فرآیند تغییر فاز انتقال جرم، انتقال حرارت، انتقال انرژی، انتقال مومنتوم و ... صورت گرفته و معادلات حاکم بر این دسته از پدیده‌ها را معادلات انتقال می‌نامند. در این مقاله برای نخستین بار با به‌کارگیری معادلات انتقال شامل معادلات انتقال جرم، انرژی و مومنتوم، معادلات انتقال حاکم بر رفتار الاستو پلاستیک تیر تحت بار دینامیکی استخراج‌شده است. به‌کارگیری معادلات انتقال به همراه متغیرهای غیر فیزیکی در فرم انتگرالی باعث اعمال شرایط ناپیوستگی در معادلات حاکم به فرم منبع انرژی داخلی شده و باعث حذف شرایط ناپیوستگی می‌شود. این معادلات در مدل کردن پیوسته رفتار الاستوپلاستیک تیر تحت بار دینامیکی بکار گرفته‌شده و مدل پیوسته‌‌ای از رفتار الاستوپلاستیک تیر تحت بار دینامیکی لحظه‌ای ارائه ‌شده است. برای حل این معادلات با پارامترهای غیرفیزیکی از روش المان محدود استفاده شده است. تاریخجه زمانی انتشار موج تنش،‌کرنش و سرعت در امتداد تیر در دو حالت الاستیک و الاستوپلاستیک ارائه شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8847_c6224c1be072bf5556817749c32e40c6.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Study the effect of weld configuration geometry to distribution of residual stress in the welded parts of stainless steel مطالعه اثر هندسه طرح اتصال برتوزیع تنش پسماند و دما در قطعات جوشکاری شده از جنس فولاد زنگ نزن 105 116 8848 FA ابراهیم ناطقی کارمند عبدالحمید گرجی ولوکلا استادیار دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 In multi-pass groove welding, residual stress distribution, value and associated distortion are dependent on several factors, including the welding process-dependent parameters, mechanical properties of materials and fixtures. In present study, temperature distribution of three welding processes with different geometric designs are registered by the K type thermocouple. Each of the samples contains the same thickness of stainless steel plate A316 that was welded based on welding procedure specification with gas tungsten arc welding method with groove corner joints single bevel without gap and bevel face, single and double bevel with gap and bevel face. Created residual stress on a sample was initially measured by nondestructive ultrasonic transverse waves method. After cutting the vertical part (plate without Groove), for hole drilling device installation purposes, aforementioned stress was measured by the semi-destructive hole drilling method. While for two other geometrical designs only ultrasonic method has been used to prevent parts destruction. All three aformentioned designs were modeled in Simufact.welding finite element code (FE) and results were compared with experimental temperature and residual stress measurements. The comparison shows that experimental measurements and numerical values match well with each other highlighting a reasonable validation of finite element models resutls. Current research results show that changing the geometry of the weld configuration have a significant effect on changes in the distribution and maximum value of transvers residual stress, but trivial influence on maximum longitudinal residual stress. در جوشکاری چند پاسه، توزیع و مقدار تنش های پسماند و اعوجاج حاصل به عوامل متعددی همچون پارامتر های وابسته فرآیند جوشکاری، خواص مکانیکی مواد ، قید و بند بستگی دارد. در این پژوهش ابتدا توزیع دمای حاصل از فرآیند جوشکاری سه نمونه با طرح های هندسی متفاوت توسط ترموکوپل هایی ثبت شده، هر یک از نمونه ها شامل دو ورق با ضخامت یکسان از جنس فولاد ضد زنگA316 می باشند که به روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی با طرح های اتصال گوشه شیاری نیم جناقی و جناقی باشکاف و پیشانی ریشه و نیم جناقی بدون شکاف و پیشانی ریشه بر اساس یک دستور‌العمل رویه جوشکاری، جوش شدند. برای یک نمونه تنش پسماند ایجاد شده ابتدا به روش غیر مخرب امواج ماورای‌صوت عرضی و پس از برش قسمت عمودی (ورق بدون شیار) جهت استقرار دریل دستگاه کرنش‌سنج توسط روش نیمه‌مخرب کرنش‌سنجی سوراخ اندازه گیری شد. برای دو طرح هندسی دیگر جهت جلوگیری از تخریب قطعات فقط از روش ماورای‌صوت استفاده شده است. سپس هر سه طرح در نرم افزار اجزای‌محدود سیموفکت ولدینگ مدل‌سازی شده و نتایج حاصل از آن با اندازه گیری تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مقایسه نشان میدهد مقادیر عددی و اندازه گیری تجربی تطابق خوبی با یکدیگر دارند و نتایج مدل های المان‌محدود دارای اعتبار میباشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر هندسه طرح اتصال موجب تغییرات قابل توجه در توزیع و مقدار بیشینه تنش پسماند عرضی میگردد، ولی اثر چندانی در بیشینه تنش پسماند طولی ندارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8848_24368c745de15b3d2d6279667debcba3.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Gravity compensation improvement for a cable-actuated elbow rehabilitation robot using sliding mode control بهبود جبران‌سازی جاذبه برای ربات توانبخشی آرنج محرکه کابلی با استفاده از کنترل-کننده مد لغزشی 117 126 8849 FA فرهاد پریوش دانشگاه شاهوزرد مهدی بامداد استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود- دانشکده مکانیک حبیب احمدی دانشگاه شاهرود Journal Article 1970 01 01 Performance increasing of robot-aided training in stroke elbow rehabilitation is the goal of this paper. Therapist holds on the arm of patient and guides the center of mass along a desired trajectory. In robotic rehabilitation, when the arm of patient rotate within the desired boundaries, (s)he should ideally not feel the robot. The robot needs to actively compensate for the weight of the exoskeleton and reflected mass of the motors. A nonlinear torsion spring can be used and also a counter-torque as a function of arm angle is applied by the motor. Applying the springs affords more convenience, it allows smaller motors to be used, the size of required brakes can be reduced and inherent safety is introduced in rehabilitation robots. Furthermore, the robust controller design can be used to compensator the modeling errors and gravitational force. A novel elbow rehabilitation robot is designed based on the cable actuation. The strategy is not just anti-gravitational forces because there should be joint-stiffness control. The uncertainty in the patients arm dynamic is effectively approximated. The motion of closed-loop control system in the presence of parametric uncertainties is investigated. The sliding mode controller with proportional-derivative controller is compared through computer simulation and improvement is observed. هدف از این مقاله، بهبود عملکرد تمرین توانبخشی آرنج پس از سکته مغزی به کمک ربات است. درمانگر بازوی بیمار را نگه داشته و مرکز جرم را در امتداد یک مسیر مطلوب هدایت می‌کند. در توانبخشی رباتیک، بیمار نباید ربات را هنگامی که بازویش در محدوده‌ی مطلوب چرخانده می‌شود، احساس کند. ربات بایستی وزن استخوان‌بندی خارجی و اینرسی موتورها را به طور فعال خنثی کند. برای جبران سازی جاذبه می‌توان از فنر پیچشی غیرخطی بهره برد و همچنین گشتاور مخالف به ‌صورت تابعی از زاویه‌ی بازو با موتورها اعمال ‌شود. به‌کارگیری فنر راحتی بیشتری را مهیا می‌کند، اجازه می‌دهد تا موتورهای کوچک‌تری به کار رود، اندازه‌ی ترمزهای مورد نیاز کاسته شود و ایمنی ذاتی برای ربات‌های توانبخشی معرفی شود. به علاوه، طراحی کنترل‌کننده مد لغزشی می‌تواند برای جبران خطاهای مدل‌سازی و نیروهای جاذبه به کار گرفته شود. در این مقاله یک ربات جدید توانبخشی آرنج مبتنی بر محرکه‌ کابلی بررسی شده است. ایده کلی تنها جبران‌سازی نیروهای گرانشی نیست چرا که سختی مفصل نیز باید کنترل شود. عدم قطعیت موجود در دینامیک بازوی بیمار به نحو موثری تقریب زده شده است. حرکت با سیستم کنترل حلقه بسته در حضور عدم قطعیت‌های پارامتری بررسی شده است. کنترل‌کننده مد لغزشی با کنترل‌کننده تناسبی-مشتقی از طریق شبیه‌سازی کامپیوتری مقایسه شده و بهبود نسبت به روش غیرفعال مشاهده شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8849_6c2fdcf862a752ca2c9e49866a05e1df.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Determination of BBC2003 yield criterion constants for anisotropic aluminum alloy sheets based on plane strain tensile test تعیین ثوابت معیار تسلیم BBC2003 برای ورق‌های آلیاژ آلومینیوم ناهمسانگرد بر اساس آزمون کشش کرنش صفحه‌ای 127 135 8850 FA سجاد ایزدپناه نجم آباد دانشجو کارشناسی ارشد/ دانشگاه شاهرود مهدی گردویی استادیار/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود سید هادی قادری استادیار/ دانشگاه شاهرود Journal Article 1970 01 01 This paper puts forward a novel numerical-experimental method for calculation of constants of advanced anisotropic yield criterion BBC2003. Calculation of the eight constants of this yield criterion, demands experimental determination of eight mechanical properties of the material. These properties include; axial-yield stresses in 0, 45 and 90 degree with respect to the rolling direction, anisotropic parameters in the directions mentioned and plane strain yield stresses for 0 and 90 degree orientations. However, determination of the equi-biaxial yield stresses and anisotropic coefficients is relatively expensive. In the method presented in this paper, using a simple technique, the constants of the yield criterion are calculated based on plane strain yield stresses in 0 and 90 degree to the rolling direction. The system of equations involving the contestants of the yield function, is solved numerically through defining an error function and minimizing it using steepest descent method. In two case studies, the constants of BBC2003 yield criterion for anisotropic sheets of aluminum alloys AA3105 and AA6061-O, were calculated using this method. Subsequently, the accuracy of predicting of axial-yield stress and anisotropic coefficient in different directions as well as the coincidence of yield surface with experimental results for BBC2003 and Hill48 yield criteria have been investigated. The results show that the proposed method has good accuracy and stability in calculating of advanced yield criterion constants and consequently the mechanical properties of anisotropic sheets in different directions. این مقاله یک روش جدید عددی-تجربی برای محاسبه‌ی ثوابت معیار تسلیم ناهمسانگرد پیشرفته‌ی BBC2003 ارائه می‌دهد. محاسبه‌ی هشت ثابت این معیار تسلیم نیازمند تعیین تجربی هشت خاصیت مکانیکی است. این خواص عبارتند از تنش تسلیم تک‌محوره در جهت 0، 45 و 90 درجه نسبت به راستای نورد، ضرایب ناهمسانگردی در این جهت‌ها و تنش تسلیم در شرایط کرنش صفحه‌ای در دو جهت 0 و 90 درجه. اما، تعیین تنش تسلیم و ضرایب ناهمسانگردی دو محوره یکسان هزینه‌ی نسبتا بالایی دارد. در روش ارایه شده در این مقاله، ثوابت معیار تسلیم با استفاده از یک شیوه‌ی ساده، بر مبنای تنش‌های تسلیم کرنش صفحه‌ای در دو جهت 0 و 90 درجه نسبت به راستای نورد، محاسبه ‌می‌شود. دستگاه معادلات ثوابت تابع تسلیم، با تشکیل تابع خطا و کمینه کردن آن با استفاده از روش شیب‌دارترین نزول به روش عددی حل می‌شود. در دو مطالعه‌ی موردی، ثوابت معیار BBC2003 برای ورق آلومینیوم از آلیاژهای AA3105 و AA6061-O با استفاده از این روش محاسبه شد. سپس، دقت پیش‌بینی تنش تسلیم تک‌محوره و ضریب ناهمسانگردی در جهت‌های مختلف و نیز قابلیت منطبق شدن سطح تسلیم با نتایج تجربی، برای دو معیار تسلیم BBC2003 و هیل48، بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که روش ارائه شده دارای دقت و ثبات مطلوب در محاسبه‌ی ثوابت معیار تسلیم پیشرفته و در نتیجه پیش بینی خواص مکانیکی ورق‌های ناهمسانگرد، در جهت‌های مختلف می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8850_26cd8ecadce0d4efd6cc8a8725cbd1f8.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Identification of a nonlinear model for elements of a test rig of quarter car suspension system شناسایی مدل غیرخطی برای عناصر دستگاه آزمایش یک چهارم سیستم تعلیق خودرو 136 142 8851 FA محمد مهدی سلمانی آرانی دانش اموخته کارشناسی ارشدـ دانشکده مهندسی مکانیکـ دانشگاه صنعتی سهند مهدی میرزایی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز احمد اکبری الوانق استادیار دانشکده مهندسی برقـ دانشگاه صنعتی سهند سجاد آقاسی‌زاده شعرباف دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند Journal Article 1970 01 01 In this paper, a novel test rig for a quarter car suspension system of Samand with McPherson mechanism is fabricated and its elasto-damping elements are dynamically identified. The inputs of test rig are road roughness and its acceleration and the outputs are sprung mass acceleration, un-sprung mass acceleration, suspension deflection, and tire deflection which are recorded by sensors. The test rig of suspension system includes McPherson mechanism with nonlinear spring and damper. This system is categorized as a multi-input-multi-output (MIMO) identified system. The nonlinear least squares iterative method, as a gray-box identification method, is used for finding the elasto-damping coefficients of tire and suspension elements. In this method, a nonlinear mathematical model is considered for the system and its parameters are calculated using the test rig data. The Levenberg–Marquardt algorithm (LMA) is used to solve the non-linear least squares problem. The outputs of the identified nonlinear model are compared with the measured experimental data. As a result, the test rig outputs are followed by the outputs of the identified model with acceptable errors. The compared results indicate a good performance of the proposed model to estimate the behavior of the nonlinear suspension elements. در این مقاله به شناسایی عناصر دستگاه جدید آزمایش ساخته شده برای سیستم تعلیق یک چهارم خودروی سمند با مکانیزم مک‌فرسون پرداخته شده است. ورودی‌های این دستگاه شامل جابجائی (ناهمواری) جاده و شتاب آن می‌باشد و خروجی‌های آن شامل شتاب جرم معلق، شتاب جرم غیرمعلق، جابجایی تعلیق و فشردگی تایر هستند که توسط سنسورها ثبت می‌شوند. دستگاه آزمایش سیستم تعلیق دارای مکانیزم مک‌فرسون با فنر و میراگر غیرخطی بوده و از نظر شناسایی یک مدل چند ورودی-چند خروجی محسوب می‌شود. برای یافتن ضرایب فنریت و میرایی تایر و سیستم تعلیق از روش تکراری حداقل مربعات غیرخطی به عنوان یک روش شناسایی جعبه خاکستری استفاده شده است. در این روش مدل ریاضی یک چهارم غیرخطی برای دستگاه آزمایش در نظر گرفته ‌شده و پارامترهای آن با استفاده از داده‌های دستگاه آزمایش شناسایی می‌شود. برای شناسایی پارامترهای مدل، از روش غیرخطی تکراری لونبرگ- مارکارد استفاده شده است. خروجی مدل غیرخطی شناسایی شده با خروجی دستگاه آزمایش مقایسه و صحت مدل شناسایی شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان از عملکرد خوب مدل پیشنهادی برای بیان رفتار فنر و میراگر دستگاه آزمایش یک چهارم سیستم تعلیق خودرو با مکانیزم مک‌فرسون دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8851_adb0e2c465ae2a4b7698a8901fdbb177.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental study of laser parameter effects on mechanical property of laser sintered polypropylene samples in 3D laser printers مطالعه تجربی تاثیر متغیرهای لیزر بر روی خواص مکانیکی نمونه های پلی پروپایلن سینتر شده چاپگرهای سه بعدی لیزری 143 150 8852 FA علیرضا کاریان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات مهدی مدبری فر استادیار دانشگاه اراک - پردیس سردشت - دانشکده فنی و مهندسی - گروه مهندسی مکانیک Journal Article 1970 01 01 Nowadays, laser 3D printers are one of the efficient devices for rapid prototyping process. There is vast number of studies about quality of samples in these printers. The laser sintering technique is the one of the popular method for consolidation and shaping of semi-crystalline polymer powders. In this study, we considered the role of laser parameters included laser scanning pattern, laser scanning speed and power in tensile strength and stiffness as the important factors of the mechanical property of samples which are sintered by laser in single layer procedure. Experimental samples were sintered with low power CO2 laser on Polypropylene powder with 200 micrometer grain size. Tensile strength and stiffness had been measured according to ASTM D882 standard and results were reported eventually. In this paper, main effects of factors and interactions were considered via the variance analysis under the imperative conditions that have been passed before. The regression equation was derived finally. A general full factorial method was employed as experimental design. The results show that the laser scanning pattern and laser power have most effects on tensile strength and stiffness of produced samples. The maximum value of responses, 2/9 MPa for mechanical strength and 96 N/mm for stiffness, demonstrate that the 2W power of laser with 1650mm/min of scan speed can be the proper value to obtain an optimal response when the selected pattern is No2. چاپگرهای سه‌بعدی لیزری یکی از کارآمدترین دستگاه‌های نمونه ‌سازی سریع در صنعت امروز هستند. یکی از تکنیک های مورد استفاده برای شکل دهی ماده در این دستگاها، سینترینگ پودر اولیه به کمک اشعه لیزر است.عوامل مختلفی در بهبود کیفی قطعات تولید شده به روش سینترینگ لیزری تاثیرگذار هستند. از آنجایی که عامل اصلی فرآیند و ایجاد انرژی لیزر است، لذا متغیرهای مربوط به لیزر در بهبود کیفیت محصول از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. در این مقاله اثر شاخص های مهم از قبیل توان، سرعت و الگوی اسکن لیزر بر روی استحکام کششی و سفتی نمونه‌هایی از جنس پلی پروپایلن با دانه بندی 200 میکرومتر که طی فرآیند یکسان سینترینگ لیزری تک لایه توسط لیزر گاز کربنیک توان پایین سینتر شده اند، بررسی شده است . نمونه های سینتر شده طبق استاندارد ‌ ASTM D882مورد‌ تست کشش و اندازه گیری سفتی به عنوان خروجی های آزمایش، قرار گرفتند تا اثرات شاخص های مذکور به طور مستقل و در تعامل با یکدیگر بر روی خروجی ها با استفاده از تحلیل واریانس بررسی شودو در نهایت معادله عمومی رگرسیون استخراج شده است. روش عمومی فاکتوریل برای طراحی آزمایشها در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داده اند که الگوی اسکن و توان لیزر بیشترین تاثیر را بر روی استحکام کششی و سفتی نمونه های تولید شده دارند. بیشترین مقدار استحکام کششی 9/2 مگاپاسکال و بیشترین مقدار سفتی 96 نیوتن بر میلیمتر است که با توان 2 وات لیزر و سرعت اسکن 1650 میلیمتر بر دقیقه و تحت الگوی شماره 2 حاصل شده اند. https://mme.modares.ac.ir/article_8852_6ba5bc4fe4c3f704112d0ba94020f4c2.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Flow separation and temperature control in U- shape tube by using DBD plasma actuator کنترل دما و جدایش جریان درلوله های U شکل با استفاده از محرک پلاسمایی DBD 151 161 8853 FA سهراب خانیان دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه حکیم سبزواری نیکی رضازاده عضو هیئت علمی دانشگاه حکیم سبزواری/دانشگاه حکیم سبزواری Journal Article 1970 01 01 In flows with high Reynolds inside the U-shaped tubes separation phenomenon occurs in the curvature of tubes that causing pressure loss and in conditions associate with heat transfer causes undesirable increase surface temperature in that region. Due to reduced heat transfer rate from surface to fluid temperature increase occurs that in industrial applications in addition to reduce heat transfer causes damage to surface pipes. in the present study, elimination of the separation zone through body force created by plasma actuators and because it reduce the maximum temperature occurred in this region and changes the Peclet number is simulation in this region. For this purpose, the plasma actuators 5kV, 12kV and 19kV with square voltage function inside U-shaped tube in the three streams with Reynolds 3000, 4500 and 6000 have been placed to Influence of actuators on separation control and maximum temperature occurred at this point be investigated. Calculations with using of proposed model of Suzen with time-dependent numerical procedure has been done. And results during time performance of 0 to 50 have been reported. The results shows that maximum surface temperature that occurs in the region of separation in the presence of plasma actuator near this region has a significant reduction that is due to the elimination and change separation region. در جریان‌های با رینولدز بالا داخل لوله‌های U شکل پدیده‌ی جدایش در قسمت انحنای لوله‌ها رخ می‌دهد که موجب افت فشار و در حالت‌های همراه با انتقال حرارت موجب افزایش نامطلوب دمای سطح در آن ناحیه می‌شود این افزایش دما به علت کاهش نرخ انتقال حرارت از سطح به سیال روی می‌دهد که در کاربردهای صنعتی علاوه بر کاهش انتقال حرارت موجب تخریب سطح لوله‌ها می‌گردد. در کار حاضر حذف شدن ناحیه‌ی جدایش به وسیله‌ی نیروی حجمی ایجاد شده توسط محرک‌های پلاسمایی و به واسطه‌ی آن کاهش ماکزیمم دمای رخ داده در این ناحیه و همچنین تغییرات عدد پکلت مورد شبیه‌سازی قرار گرفته است. برای این منظور محرک‌های پلاسمایی kV5, kV12و kV19 با تابع ولتاژ مربعی داخل لوله‌ی U شکل در سه جریان با رینولدزهای 3000،‌‌ 4500و 6000 قرار داده شده‌اند تا میزان تاثیر عملگر بر روی کنترل جدایش و ماکزیمم دمای رخ داده در این نقطه بررسی شود. محاسبات با استفاده از مدل پیشنهادی سوزن با روش حل عددی به صورت وابسته به زمان انجام شده است و نتایج در طول زمان عملکردی 0تا50 گزارش شده است. نتایج نشان می‌دهد ماکزیمم دمای سطح که در ناحیه‌ی جدایش رخ می‌دهد در حضور عملگرهای پلاسمایی نزدیک این منطقه کاهش قابل توجهی دارد که به علت حذف و تغییر منطقه جدایش می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8853_84ca205fe6bc691c41c3bfe5a2820a15.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Exact stable regions in the parameter space of machine tool chatter تحلیل دقیق پدیده چتر ماشین ابزار در فضای پارامترهای سیستم 162 168 8854 FA رضا حسن زاده قاسمی عضو هیات علمی- گروه مهندسی مکانیک-دانشگاه حکیم سبزواری علی غفاری عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 1970 01 01 One of the most common problems that occur during machining is Machine tool chatter, which adversely affects surface finish, dimensional accuracy, tool life and machine life. Machine tool chatter can be modeled as a linear time invariant differential equation with time delay or delay differential equation. Infinite dimensional nature of delay differential equations is apparent in the study of time delay systems. The analytical stability methods are thus more difficult for these differential equations and approximate methods do not give accurate results. In this paper, a new method is developed to determine the exact stable region(s) in the parameter space of machine tool chatter. In this method, first, the bifurcation points are determined. Then, the Lambert function is used to decide on the stability characteristics of each particular region. The advantages of this method are simple implementation and applicability to high order linear time delay systems. By resulting stability regions from this method, we can choose an optimal spindle speed to suppress the chatter. The new approach is the most acceptable method with comparison to traditional graphical, computational and approximate methods due to excellent accuracy and other advantages. یکی از معمول‌ترین مشکلاتی که در حین عملیات ماشینکاری اتفاق می‌افتد پدیده چتر ماشین ابزار است که تاثیرات بدی روی کیفیت سطح، دقت ابعادی، عمر ابزار و عمر دستگاه می‌گذارد. معادلات ریاضی حاصل از مدلسازی پدیده چتر را میتوان به شکل معادلات دیفرانسیل تاخیری خطی بیان کرد. وجود ترم تاخیر در معادلات دیفرانسیل، تحلیل را پیچیده و مشکل می‌کند. معادله مشخصه این نوع معادلات دارای بینهایت ریشه میباشد؛ در نتیجه روشهای تحلیلی بررسی این مدلهای ریاضیاتی بسیار پیچیده بوده و از طرفی روشهای تقریبی از دقت مناسب برخوردار نیستند. در این مقاله از یک روش جدید برای تعیین نواحی دقیق پایداری در فضای پارامترهای سیستم چتر ماشین ابزار استفاده می‌شود. در این روش ابتدا نقاط انشقاق تعیین میشود و سپس به کمک تابع لمبرت نواحی پایدار چتر تعیین میشود. مزیت این روش سادگی اجرای آن و نیز قابلیت استفاده در سیستم‌های با تاخیر زمانی خطی مرتبه بالا می‌باشد. به کمک این روش و رسم نواحی پایداری برای این سیستم می‌توان سرعت مناسب دستگاه تراش برای جلوگیری از چتر را انتخاب کرد. این روش جدید در مقایسه با روشهای گرافیکی، محاسباتی و تقریبی از دقت بالایی برخوردار است. https://mme.modares.ac.ir/article_8854_bd6fd20524553da5f0504d31e4134500.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental and numerical study on stress peen forming of aluminum alloy metal sheets مطالعه‌ی تجربی و عددی فرایند شکل‌دهی پینی تنشی ورق‌های فلزی آلیاژ آلومینیوم 169 180 8855 FA ناصر دبیری دانشگاه شاهرود سید هادی قادری عضو هیات علمی/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود مهدی گردویی دانشگاه شاهرود Journal Article 1970 01 01 As an effective forming method in aeronautical industries, peen forming is derived from shot peening process. Major application of this process is for production large thin components with gentle curvature such as aircraft panels and wing skins. This process can be divided into two categories; peen forming without elastic pre-strain (conventional peen forming) and with elastic pre-strain (stress peen forming). In this research, numerical and experimental study of shot peening, peen forming and stress peen forming of aluminum alloy sheets were conducted. In order to perform experimental tests, steel shots with 0.4 mm and 0.6 mm diameter and aluminum alloys Al 6061-T6 strips were used. For applying elastic pre-strain, fixtures with four pre-bending radii ∞, 500 mm, 375 mm and 250 mm were designed and manufactured. In numerical section, using same parameters as applied in experiments, first by using a 3D model with random distribution of shots, shot peening process was simulated and created stresses in sheet ( induced and residual stresses), were obtained. Next by using this model and in a three step procedure, peen forming and stress peen forming processes were simulated. The results showed that applying pre-strain is very effective in distribution of stress profile inside the sheet metal and thus in the final deformation of it. Accordingly, in compared with conventional peen forming, stress peen forming produces larger curvatures in the sheet metal. Furthermore, with increasing pre-bending moment (decreasing pre-bending radius), the resultant curvature in the sheet in the direction of the applied pre-bending, increases. شکل‌دهی پینی به‌عنوان یک روش شکل‌دهی موثر در صنایع هوایی، از فرایند ساچمهزنی مشتق شده است. کاربرد عمدهی آن جهت تولید قطعات نازک بزرگ با انحناهای ملایم از جمله پنلها و پوستهی بال هواپیماها میباشد. این فرایند به دو دستهی شکل‌دهی پینی بدون پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی رایج) و با پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی تنشی) قابل تقسیم است. در این پژوهش، مطالعهی عددی و تجربی فرایندهای ساچمهزنی و شکل‌دهی پینی با و بدون پیشکرنش کشسان ورقهای آلیاژ آلومینیمی انجام گرفت. جهت انجام آزمایشهای تجربی، از ساچمههای فولادی با قطرهای mm 4/0 و mm 6/0 و نوارهایی از جنس آلیاژ آلومینیم 6T-6061Al استفاده شد. برای اعمال پیشکرنش کشسان، قیدهایی با چهار شعاع پیشخمش متفاوت ∞، mm 500، mm 375 و mm 250 طراحی و ساخته شدند. در بخش عددی با بهکار بردن پارامترهای مشابه با آزمایشها، ابتدا با استفاده از یک مدل سهبعدی با توزیع تصادفی ساچمه، فرایند ساچمهزنی شبیهسازی و تنشهای ایجاد شده در ورق (تنشهای اعمالی و پسماند) بهدست آمد. در ادامه با استفاده از این مدل و طی روندی سه مرحله‌ای، فرایندهای شکل‌دهی پینی و شکل‌دهی پینی تنشی شبیهسازی شدند. نتایج نشان داد که اعمال پیشکرنش در توزیع پروفیل تنش درون ورق و در نتیجه در تغییر شکل نهایی آن بسیار تأثیرگذار است. بر همین اساس، شکل‌دهی پینی تنشی در مقایسه با شکل‌دهی پینی رایج انحنای بزرگتری در ورق ایجاد می‌کند. همچنین با افزایش ممان پیشخمش (کاهش شعاع پیشخمش)، انحنای ایجاد شده در جهت اعمال پیشخمش، افزایش مییابد. https://mme.modares.ac.ir/article_8855_4990974d150d0de5e6e15a1454fe6b0f.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Effect of cut twisted tape and Al2O3 nanofluid on heat transfer of double tube heat exchanger بررسی تاثیر نوار مارپیچ برش خورده و نانوسیال آلومینا بر انتقال حرارت در مبدل حرارتی دولوله‌ای 181 190 8856 FA سمیرا خانجانی کارشناسی ارشد/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند اکرم توکلی هیات علمی دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی داوود جلالی وحید هیات علمی/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند میثم نظری کارشناسی ارشد/دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند Journal Article 1970 01 01 In this study, forced convective heat transfer characteristics of /water nanofluid flowing through a double pipe heat exchanger with plain twisted tape and cut twisted tape inserts is investigated experimentally to reveal the effect of cut twisted tape and nanofluid concentration on heat transfer. Experiments are conducted in a turbulent flow regime with Re number ranging from 4000-34000 and in the particle volume concentration range of 0<φ<0.1%.The results of thermal studies showed enhancement of convective heat transfer with nanofluids compared with flow of water. Also it was found that in higher Reynolds numbers the nanofluid has better heat transfer capability. The effects of twisted tape with and without cuts on edges on heat transfer coefficient and rate were investigated. It was found that the twisted tape with cut edges could enhance heat transfer rate better than twisted tape without cut edges. The pressure drop was investigated for flow of nanofluid and water. The results showed that there is a little difference between pressure drops in these cases. Friction factor and pressure drop in tube with plain twisted tape and cut twisted tape inserts are increased due to increasing flow resistance and contact surface between fluid and flow passage. در مطالعه حاضر انتقال حرارت جابجایی اجباری آب و نانوسیال آلومینا در یک مبدل حرارتی دولوله‌ای مجهز به نوار مارپیچ معمولی و نوار مارپیچ برش خورده، بصورت تجربی بررسی شده و تاثیر غلظت نانوسیال و حضور نوارمارپیچ معمولی و برش خورده بر انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته‌است. آزمایشات در رژیم جریان مغشوش در محدوده عدد رینولدز 4000 تا 34000 انجام شده و غلظت نانوسیال مورد استفاده 025/0، 05/0 و 1/0 درصد حجمی می‌باشد. نتایج مطالعات حرارتی حاکی از افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی نانوسیال نسبت به سیال پایه می‌باشد. افزایش غلظت نانوسیال به‌صورت کلی باعث بهبود انتقال حرارت شده‌است. همچنین تاثیر استفاده از نانوسیال در اعداد رینولدز بالا بیشتر می‌باشد. استفاده از لوله حاوی نوار مارپیچ برش خورده و نانوسیال، نسبت به لوله خالی و لوله با نوار مارپیچ معمولی و سیال پایه، موجب افزایش انتقال حرارت و عدد ناسلت شده‌است. بررسی افت فشار سیستم نشان داد که نانوسیال مورد استفاده با غلظت‌های ذکر شده باعث افزایش اندکی در افت فشار شده که قابل صرف نظر کردن می‌باشد. اما نوارهای مارپیچ داخل لوله به علت ایجاد مقاومت و افزایش سطح تماس، باعث افزایش افت فشار سیستم شده و ضریب اصطکاک را نیز افزایش می‌دهند. https://mme.modares.ac.ir/article_8856_8e5e15c4e6d09c8333a17843461041a9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Investigating reservoir's initial oil saturation on performance of in-situ combustion recovery method using numerical simulation بررسی تاثیر اشباع اولیه‌ی نفت مخزن در عملکرد روش برداشت احتراق درجا با استفاده از شبیه سازی عددی 191 202 8857 FA سیروس سرمستی دانشگاه تربیت مدرس کیومرث مظاهری استاد دانشگاه تربیت مدرس Journal Article 1970 01 01 In-Situ Combustion (ISC) is one of thermal heavy oil recovery methods in which the heat required to displace crude oil is generated by combustion of a small fraction of oil inside the reservoir. Because of presence of several processes such as combustion, phase change and reservoir fluids thermal expansion, in-situ combustion is regarded as a very complicated recovery method. In the present work, aiming acquiring a better understanding of ISC physics, the oil in place volume (expressing in terms of oil saturation) effects on performance of ISC is numerically investigated in 1D. In order to increase the model accuracy, a semianalytical model is used to account for heat loss to overburden and underburden. The numerical results show in reservoirs with high initial oil saturation, the mobilized oil is deposited in region near to production well during first days of ISC operation. Consequently, relative permeability of porous reservoir for gas phase considerably decreases. Moreover, combustion front propagation velocity reduces and the reservoir pressure significantly increases in the region upstream of the combustion front. As a result of the front velocity decrease, oil recovery rate decreases. Furthermore, if the pressure increasing is not considered in designing the air injection system, the air injection rate will be decreased and can lead to combustion front quenching. The results also show ignoring heat loss from the reservoir will lead to incorrect prediction of pore blockage. روش احتراق درجا یکی از روشهای گرمایی برداشت نفت سنگین می‌باشد که در آن گرمای لازم برای جابجایی نفت خام، با سوزاندن کسری از نفت مخزن متخلخل تامین می‌شود. به دلیل حضور همزمان پدیده‌های مختلف مانند احتراق، تغییر فاز و انبساط گرمایی سیالات مخزن، احتراق درجا یک روش برداشت بسیار پیچیده می‌باشد. در نتیجه علی‌رغم مزیت‌های بالقوه‌ی این روش نسبت به سایر روش‌های گرمایی، کاربرد آن محدود می باشد. در کار حاضر جهت کسب شناخت بیشتر از این فرایند، تاثیر حجم نفت اولیه‌ی مخزن (که با متغیر اشباع بیان می‌شود) بر عملکرد روش احتراق درجا با استفاده از شبیه‌سازی عددی یک بعدی بررسی شده است. جهت افزایش دقت مدل، مقدار اتلاف گرما از مخزن نفت به محیط پیرامون بالا و پایین آن توسط یک مدل شبه‌تحلیلی محاسبه‌ شده است. نتایج نشان می‌دهند در صورت زیاد بودن اشباع نفت اولیه‌ی مخزن، نفت جابجا شده در روزهای ابتدایی فرایند در ناحیه‌ی مجاور به چاه برداشت انباشت خواهد شد. در نتیجه نفوذپذیری محیط متخلخل نسبت به فاز گاز به شدت کاهش می‌یابد. همچنین سرعت جبهه‌ی احتراقی کاهش و فشار در بالادست جبهه‌ی احتراقی افزایش خواهد یافت. کاهش سرعت جبهه موجب کاهش نرخ برداشت نفت می‌شود. علاوه بر این، در صورت عدم لحاظ کردن افزایش فشار مخزن در طراحی سیستم تزریق هوا، این افزایش منجر به کاهش نرخ تحویل هوا به سمت جبهه‌ی احتراقی شده و ممکن است سبب خاموشی جبهه احتراقی شود. همچنین نتایج نشان می‌دهند که عدم در نظر گرفتن اتلاف گرما از مخزن منجر به پیش‌بینی نادرست پدیده‌ی انسداد خواهد شد. https://mme.modares.ac.ir/article_8857_2b16a44bb65751bb0ebe5d8b42644bc4.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Improvement of Vertical Axis Wind Turbine Performance Using Different J-shaped Profiles بهبود عملکرد توربین بادی عمود محور با استفاده از تغییر مقاطع J شکل 203 214 8858 FA مهدی زمانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد محمد جواد مغربی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 In this study, the self-starting of a Darrieus vertical axis wind turbines (VAWT) is enhanced using a J-Shaped airfoil profile. The paper investigated the performance of VAWT with the J-shaped blades. Since the J-shaped blades utilize the lift and drag forces simultaneously, the turbine performance at low tip speed ratios (TSRs) enhances. Thus, it is expected that using these blades improves the starting torque and output power. The main goal in this study is to find an optimum J-shaped profile acquiring the best performance of wind turbine. For this purpose, a 3kW J-Shaped straight-bladed Darrieus type VAWT is investigated numerically using OpenFOAM computational fluid dynamic package. It employs the finite volume method to solve the Navier-Stokes equations. The J-Shaped profile is designed by means of eliminating a fraction of pressure side of Du 06-W-200 airfoil. The results indicate that the performance of turbine is optimized for J-shaped profile which eliminates the pressure side of airfoil from the maximum thickness toward the trailing edge. Moreover, employing this J-Shaped profile, the wind turbine performance is intensified TSRs and self-starting of turbine is improved. در این پژوهش، عملکرد یک توربین بادی محور عمودی پره‏ مستقیم نوع داریوس با استفاده از پره‌های J شکل مورد بررسی قرار می‏ گیرد. پره‌های J شکل به دلیل بهره‌گیری هم‌زمان از نیروهای برآ و پسا در سرعت‌های باد پایین عملکرد بهتری ارائه می‌دهند، از این رو پیش‌بینی می‌شود که استفاده از این پره‌ها گشتاور راه‌اندازی توربین را تا حد قابل قبولی تقویت و توان خروجی را بهبود بخشد. هدف اصلی در این پژوهش، یافتن مقطع J شکل بهینه برای دستیابی به بهترین منحنی عملکرد توربین است. به همین منظور شبیه‏ سازی عددی روی یک توربین بادی محور عمودی با ظرفیت 3 کیلووات با پره‌های مختلف J شکل انجام شده است. این پره‌ها از مقاطع J شکل با حذف ناقص سمت فشار ایرفویل غیرمتقارن Du 06-W-200 ایجاد می‌شوند. جهت شبیه‏ سازی، از نرم‏افزار منبع‏ باز اوپن‌فوم بهره گرفته شده است. مشاهده شد که حالت بهینه برای مقاطع J شکل، با حذف سمت فشار از محل بیشینه ضخامت ایرفویل مرجع ایجاد می‌شود و بیشترین توان خروجی با استفاده از این مقطع بدست می‌آید. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از مقطع J شکل مشکل راه‌اندازی خودکار توربین را با تقویت گشتاور راه‌اندازی، به میزان قابل ملاحظه‌ای بهبود می‌بخشد. همچنین ارتعاشات و تنش‌های وارده بر مجوعه یاتاقان‌ها و محور دوران روتور با استفاده از مقطع J-شکل کاهش می‌یابد و جریان حول توربین پایدارتر می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8858_5bbf4a75e68db03be98166f8f87acd4b.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 The influence of a pair constant temperature baffles on power-law fluids natural convection in a square enclosure اثر یک جفت مانع دما ثابت بر جابجایی طبیعی سیالات غیرنیوتنی در یک محفظه مربعی 215 224 8859 FA افراسیاب رییسی عضو هیات علمی- دانشگاه شهرکرد Journal Article 1970 01 01 In this study, the natural convection heat transfer is numerically examined in a square enclosure filled with a non-Newtonia power-law fluid. Two fixed temperature baffles are mounted on the left wall of the enclosure. The left wall of the enclosure and the baffles installed on it, are at a constant temperature of T_h and the right wall of the enclosure is at a constant temperature of T_c, while its horizontal walls are thermally insulated. The governing equations for the power-law fluid flow are solved with the numerical finite difference method based on the control volume formulation and SIMPLE algorithm. The study investigates the effects of relevant parameters such as the Rayleigh number (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^6), the power-law index (0.8≤n≤1.4), the baffles length (0≤B≤0.5) and the baffles distance from each other (0.1≤D≤0.8) on flow and temperature fields and the rate of heat transfer. The results show that an increase in Rayleigh number, particularly when n در این تحقیق، انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک محفظه مربعی پر شده از سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی با وجود یک جفت مانع دما ثابت که به صورت افقی بر روی دیوار عمودی محفظه نصب شده‌اند، بررسی شده است. دیوار سمت چپ به همراه مانع‌های نصب شده بر روی آن در دمای ثابت T_h و دیوار سمت راست در دمای ثابت T_c قرار دارند. دیوارهای افقی محفظه عایق شده‌اند. معادلات حاکم برای سیال غیر نیوتنی مدل تابع نمایی به روش تفاضل محدود بر مبنای حجم کنترل جبری شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل به طور هم‌زمان حل شده‌اند. تاثیر پارامترهای مربوطه مانند عدد رایلی 〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^6، شاخص تابع نمایی0.8≤n≤1.4، طول مانع‌ها0≤B≤0.5 و فاصله‌ی مانع‌ها از یکدیگر 0.1≤D≤0.8 بر روی میدان‌های جریان و دما و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش عدد رایلی، به ویژه برای مقادیر n<1، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود و استفاده از سیالات غیر نیوتنی رقیق برشی، مخصوصا در اعداد رایلی بالا نیز عملکرد حرارتی محفظه را بهبود می‌بخشد. نتایج همچنین نشان می‌دهند که طول مانع‌ها و فاصله آنها از یکدیگر، بسته به مقادیر عدد رایلی و شاخص تابع نمایی تاثیرات قابل توجهی بر روی میدان جریان و عملکرد حرارتی محفظه دارند. https://mme.modares.ac.ir/article_8859_ac0071f018d6ac7568394853c44cef1f.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental analysis of mechanical properties of polypropylene in presence of graphene nano plates and polyolfine elastomer in different manufacturing times تحلیل تجربی خواص مکانیکی پلی‌پروپیلن در حضور نانو صفحات گرافن و پلی‌اولفین الاستومر در زمان‌های ساخت متفاوت 225 232 8860 FA فرامرز آشنای قاسمی دانشیار دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی، دانشکده مهندسی مکانیک اسماعیل قاسمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی مهدی بصیری دانشگاه شهید رجائی Journal Article 1970 01 01 Abstract- In this study, effect of adding graphene and poly olefin elastomer (POE) in polypropylene matrix, in various mix time were studied. Method of fabrication samples were melt-blending samples with 0, 2, and 4 %wt of graphene, 0, 15, and 30 %wt of POE and 8,12, and 16 minute mixing time were used. For a better analysis of mechanical properties, tensile and impact tests and DSC, SEM analyses were employed. Results of tensile tests indicated that adding of POE caused reduction of elastic modulus, reduction of tensile strength, good improvement of impact strength and poor improvement of elongation. While presence of graphene caused a good improvement of modulus, without meaningful effect on tensile strength, reduction of elongation and poor improvement of impact strength. DSC analysis of samples showed that graphene and POE has no visible effect on degree of crystallinity but graphen cause temperature of crystallinity increased. SEM observations showed that byincreasing of mixing time an improvehappens on dispersion of grapheme.A reduction in size of POE particles in blending of course agglomerations of grapheme in all samples were showed that for the method of fabrication , surface area of graphene and percents of graphene in samples was not unexpected. در این تحقیق اثر نانو صفحات گرافن و پلی‌اولفین الاستومر در زمینه پلی‌پروپیلن بر خواص مکانیکی در زمان‌های اختلاط متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. روش ساخت نمونه‌ها اختلاط مذاب بود و نمونه‌هایی با 0، 2 و 4 درصد وزنی گرافن، 0، 15 و 30 درصد وزنی الاستومر و زمان اختلاط 8، 12 و 16 دقیقه مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی بهتر خواص مکانیکی آزمایش کشش و ضربه و آنالیز حرارتی DSC و ریزنگار SEM بکار گرفته شد. نتایج حاصل از آزمایش کشش نشان داد که الاستومر موجب کاهش مدول یانگ و استحکام نهایی و افزایش کرنش شکست می‌شود. در حالی‌که افزایش درصد گرافن باعث افزایش مدول و کاهش کرنش شکست شد و اثر قابل توجهی بر استحکام نهایی نداشت. آزمایش ضربه نشان داد که حضور گرافن اثر اندکی بر استحکام ضربه دارد اما الاستومر باعث بهبود چشمگیر استحکام ضربه می‌شود. آنالیز حرارتی نمونه‌ها نشان داد که افزودن گرافن و پلی‌اولفین الاستومر اثر قابل توجهی بر درجه بلورینگی پلی‌پروپیلن ندارند اما گرافن باعث بالا رفتن دمای بلورینگی می‌شود. تصاویر ریزنگار میکروسکوپ الکترونی نشان داد که افزایش زمان اختلاط سبب بهبود پراکندگی گرافن و کاهش اندازه‌ی ذرات الاستومر می‌شود. البته پدیده کلوخه‌شدن گرافن در نمونه‌های شامل گرافن مشاهده شد که با توجه به سطح بسیار بالای گرافن ، روش ساختن نمونه‌ها و درصدهای گرافن در نمونه‌ها دور از انتظار نبود. https://mme.modares.ac.ir/article_8860_22bb543b251c39ccdad8063d486987bb.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Fault Diagnosis and Classification of Deep Groove Ball Bearings using Wavelet Transform and Adaptive Neuro-Fuzzy System تشخیص و دسته‌بندی عیوب یاتاقان‌های شیار عمیق ساچمه‌ای با استفاده از تبدیل موجک و سیستم عصبی-فازی تطبیقی 233 241 8861 FA یاسمن واقعی دانشجوی دکتری/ دانشگاه فردوسی مشهد انوشیروان فرشیدیان فر عضو هیات علمی/دانشگاه مشهد Journal Article 1970 01 01 Today, fast and accurate fault detection is one of the major concerns in the industry. Although many advanced algorithms have been implemented in the past decade for this purpose, they were very complicated or did not provide the desired results. Hence, in this paper, we have proposed an emerging method for deep groove ball bearing fault diagnosis and classification. In the first step, the vibration test signals, related to the normal and faulty bearings have been used for both of the drive-end and fan-end bearings of an electrical motor. After that, we have employed the one dimensional Meyer wavelet transform for signal processing in the frequency domain. Hence, the unique coefficients for each kind of fault were extracted and directed to the adaptive neuro-fuzzy system for fault classification. The intelligent adaptive neuro-fuzzy system was adopted to enhance the fault classification performance due to its flexibility and ability in dealing with uncertainty and robustness to noise. This system classifies the input data to the faults in the race or the balls of each of the fan-end and the drive-end bearings with specific fault diameters. In the final part of this study, the new experimental signals were processed in order to verify the results of the proposed method. The results reveal that this method has more accuracy and better classification performance in comparison with other methods, proposed in the literature. امروزه، تشخیص دقیق و سریع عیب، یکی از مسائل اساسی در صنعت می‌باشد. به‌همین دلیل، تاکنون، الگوریتم‌های پیشرفته‌ی بسیاری بدین ‌منظور به‌کار گرفته شده‌اند که اکثرا دارای پیچیدگی بسیاری بوده و یا نتایج مطلوبی را درپی نداشتند. پژوهش حاضر، روشی نوین جهت تشخیص عیب یاتاقان‌های موتورهای الکتریکی صنعتی و دسته‌بندی آن‌ها براساس قطر عیب و محل آن ارائه می‌نماید. در بخش ابتدایی، سیگنال ارتعاشی مرتبط با عیوب مختلف به‌صورت آزمایشگاهی برای دو یاتاقان ساچمه‌ای شیار عمیق استاندارد متصل به سمت شفت گردنده و سمت محرک در حالت‌های معیوب و سالم استفاده شده و سپس، در بخش دوم، به‌دلیل وجود نویز بالا در سیستم، از تبدیل موجک ساده‌ی تک‌بعدی میر جهت تحلیل سیگنال در حوزه‌ی فرکانس و زمان استفاده شده و در نتیجه ضرایب حاصل از تبدیل موجک منحصر به هر سیگنال استخراج گردیده است. در قدم بعدی، این ضرایب به بخش سوم، که یک سیستم عصبی-فازی تطبیقی است، جهت دسته‌بندی نوع عیب، داده شده و تفکیک‌پذیری بر اساس میزان عیب موجود در شیار و یا ساچمه انجام گرفته است. در این بخش، قابلیت‌های اصلی سیستم فازی و شبکه‌ی عصبی، یعنی مقابله با عدم قطعیت و انعطاف‌پذیری، به‌منظور افزایش میزان دقت و مقابله با نویز در امر عیب‌یابی ترکیب شده است. بخش چهارم این پژوهش نیز به بررسی عملکرد سیستم با تحلیل سیگنال‌های جدید آزمایشگاهی و درنهایت مقایسه‌ی این نتایج با کارهای پیشین اختصاص یافته است. نتایج حاصل، حاکی از دقت بالا و قابلیت‌ تفکیک و دسته‌بندی بهتر روش ارائه شده می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8861_b4b758962f17808746e9bb832a6fa4b8.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 An Analytical Investigation into the Effect of G‌T‌N Model Parameters on the Forming Limit Diagram of Sheet Metals بررسی تحلیلی اثر پارامترهای مدل‌ GTN ‌بر روی نمودار حد شکل‌دهی ورق های فلزی 242 252 8862 FA میر عماد حسینی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل سید جمال حسینی پور دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل محمد بخشی جویباری دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل Journal Article 1970 01 01 A Forming Limit Diagram (FLD) is a graph which depicts the major strains versus values of the minor strains at the onset of localized necking. Experimental determination of a FLD is usually very time consuming and requires special equipment. Many analytical and numerical models have been developed to overcome these difficulties. The Gurson- Tvergaard- Needlemann (GTN) damage model is a micromechanical model for ductile fracture. This model describes the damage evolution in the microstructure with physical equations, so that crack initiation due to mechanical loading can be predicted. In this work by using the GTN damage model, a failure criterion based on void evolution was examined. The aim is to derive constitutive equations from Gurson's plastic potential function in order to predict the plastic deformation and failure of sheet metals. These equations have been solved by analytical approach. The Forming Limit Diagrams of some alloys which studied in the literatures have been predicted using MATLAB software. The results of analytical approach have been compared with experimental and numerical results of some other researchers and showed good agreement. The effects of GTN model parameters including 〖 f〗_0 〖,f〗_C 〖,f〗_N,f_f , as well as anisotropy coefficient and strain hardening exponent on the FLD and the growth procedure of void volume fraction have been investigated analytically. منحنی حد شکل‌دهی، نموداری است که مقادیر کرنش‌های اصلی بزرگتر 1 را درمقابل مقادیر کرنش‌های اصلی کوچکتر 2 در لحظه وقوع گلویی موضعی ترسیم می‌نماید. تعیین تجربی منحنی حد شکل‌دهی معمولا فرآیند بسیار وقت‌گیر و پر هزینه‌ای است و نیاز به تجهیزات خاص دارد. از این رو، مدل‌های تحلیلی و عددی زیادی برای تعیین آن توسعه یافته اند. مدل گارسون- تورگارد- نیدلمن (GTN) یک مدل میکرومکانیکی برای پیش بینی و تشریح رفتار شکست نرم می‌باشد. این مدل رفتار رشد و تکامل حفره در ریز ساختار را توسط معادلات فیزیکی تشریح می‌نماید. در این پژوهش روابط و معادلات ساختاری حاکم بر تغییر شکل پلاستیک با استفاده از تابع پتانسیل پلاستیک گارسون و معیار رشد و تکامل حفره GTN جهت پیش بینی پارگی و شکست ورق‌های فلزی استخراج شده است. این روابط به صورت تحلیلی مورد حل قرار گرفتند. منحنی‌های حد شکل‌دهی مربوط به آلیاژهای مورد مطالعه سایر پژوهشگران به صورت تحلیلی با بکارگیری نرم افزار متلب پیش بینی و تعیین گردید. نتایج حاصل از روش تحلیلی با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگران مقایسه گردیده و مطابقت خوبی را با یکدیگر نشان دادند. در ادامه اثر پارامترهای مدل GTN شامل مقادیر 〖، f〗_0 〖,f〗_C 〖,f〗_N,f_f و همچنین ضریب ناهمسانگردی و نمای کرنش سختی بر روی منحنی حد شکل‌دهی و روند رشد کسر حجمی حفره به روش تحلیلی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. https://mme.modares.ac.ir/article_8862_eca336bc46296c1aced239fbfb803b5c.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Combine lattice Boltzmann and Finite Volume methods for simulating blood flow and LDL concentration in vessel استفاده از روش ترکیبی شبکه بولتزمن و حجم محدود برای شبیه‌سازی جریان خون و انتقال جرم ذرات ال‌دی‌ال در رگ 253 262 8863 FA مینا علاف زاده دانشجوی دکترا دانشگاه صنعتی اصفهان اعظم ترابی دانشجوی ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان ابراهیم شیرانی استاد-موسسه آموزش عالی صنعتی فولاد مهدی نیلی احمد آبادی استادیار دانشگاه صنعتی اصفهان Journal Article 1970 01 01 The purpose of this paper is to investigate theLow-Density Lipoproteins (LDL) mass transfer in vessel walls using the Lattice Boltzmann Method (LBM). High Schmidt number of LDL leads to numerical instability of LBM.In order to solve this problem, LBM and finite volume method (FVM) are combined.In this hybrid method, the blood velocity field is solved by LBM using the single relaxation time, SRT, model and FVM has been used for LDL concentration equation. LBM is able to simulate flow and mass transfer for the Schmidt number, Sc, up to 3000 only if the time consuming multi relaxation time is used. However, the purposed hybrid method suggested in this article can be used to solve the problem for Sc as high as 107. Good agreement between our results obtained from the hybrid simulation and the available results in the literature and noticeable decrease in CPU time compared with when the LBM is used for both flow and mass transfer, indicates the ability of the hybrid method.Finally, the hybrid methodis used to simulate the mass transfer of LDL particles and investigate the effective factors for increasing the surface concentration, such as the size of LDL particles, wall suction velocity, wall shear stress, Newtonian and non-Newtonian fluids behavior and change of concentration boundary layer with various Schmidt number. هدف از این مقاله بررسی انتقال جرم لیپوپروتئین‌های‌کم‌چگال‌پلاسما در دیواره رگ با استفاده از روش شبکه بولتزمن می‌باشد. بزرگ بودن عدد اشمیت ذرات چربی، منجر به واگرایی حل در روش شبکه بولتزمن می‌شود. به منظور رفع این مشکل، شبکه بولتزمن با روش حجم محدود ترکیب شده است. در این روش ترکیبی، میدان سرعت جریان خون توسط روش شبکه بولتزمن با مدل زمان آرامش منفرد و معادله غلظت لیپیدها با استفاده از حل عددی معادله دیفرانسیلی انتقال جرم بهروش حجم محدود حل می‌شود. در روش شبکه بولتزمن برای حل مسئله انتقال جرم با عدد اشمیت در محدوده 3000-10، باید زمان آرامش چندگانه به کارگرفته شود که این خود زمان محاسبات را افزایش می‌دهد. برای اعداد اشمیت بزرگ‌تر از 3000 مدل زمان آرامش چندگانه نیز دیگر پاسخگو نیست و همگرایی حاصل نمی‌شود. ااین مقاله نشان می‌دهد روش ترکیبی اشاره شده توانایی حل مسئله انتقال جرم تا عدد اشمیت107 را دارد. تطبیق مناسب بین شبیه‌سازی انجام شده به روش ترکیبی با نتایج محققان قبلی و کاهش قابل توجه زمان حل مسئله نسبت به روش شبکه بولتزمن بیانگر عملکرد خوب روش ترکیبی در حل مسائل جریان و انتقال جرم با عدد اشمیت بالا می‌باشد. بالاخره روش ترکیبی ارائه شده برای شبیه‌سازی انتقال جرم ذرات الدی‌ال به کار گرفته می‌شود و پارامترهای مؤثربرافزایش غلظت سطحی،از جمله اندازه ذرات،سرعت مکشی روی جداره،تنش برشی دیواره،نوع سیال ازنظر رفتارنیوتنی و غیرنیوتنی و تغییرضخامت لایه‌ مرزی غلظت باتغییر عدد اشمیت بررسی می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8863_39d0a8908fbe6c18039ea8227f827023.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Modeling the forward accelerated motion of planing craft and its optimal control to minimize the time to reach final speed مدلسازی شتابگیری شناور پلنینگ در حوزه زمان و کنترل بهینه آن برای رسیدن به سرعت نهایی در حداقل زمان ممکن 263 274 8864 FA حمید مهدیقلی استادیار دانشگاه صنعتی شریف مرتضی عزیزی ینگجه دانشجوی دانشگاه شریف محمد سعید سیف استاد دانشگاه شریف Journal Article 1970 01 01 It is of crucial importance to adjust the trim angle properly during the forward acceleration of a planing craft in cases such as ‎sport ‎competitions and military missions. In these applications, the goal of trim ‎adjustment is to reach the final cruising speed as soon as ‎possible. Present study tries to answer this question: How the angles of the drive ‎system and/or a control element should be changed ‎during acceleration phase in order that the craft can reach to its final speed in the minimum possible time? This is an optimal control ‎problem with the drive and control element angles as its control variables. To solve such problem, a 3-DOF dynamic model is ‎developed ‎based on the theoretical and empirical methods. Both propeller operation and the engine are ‎taken into account for the propulsion system. ‎Then, the solution algorithm of time-optimal control problem is explained ‎according to an indirect method. Results for a planing mono-hull ‎with two different weight distributions show a similarity in trend between the optimal solution for control ‎variables and the hull ‎instantaneous trim angle. As the second case study, the solution for an aerodynamically alleviated racing catamaran is presented.‎ تنظیم درست زاویه تریم شناور پلنینگ در فاز شتابگیری برای عبور آسان از قله مقاومت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. افزون بر آن، در موارد خاصی مانند شناورهای مسابقه ای یا برخی کاربردهای نظامی، هدف رسیدن به سرعت نهایی در حداقل زمان ممکن است. این مقاله ضمن معرفی کاربرد جدیدی برای تئوری کنترل بهینه در حوزه کنترل شناورهای پلنینگ سعی دارد به این پرسش پاسخ دهد که در طول شتابگیری شناور پلنینگ زاویه اعمال شده به سیستم رانش یا یک المان کنترلی همچون تریم تب چگونه باید تغییر یابند تا زمان رسیدن به یک سرعت مشخص کمینه شود. برای پاسخ به این پرسش نیازمند یک مدل دینامیکی از شناور برای فاز شتابگیری آن هستیم. در این تحقیق چنین مدلی بر اساس روش های تئوری و تجربی موجود برای محاسبه نیروهای هیدرودینامیکی و آیرودینامیکی، سیستم رانش و المان کنترلی بر بدنه ارائه می شود. کل مجموعه سیستم رانش شامل موتور، سیستم درایو و پروانه به نحو ساده شده ای مدل شده اند. در ادامه، مسئله کنترل بهینه معرفی و نحوه حل آن توضیح داده شده است. در نهایت نتایج حل مسئله برای یک شناور پلنینگ تک بدنه و یک کاتاماران مسابقه ای ارائه شده اند. https://mme.modares.ac.ir/article_8864_7866c91c59f8bffc92a79a7cd09f9af9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 The Effect of Nonhomogeneous Parameter on Stress Intensity Factor In a Cracked Layer in Functionally Graded Material under Thermal Stresses اثر پارامتر ناهمگنی بر ضریب شدت تنش یک نوار ترک‌دار از جنس مواد تابعی ارتوتروپیک تحت تنش‌های حرارتی 275 283 8865 FA رحمت اله قاجار استاد دانشگاه خواجه نصیر- فرزین توکلی دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 1970 01 01 In this paper, the effect of nonhomogeneous parameter in orthotropic Functionally Graded Material(FGM) in a cracked layer is investigated. It is assumed that the mechanical and thermal properties of material are dependent on x-coordinate (collinear with crack surfaces) in exponential form. The problem is solved for internal and edge crack in two way, integral equations and generalized differential quadrature method. Thermal loading is in a way that temperature distribution in the layer is uniform. Because of variation in mechanical and thermal properties, stress distribution due to this loading is not uniform. In the solution of problem with integral equations method, first, thermo-elasticity problem with no cracks and then isothermal crack problem are separately solved. Afterward with these solutions, the main problem will be solved. In order to solve isothermal crack problem, after conversion and simplifying the equations in orthotropic material, Navier's equations will be solved with the Fourier. Numerical solution of the problem is the generalized differential quadrature element method that is being presented for verification of the results of the integral equations for a specific state in the diagram format. Also the effect of temperature on intensity factor with various values of nonhomogeneous parameter is investigated. در این مقاله، اثر پارامتر ناهمگنی بر ضریب شدت تنش در مواد تابعی ارتوتروپیک در نواری ترک‌دار بررسی می‌گردد. فرض می‌شود که خواص مکانیکی و حرارتی ماده وابسته به مختصه‌ی x (موازی با سطوح ترک) و تابع نمایی از x باشد. مساله برای ترک داخلی و لبه‌ای با دو روش معادلات انتگرالی و روش المان مربعات دیفرانسیلی تعمیم یافته حل می‌شود. بارگذاری حرارتی به گونه‌ای است که توزیع دما در نوار یکنواخت می‌باشد. به علت تغییر خواص مکانیکی و حرارتی، توزیع تنش حاصل از این بارگذاری، یکنواخت نمی‌باشد. در حل مساله با روش معادلات انتگرالی، ابتدا مساله ترموالاستیسیته بدون ترک و سپس مساله ترک هم‌دما به صورت جدا حل می‌شوند. با استفاده از این دو حل، مساله اصلی حل می‌شود. برای حل مساله‌ی ترک هم‌دما، پس از انجام تبدیلی روی معادلات بنیادی حاکم بر ماده ارتوتروپ و ساده سازی آن، معادلات ناویر با روش تبدیل فوریه حل می‌گردد. روش حل عددی مساله، روش المان مربعات دیفرانسیلی تعمیم‌یافته است که به منظور بررسی صحت نتایج روش معادلات انتگرالی فقط در یک حالت خاص در قالب نمودار آورده شده‌است. همچنین تاثیر دما برضریب شدت تنش به ازای مقادیر مختلف پارامتر ناهمگنی، مورد بررسی قرار می‌گیرد . https://mme.modares.ac.ir/article_8865_c89e6d59f9753e53018cf8de933c1aaa.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental investigation and fuzzy logic modelling of nanofluid solidification behavior بررسی آزمایشگاهی مشخصه های انجماد نانوسیال و مدل سازی به روش منطق فازی 284 292 8866 FA هدی اصلانی دانشجوی دانشگاه فردوسی مشهد محمد مقیمان استاد عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 1970 01 01 In this paper, the important characteristics of solidification including supercooling degree, solidification time, nucleation temperature, phase change temperature which affecting on efficiency are experimentally studied. A purposely designed experimental device was used to investigate the solidification characteristics of titania nanofluid (0.01%wt. 0.02% wt. and 0.04%wt.). The results evidently reveal that adding titania nanoparticles to Deionized water as a base fluid can reduce the time of solidification, phase change temperature and supercooling degree. By adding 0.04% wt. titania nanoparticles, the solidification time, phase change temperature and supercooling degree are reduced by 70%, 18%, 69% while nucleation temperature is enhanced by 29%. Thus, the time of solidification is more affected by adding nanoparticles than other solidification characteristics. Further, the experimental results show that nanofluid heat flux is higher than that of base fluid. Also a comparison of Fuzzy logic modelling and experimental results for liquid fraction is studied. The results reveal that the fuzzy logic modelling is a reliable and powerful technique for predicting the liquid transient fraction. From the results it is also concluded that extremely low concentration of titania have low average error. در این مقاله اثر افزودن نانوذره‌ی تیتانیا بر رفتار انجمادی نانوسیال در غلظت‌های جرمی 0.01%، 0.02% و 0.04% مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این ارتباط، شاخصه‌های مهم در انجماد شامل درجه‌ فراسرمایش، زمان انجماد، دمای تشکیل هسته و دمای تغییر فاز به روش آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده‌است. برای انجام آزمایشات از دستگاه مولد سرما برپایه‌ی سیکل تبرید تراکمی استفاده شده‌است. نتایج آزمایش نشان می‌دهد افزودن نانوذرات اثر قابل توجهی بر بهبود رفتار انجمادی سیال پایه دارد؛ به‌طور‌ی‌که مقایسه نتایج فرایند انجماد سیال پایه و نانوسیال نشان می‌دهد که حضور نانوذرات در سیال موجب کاهش قابل توجه زمان انجماد و درجه فراسرمایش و افزایش دمای تشکیل هسته‌ی سیال پایه می‌گردد. در مقایسه با آب دیونیزه، غلظت 0.04% جرمی نانوذره سبب کاهش 70% زمان انجماد، کاهش 69% در درجه‌ فراسرمایش و افزایش 29 درصدی در دمای تشکیل هسته شده است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که شار حرارتی برداشت‌شده در فرایند انجماد نانوسیال تیتانیا بیش از شار حرارتی سیال پایه‌ می‌باشد. همچنین در این تحقیق، نتایج آزمایشگاهی میزان کسر جرمی گذرای مایع در زمان انجماد در‌مقایسه‌ با نتایج بدست آمده از منطق فازی مورد بررسی قرارمی‌گیرد. براساس نتایج حاصل از مدل‌سازی، منطق فازی روش قابل اطمینان در ارائه‌ی نتایج کسر جرمی گذرای مایع در زمان‌های مختلف می‌باشد. ارزیابی دقت مدل ارائه شده در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد میانگین خطای نسبی منطق فازی در غلظت‌های ناچیز، کمتر است. https://mme.modares.ac.ir/article_8866_483101a6bc4e6c46a86222eb65fbcb6a.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Numerical study of the uniform magnetic field effect on the interaction of bubbles in a viscous liquid column مطالعه عددی اثر میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی بر اندرکنش حبابها در ستون مایع لزج 293 302 8867 FA امین حدیدی دانشجوی دکتری تخصصی تبدیل انرژی-دانشگاه صنعتی سهند تبریز داود جلالی وحید دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی سهند Journal Article 1970 01 01 The encounter between bubble pairs can be happened in the bubble flows and may result in coalescence, which is one of the most important elementary physical processes occurring in liquid columns. Sufficient knowledge of the coalescence process of two bubbles can lead to a better description of the bubbly flow’s behavior. Effects of uniform magnetic fields on the interactions and coalescence of dielectric bubbles were not studied up to now; therefore in this research, interactions and coalescence of two bubbles in a viscous stagnant liquid has been simulated numerically. Considered bubbles are spherical and fluids are stagnant, initially. Both liquid and gas phases considered being incompressible and dielectric where applied magnetic field is uniform. In the numerical simulation of the problem, the Finite Volume method was applied using the SIMPLE algorithm to discretizing the governing equations while the finite difference method was used for discretizing of the magnetic field equation. For simulating the interface of two phases, the level set method has been incorporated. The results outlined in the present study well agree with the existing experimental and numerical results. Obtained results show that applied uniform magnetic field affects shape, dynamics and also interactions and coalescence of bubble pairs. Applied magnetic field enhances coalescence between in-line rising bubbles. Therefore, the external uniform magnetic field could be used for contactless control of the coalescence process between bubbles. مواجهه جفت حباب ها در جریان های دوفازی به وفور مشاهده میشود که این مواجهه میتواند منجر به الحاق آنها شود. الحاق حبابها یکی از پدیدههای فیزیکی مهمی است که در ستونهای مایع رخ می‌دهد. توسعه دانش مربوط به الحاق دو حباب، به توصیف بهتر و درک دقیقتر جریانهای دوفازی حبابی کمک میکند. اثر میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی، تاکنون بر اندرکنش و الحاق حبابهای سیالات دی الکتریک مورد مطالعه قرار نگرفته است. از این رو در پژوهش حاضر، اثر میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت بر اندرکنش و الحاق حبابهایی که در مایع ساکن صعود میکنند، مورد مطالعه قرار گرفته است. حبابها در حالت اولیه کروی فرض شده و هر دو فاز مایع و گاز در ابتدا ساکن فرض شده اند. همچنین هر دوفاز تراکم ناپذیر و دی الکتریک فرض شده و میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده نیز یکنواخت میباشد. شبیه سازی عددی میدان جریان دوفازی و حل میدان سرعت از طریق روش حجم محدود صورت گرفته و گسسته سازی معادله مغناطیسی نیز با روش تفاضل محدود انجام شده است. برای مدلسازی مرز مشترک دوفاز نیز از الگوریتم لول ست استفاده شده است. نتایج عددی پژوهش حاضر با داده‌های تجربی و عددی محققین قبلی، توافق خوبی دارد. نتایج بدست آمده نشان میدهد که میدان مغناطیسی یکنواخت اعمال شده، شکل و دینامیک حبابها و نیز اندرکنش و الحاق آنها را تحت تاثیر قرار میدهد؛ بطوریکه میدان مغناطیسی اعمال شده سبب تسریع در الحاق عمودی حبابها میشود. از این رو، میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت می‌تواند برای کنترل الحاق حبابها مورد استفاده قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_8867_1a423f7c07a179ec243e82b0c017a034.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Hysteresis behavior investigation of magnetic shape memory alloy actuator using Generalized Prandtl-Ishlinskii and experimental validation بررسی رفتار پسماند عملگر آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی با استفاده از مدل پرنتل-ایشلینسکی تعمیم‌یافته و اعتبارسنجی تجربی آن 303 310 8868 FA اسوه جدی نیا دانشجو محمد رضا ذاکرزاده عضو هیات علمی دانشگاه تهران محمد محجوب معاون تحصیلات تکمیلی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران Journal Article 1970 01 01 Today, due to ever-increasing demand for fast and precise movements and changes, along with small-scale actuations in many engineering fields, the use and efficiency of smart materials has increased in importance. Magnetic Shape Memory Alloy (MSMA) is one of the latest smart materials having both shape memory and magnetic properties. As a matter of fact, in normal room temperatures, it has magnetic field-induced strains far more than any other smart materials such as magnetostrictive, piezoelectric or electrostrictive materials and its frequency response is greater than thermal shape memory alloy. However, on the downside, asymmetric hysteresis is a property that constrains its widespread applications. Prandtl-Ishlinskii model is one of the powerful phenomenological models for simulating asymmetric, non-linear hysteresis used to simulate smart material behavior. In the present study, MSMA hysteresis behavior simulation has been investigated through a new approach using generalized Prandtl-Ishlinskii model. After identifying the model parameters, the study compares the predicted output with the experimental results. For validation the model, using different data, model accuracy has been checked and prediction error has been compared. The experimental results have approved the capability of the model in predicting the hysteresis behavior. Thanks to invertible and simplicity potential of the generalized Prandtl-Ishlinskii model, the inverse of model can be applied as a feedforward controller for compensating the hysteresis behavior. It should also be noted that all the experimental results have been yielded through using experimental set-up. امروزه نیاز روز افزون به اعمال تغییرات و جابه‌جایی‌های سریع، دقیق و حرکات کوچک در بسیاری از زمینه‌های مهندسی، اهمیت و کارایی مواد هوشمند را بیشتر نشان می-دهد. آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی، یکی از جدیدترین مواد هوشمند است که اثر حافظه‌دار بودن و خاصیت مغناطیسی را به‌طور همزمان دارا می‌باشد. این ماده، در دمای اتاق توسط القای میدان مغناطیسی، کششی بسیار بزرگتر از مگنتواسترکتیو، پیزوسرامیک یا ماده الکترواسترکتیو دارد و فرکانس پاسخگویی آن بالاتر از آلیاژ حافظه‌دار گرمایی است ولی پسماند نامتقارن خصیصه‌ای محدودکننده برای عملکرد آن به‌شمار می‌آید. مدل پرنتل-ایشلینسکی یکی از مدل‌های پدیده‌شناسانه قدرتمند برای شبیه‌سازی پسماند نامتقارن و غیرخطی است که به‌منظور شبیه‌سازی رفتار مواد هوشمند از آن استفاده می‌شود. در این مقاله با نگرشی جدید با استفاده از مدل پرنتل-ایشلینسکی تعمیم‌یافته، به مساله شبیه‌سازی رفتار پسماندی عملگر آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی پرداخته شده‌ است. پس از شناسایی پارامترهای مدل، خروجی پیش‌بینی ‌شده با نتایج تجربی مقایسه شده ‌است. برای تعیین اعتبار، با استفاده از داده‌های متفاوت، صحت مدل بررسی گردیده و خطای پیش‌بینی مقایسه شده ‌است. نتایج تجربی بر توانایی مدل در پیش‌بینی رفتار عملگر آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی صحه می‌گذارد. به‌ دلیل قابلیت معکوس‌پذیری و سادگی مدل پرنتل-ایشلینسکی تعمیم‌یافته از این معکوس می‌توان به‌عنوان کنترل‌کننده پیشرو برای جبران رفتار پسماند غیرخطی آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی استفاده کرد. تمامی نتایج به‌صورت تجربی با استفاده از دستگاه تست تجربی ساخته شده براساس عملگر آلیاژ حافظه‌دار مغناطیسی به دست‌ آمده ‌‌است. https://mme.modares.ac.ir/article_8868_b0a7a7f42f23cdf318b7a1088083f5aa.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Investigation of the effect of electrodes position on formability and thickness distribution of sheet metals in electrohydraulic free-forming بررسی اثر موقعیت الکترودها بر روی شکل‌پذیری و توزیع ضخامت ورق‌های فلزی در روش شکل‌دهی الکتروهیدرولیک آزاد 311 318 8869 FA علی فضلی مدیر گروه مکانیک سید محمدرضا حسینی دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) Journal Article 1970 01 01 Electrohydraulic forming (EHF) is a high velocity forming process in which the electric energy stored in the capacitors are suddenly discharged between two electrodes submerged in a water-filled chamber. During the discharge, the water between the electrodes vaporizes and creates a shock wave that is transferred to the blank using the water and forms it. One of the key parameters in electrohydraulic forming is the determination of the suitable position of the electrodes. In this research the effect of electrodes position in electrohydraulic free-forming is investigated using the finite element simulation. First the experiments available in the literature is simulated using the software ABAQUS/ Explicit and compared with the experimental results which shows good agreement with. Then by changing the position of the electrodes, the effect of their position on the formability and thickness distribution of the blank is investigated. The results indicates that the forming a component is only possible in limited positions of the electrodes and there is a position for the electrodes that not only improves the sheet thickness but also decreases the possibility of the failure. شکل‌دهی الکتروهیدرولیک یک فرآیند شکل‌دهی سریع است که در آن انرژی الکتریکی ذخیره شده در خازن‌ها بین دو الکترود مستغرق در آب تخلیه می‌شود. تخلیه الکتریکی با تبخیر آب در محل تخلیه موج فشاری ایجاد می‌کند که از طریق آب به ورق منتقل شده، موجب شکل‌دهی آن می‌گردد. یکی از پارامترهای مهم در طراحی بهینه فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک تعیین محل مناسب الکترودها می‌باشد. در این تحقیق با استفاده از شبیه‌سازی المان محدود اثر موقعیت الکترودها در فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیک در حالت شکل‌دهی الکتروهیدرولیک آزاد بررسی شده است. ابتدا چند نمونه از آزمایشات تجربی موجود در مقالات، با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباکوس شبیه سازی شده، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی موجود مقایسه گردید که نشان‌دهنده توافق قابل قبول نتایج مدلسازی و نتایج تجربی می‌باشد. پس از صحه‌گذاری نتایج شبیه‌سازی، با تغییر محل الکترودها، اثر موقعیت الکترودها بر روی شکل‌پذیری قطعه و توزیع ضخامت در قطعه نهایی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که امکان شکل‌دهی قطعه تنها در موقعیت‌های محدودی از الکترودها وجود دارد و در محفظه‌ی شکل‌دهی می‌توان محلی را برای الکترودها پیدا کرد که ضمن آن که توزیع ضخامت قطعه را یکنواخت‌تر می‌کند، احتمال پارگی قطعه‌کار را نیز کاهش می‌دهد. https://mme.modares.ac.ir/article_8869_1ce3e6e3f452828e23a0c94572bef9d9.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Buckling analysis of stiffened composite cylindrical shell based on the modified smear method تحلیل کمانش پوسته‌ی مشبک کامپوزیتی بر اساس روش معادل‌سازی اصلاح شده 319 329 8870 FA علی طالع زاده لاری دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس غلامحسین رحیمی استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی Journal Article 1970 01 01 Due to high strength and stiffness-to-weight ratio of composite cylindrical shells, they are increasingly being used in different industries. Applying different types of stiffeners is one of the ways to improve the buckling resistance of these structures. In this paper new analytical method based on smear method is developed to analyze the stiffened composite shells. The main difference of this method and previous methods is on technique of combination of shell`s and stiffeners` stiffness parameters, and calculating the equivalent stiffness parameters. In the suggested method a three layered shell is designed in such a way that this shell and stiffeners have the same volume and stiffness. Putting these layers under the main layers of shell, the equivalent stiffness parameters could be calculated easily. Using the Ritz energy method the critical load of axial buckling of shell is calculated. The method is verified using finite element ABAQUS package. The results show that the proposed method has less difference from finite element`s results compare to previous methods. In addition, the effects of different parameters on buckling load and special buckling load of stiffened shell is investigated. The results show that in order to have efficient stiffened structure; there must be an adequate number of ribs and unit cells. It also shows that, although adding stiffening ribs increase the buckling load of the shell, the special buckling load does not increase necessarily. The optimum angle for helical ribs is 30 to 40 degrees respect to axis of the cylindrical shell. پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی به علت استحکام و نسبت مقاومت به وزن بالا کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. یکی از روش‌های افزایش مقاومت کمانشی این سازه‌ها تقویت آنها با انواع ریب‌های تقویت‌کننده است. در این مقاله روش تحلیلی جدیدی برای تحلیل پوسته‌‌های مشبک کامپوزیتی به شیوه معادل‌سازی ارائه شده است. تفاوت اصلی روش ارائه شده و روش‌های پیشین در نحوه ترکیب‌ کردن پارامترهای سفتی پوسته و تقویت‌کننده‌ها و محاسبه سفتی پوسته نهایی است. در این روش یک پوسته سه لایه به گونه‌ای تعیین می‌شود که حجم و سفتی آن برابر حجم و سفتی تقویت‌کننده‌ها باشد. با قرار دادن این سه لایه در کنار لایه‌های پوسته اصلی به راحتی می‌توان سفتی پوسته نهایی را محاسبه نمود سپس بار بحرانی کمانش محوری پوسته با استفاده از روش انرژی ریتز بدست آمده است. روش ارائه شده به کمک نرم‌افزار المان محدود آباکوس اعتبارسنجی شده است و بررسی نتایج نشان می‌دهد که نتایج این روش نسبت به روش‌های پیشین اختلاف کمتری با نتایج المان محدود دارد. همچنین اثر پارامترهای مختلف بر بار بحرانی و بار بحرانی ویژه پوسته مشبک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که برای اثربخش بودن فرآیند تقویت سازه، وجود تعداد حداقلی از جفت ریب‌ها و سلول‌های واحد الزامیست. ضمناً اگرچه تقویت‌ سازه به کمک ریب‌ها تقویت‌کننده می‌تواند بار بحرانی را افزایش دهد؛ اما الزاماً بار بحرانی ویژه را بهبود نمی‌بخشد. بهترین حالت برای قرارگیری ریب‌ها زاویه 30 تا 40 درجه نسبت به محور پوسته استوانه‌ای است. https://mme.modares.ac.ir/article_8870_f8a26bb636decd3a1cb482a444dad467.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Experimental Determination of Translaminar Fracture Toughness of a woven glass epoxy composite Using New Fixture تعیین تجربی چقرمگی شکست عرضی کامپوزیت شیشه اپوکسی بافت با استفاده از گیره جدید 330 338 8871 FA وحید خلیجی فارغ التحصیل مجتبی یزدانی استادیار - دانشگاه صنعتی سهند 0000-0003-4321-4263 نقدعلی چوپانی دانشیار Journal Article 1970 01 01 Cracks in composite structures are the most common damages. For example, cracks in thickness direction (translaminar fracture) would be due to inadvertent impact of the projectile with the aerospace structures. Most of studies, so far, aimed at studying the interlaminar crack propagation and emergence of the delamination phenomenon. In this paper, in an attempt to study the translaminar crack propagation of composites, test specimens were prepared in the form of butterfly from a woven glass-epoxy composite by hand layup and the autoclave process. Experimental fracture tests were performed in the first mode, mixed-mode and the pure second mode by changing the loading angle, using a specially developed fixture, based on Arcan. Load versus displacement curves were obtained. Using critical loads of the tests and the dimensionless stress intensity factors, obtained from the finite element analysis by ABAQUS software, translaminar fracture toughness of the composite was determined. As the result, it can be seen that the opening mode translaminar fracture toughness is larger than the shearing mode toughness. This means that translaminar cracked specimen is tougher in tensile loading condition and weaker in shear. Finite element analysis was performed using effective elastic properties of the glass epoxy composite obtained from a homogenized woven composite model based on micromechanics. The effect of laminate thickness on the translaminar fracture toughness behavior of the glass epoxy composite has been studied. ترک از رایج‌ترین آسیب‌ها در سازه‌های کامپوزیت است. به‌عنوان مثال ترک‌های در راستای ضخامت (شکست عرضی) می‌توانند ناشی از برخورد غیرعمدی پرتابه با سازه‌های هوافضایی باشد. در اغلب پژوهش‌های انجام شده هدف مطالعه بر روی رشد ترک در بین لایه‌ها و بوجود آمدن پدیده لایه‌لایه‌شدگی بوده است. در این پژوهش برای مطالعه رشد ترک عرضی در کامپوزیت‌ها، نمونه‌های آزمون به شکل پروانه‌ای از جنس شیشه بافته شده و اپوکسی با لایه‌گذاری دستی و فرآیند اتوکلاو تهیه شد. آزمون نمونه‌ها در سه مد اول و مرکب و دوم خالص با تغییر زاویه بارگذاری، بر پایه آزمایش آرکان و با استفاده از گیره‌ای با طراحی نوین، انجام گرفت. نمودارهای بار بحرانی بر حسب جابجایی بدست آمدند. با استفاده از بار بحرانی حاصل از آزمون و ضرایب بدون بعد شدت تنش استخراج شده از تحلیل المان محدود توسط نرم‌ افزار آباکوس، چقرمگی شکست عرضی این کامپوزیت تعیین گردید. نتایج نشان می‌دهد که ماده کامپوزیت استفاده شده در این تحقیق در شرایط بارگذاری کششی (مد یک) دارای چقرمگی عرضی بیشتری بوده و در بارگذاری‌های برشی (مد دو) ضعیف تر است. آنالیز المان محدود با استفاده از خواص الاستیک کامپوزیت شیشه اپوکسی، که از یک مدل کامپوزیت بافته‌شده همگن سازی‌شده بر اساس میکرومکانیک به‌دست‌آمد، انجام‌گرفت. اثر ضخامت بر رفتار چقرمگی شکست عرضی کامپوزیت شیشه اپوکسی بافته‌شده مطالعه ‌شد. https://mme.modares.ac.ir/article_8871_222afbe0d68c61de60374b96f1d86715.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Launch Vehicle Collaborative Robust Optimal Design with Multiobjective Aspect and uncertainties طراحی حامل فضایی به روش بهینه مشارکتی و بهینه مقاوم مشارکتی با رویکرد چند هدفی و عدم قطعیت 339 350 8872 FA مهران میرشمس هیئت علمی / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی جعفر روشنی یان هیئت علمی / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی سجاد یادگاری دهکردی آزمایشگاه تحقیقات فضایی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی علی اصغر بطالبلو دانشجو / دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 1970 01 01 Considering uncertainties in the design process is one of the most important factors to achieve reasonable and reliable results. In this article, a collaborative structure, which is a multidisciplinary design optimization, is combined with a robust design approach to design an optimum and robust launch vehicle, while considering the effects of uncertainties. First, a liquid-fuel vehicle is designed under two disciplines to send a 1200 kg mass to the 750 km orbit from the earth surface with 50.7◦ orbital inclination, using the collaborative structure. It should be said that the first discipline includes three subsystems that are engine design, geometry design and estimating the mass. Also, the second discipline includes three subsystems that are pitch program, aerodynamic calculations and trajectory simulation. Then, the optimum collaborative output is combined with the robust design in a multi-objective model to achieve the final vehicle configuration. The results show that the calculated mass of the first stage of the project using the collaborative robust design process is 3 tons heavier than the calculated mass using optimum collaborative design approach and the engines working time is increased. The overall size of the launch vehicle is increased too. The outputs of each subsystem have been evaluated and also, the overall results have been compared with another design process, i.e. MDF. This comparison shows the acceptable accuracy of the proposed approach. توجه به عدم قطعیت‌ها در روند طراحی ماهواره برها، یکی از مهم ترین فاکتورها برای دستیابی به نتایج منطقی و قابل‌اعتماد میباشد. براین اساس، برای دخالت دادن تأثیر عدم قطعیت‌ها، دو روش طراحی بهینه چندموضوعی و طراحی مقاوم ترکیب شده اند. حاصل این ترکیب، دستیابی به طرح حاملی بهینه با کمترین جرم کل و درعین‌حال، مقاوم نسبت به عدم قطعیت ها برای انجام مأموریت میباشد. در گام اول این پژوهش، به کمک ساختار بهینه مشارکتی، حاملی با پیشران مایع و با محوریت دو موضوع برای ارسال محموله 1200 کیلوگرمی به مدار دایروی 750 کیلومتری از سطح زمین و شیب مداری 50/7 درجه طراحی ‌شده است. موضوع اول سه زیرسیستم طراحی موتور، طراحی هندسه و تخمین جرم را در برمی گیرد و موضوع دوم، زیرسیستم های طراحی زاویه فراز، محاسبات آیرودینامیکی و شبیه‌سازی مسیر را شامل میشود. در ادامه، دو روش طراحی بهینه مشارکتی و طراحی مقاوم با اتخاذ رویکرد چند هدفی ترکیب شده اند تا حامل بهینه و مقاوم برای مأموریت مذکور طراحی گردد. نتایج به دست آمده نشان میدهد که جرم مرحله اول طرح ناشی از طراحی مقاوم مشارکتی نسبت به حامل طراحی شده به روش بهینه مشارکتی سه تن سنگین‌تر بوده و روی‌هم‌رفته هفت ثانیه نیز به زمان عملکرد موتورها اضافه می شود، ضمن آن‌که به لحاظ ابعادی نیز اندکی افزایش پیدا می کند. ارزیابی نتایج خروجی از هر زیرسیستم و همچنین مقایسه نتایج نهایی به دست آمده با نتایج حاصل از حامل طراحی شده برای مأموریت مذکور به روش امکان پذیری چندموضوعی، بر صحت نتایج تأکید دارد. https://mme.modares.ac.ir/article_8872_42cbf4730aeac1d645324d4818104826.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Vibration control of 6 DOF airplane landing gear using model reference and minimum variance adaptive controllers کنترل ارتعاشات ارابه فرود شش درجه آزادی یک هواپیما با روش مدل مرجع و حداقل واریانس 351 358 8873 FA عبدالمجید خشنود استادیار دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی سیامک افتخاری دانشگاه خواجه نصیر Journal Article 1970 01 01 In this paper, in order to reduce a landing gear vibration two adaptive control systems are designed considering the landing and taxi phases. For this purpose, 6 degree of freedom equations of motion of the landing gear and the related transfer functions are extracted. A reduced order model of the overall transfer functions are given as a result of complicated dynamic model. A Lyapunov based model reference adaptive control is designed to absorb the vibration of front wheel of the landing gear at touchdown. In addition, a minimum variance adaptive controller is designed and implemented on the system to reject the band level disturbances during the taxi phase. The band disturbances are modeled as a colored Gaussian noise and the system parameters as well as noise characteristics are estimated using extended least square approach. Both control systems are investigated to assess the best performance. Numerical simulations of the system in Matlab/Simulink environment show the preferences and satisfactory performances of the proposed vibration control systems. These results are calculated against various inputs including model reference adaptive control and minimum variance approaches در این مقاله دو کنترل‌کننده تطبیقی برای کاهش ارتعاشات ارابه فرود هواپیما در لحظه فرود و هنگام حرکت روی باند (تاکسی) طراحی شده است. بدین منظور ابتدا مدل دینامیکی شش درجه آزادی حاکم بر ارابه فرود و سپس تابع تبدیل بین جابه‌جایی چرخ جلو و عملگر بدست آمده است. به دلیل پیچیدگی زیاد این مدل کاهش مرتبه داده شده و با یک خطای ناچیز نسبت به مدل اولیه، تابع تبدیل جدید استخراج گردیده است. در ادامه برای جذب ارتعاشات چرخ جلو در لحظه برخورد با زمین، با کمک روش لیاپانوف یک کنترل‌کننده مدل مرجع تطبیقی طراحی شده است. همچنین یک کنترل‌کننده بهینه حداقل واریانس تطبیقی نیز برای دفع اغتشاشات سطح در هنگام حرکت روی باند فرودگاه طراحی گردیده است. اغتشاشات سطح باند به کمک یک نویز رنگی با توزیع گوسی مدل شده و به منظور اعمال این کنترل‌کننده، پارامترهای سیستم و نویز با کمک روش حداقل مربعات توسعه‌یافته بازگشتی شناسایی شده‌اند. در نهایت با کمک شبیه‌سازی در محیط نرم افزار متلب- سیمولینک ، کارایی کنترل‌کننده نسبت به ورودی‌های مختلف سنجیده شد. شبیه‌سازی‌ها نشان دهنده سرعت بالا و عملکرد مناسب کنترل‌کننده‌ها در جذب ارتعاشات در دو رژیم حرکتی هواپیما می‌باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_8873_7aaece81f2d731fbf8ee0ad3521002ac.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Modeling of hyperelastic behavior of functionally graded rubber under mechanical and thermal load مدلسازی رفتار هایپرالاستیک لاستیک های ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی و حرارتی 359 367 8874 FA یاور عنانی دانشگاه تربیت مدرس غلامحسین رحیمی استاد دانشگاه تربیت مدرس، هیأت علمی Journal Article 1970 01 01 In this paper, behavior of functionally graded rubbers with large deformation has been modeled under different loading conditions. Rubbers have been assumed incompressible hyperelastic material. In the first section of this paper, behavior of isotropic FG rubber has been investigated in uniaxial extension, equibiaxial extension and pure shear. In the second section, behavior of isotropic FG rubber is investigated in mechanical and thermal loads, simultaneously. For this purpose, multiplicative decomposition of deformation gradient tensor has been used. At last, behavior of transversely isotropic FG rubber has been investigated in uniaxial extension, equibiaxial extension and pure shear. Material properties vary continuously in different specific direction in FG hyperelastic materials. For modeling nonlinear behavior of hyperelastic materials, strain energy functions are used. Strain energy functions are function of invariants of left Cauchy-Green stretch tensor. Modification in strain energy functions required in order to use them for FG rubbers. For this purpose, material constants of strain energy functions have been assumed to vary exponentially in the axial direction of bar. Moreover, stretches in different points of the bar are considered to be function of material properties variation in the length direction. Analytical solution have been compared with experimental data and good agreement has been found between them, therefore proposed constitutive law has been modeled material behavior with a proper approximation. در این مقاله رفتار لاستیک های ناهمگن مدرج تابعی با تغییر شکل بزرگ و تحت بارگذاری های مختلف و با فرض ماده هایپرالاستیک تراکم ناپذیر مدلسازی شده است. در بخش اول، رفتار لاستیک های همسانگرد ناهمگن مدرج تابعی، تحت بارگذاری کششی تک محوره، دو محوره و برش محض مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم رفتار لاستیک های همسانگرد ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری همزمان مکانیکی و حرارتی و با استفاده از تجزیه ضربی گرادیان تغییر شکل، تحلیل شده است. در بخش سوم نیز، رفتار لاستیک های عرضی ناهمگن مدرج تابعی تحت بارگذاری مکانیکی تک محوره، دو محوره و برش محض بررسی شده است. در مواد هایپرالاستیک ناهمگن مدرج تابعی خواص مکانیکی به طور پیوسته و در راستاهای مختلف ماده تغییر می کند. برای مدل کردن رفتار غیر خطی ماده از تئوری هایپرالاستیسیته و توابع انرژی کرنشی که تابعی از ناورداهای تانسور تغییر شکل چپ کوشی- گرین هستند، استفاده گردیده است. برای اینکه بتوان توابع انرژی موجود را برای مواد ناهمگن مدرج تابعی به کار برد می بایست در آن اصلاحاتی صورت پذیرد، بنابراین تغییرات ثوابت مربوط به توابع انرژی ذکر شده نیز با توجه به ناهمگن مدرج تابعی بودن ماده به صورت نمایی و در طول میله فرض شده اند. به دلیل ناهمگن مدرج تابعی بودن ماده، تغییر طول نقاط مختلف میله بارگذاری شده نیز تابعی از تغییر خواص می باشد. نتایج تحلیلی با داده های تجربی مقایسه شده و مشخص گردیده است، توابع به کار برده شده، با تقریب بسیار خوبی رفتار ماده را توصیف می کند. https://mme.modares.ac.ir/article_8874_55063089b08df5797d3eebca7c087ed4.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Effect of using phase change materials in firefighters’ protective clothing on the thermal tolerating time تأثیر بکارگیری مواد تغییرفازدهنده در پوشش های محافظ آتش نشان ها بر زمان تاب آوری حرارتی 368 376 8875 FA سیدعلیرضا ذوالفقاری عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند 0000-0001-9917-3400 محمد فتحیان دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند محسن طالبی دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند Journal Article 1970 01 01 Under the critical thermal conditions, the human body cannot adapt itself to the environment by using physiological thermoregulatory mechanisms. Under these conditions, using the protective clothing is one of the effective ways to protect the human body against the thermal injuries. Therefore, in the present study, the effect of using Phase Change Materials (PCMs) on the performance of firefighters’ protective clothing has been numerically investigated under the critical scorching conditions. The main contribution of this study is the simultaneous modeling of a PCM based protective clothing with physical and physiological mechanisms of the human body. For this purpose, a multi-layer protective clothing with a PCM layer has been considered and its thermal performance has been investigated under scorching conditions for three different arrangements of the layers. The results show that the middle layer of protective clothing is the best position for implementing the PCM. Also, and is the best melting temperature for the mentioned PCM is about 40˚C. Moreover, the results indicate that using the PCMs in protective clothing can increase the thermal tolerating time from 300 seconds (for non-PCM protective clothing) up to 900 seconds, under the scorching conditions. در شرایط حرارتی بحرانی، بدن انسان قادر نیست تا از طریق سازوکارهای فیزیولوژیکی تنظیم حرارت خود را با محیط تطبیق دهد. در چنین شرایطی، یکی از راهکارهای مؤثر در جهت حفاظت از بدن افراد در مقابل آسیب های حرارتی، استفاده از پوشش های محافظ است. بر این اساس، در تحقیق حاضر تاثیر استفاده از مواد تغییرفازدهنده بر عملکرد پوشش های محافظ آتش نشانان تحت شرایط بحرانی گرمای سوزان به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. نوآوری اصلی این تحقیق، مدلسازی همزمان یک پوشش محافظ حاوی مواد تغییرفازدهنده به همراه سازوکارهای فیزیکی و فیزیولوژیکی بدن انسان می باشد. برای این منظور، یک پوشش محافظ چند لایه شامل یک لایه ماده تغییرفازدهنده در نظر گرفته شده و عملکرد حرارتی آن تحت شرایط گرمای سوزان به ازای سه آرایش مختلف برای چینش لایه های لباس بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که بهترین موقعیت برای قرارگیری مواد تغییر فازدهنده در پوشش های محافظ، لایه میانی لباس است. همچنین، بهترین دمای ذوب برای ماده تغییر فاز دهنده مذکور، دمایی حدود 40 درجه سلسیوس می باشد. علاوه بر این، نتایج حاکی از آن است که استفاده از مواد تغییرفازدهنده در پوشش های محافظ می تواند زمان تاب آوری حرارتی افراد تحت شرایط گرمای سوزان را از حدود 300 ثانیه (برای لباس محافظ فاقد ماده تغییر فاز دهنده) تا حدود 900 ثانیه افزایش دهد. https://mme.modares.ac.ir/article_8875_959776b99b006e5785c3a3364949ce47.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Modal analysis of wind turbine blade using machine vision آنالیز مودال پره توربین بادی با استفاده از ماشین بینایی 377 386 8876 FA سید جواد حسینی نیا دانشگاه بیرجند خلیل خلیلی دانشگاه بیرجند سید محمد امام دانشگاه صنعتی بیرجند Journal Article 1970 01 01 The Modal analysis is one of the applicable methods used to identify the dynamic characteristics of structures. Inspection of structures to avoid resonance conditions can be achieved by extracting vibration modes using modal analysis. Since every point of the vibrating structure has its own characteristics such as the displacement, speed and acceleration, therefore the measurement of these parameters in a specific time interval can be used to extract modal parameters. In this study, stereo vision as a non-contact measuring system is used to obtain the displacement of several points of the blade of a 2.5kW wind turbine with a length of 3m under the operational modal condition. At first, the camera calibration process is performed and then the three-dimensional data of the turbine blade are extracted from images recorded during the test. Consequently, modal parameters of the blade are calculated by analyzing the data. Finally, modal parameters obtained by three different methods including the stereo vision system, the finite element analysis and the testing accelerometer are compared. The results show that visually obtained data are sufficiently accurate to find the natural frequency of the first mode of the blade. The first natural frequency mode extracted by the stereo vision System shows a difference of 10.36% and 2.67% compared to the those obtained by finite element method and the accelerometer respectively. آزمون مودال یکی از روش‌های کاربردی جهت شناسایی ویژگی‌های دینامیکی سازه‌ها می‌باشد. بازرسی عملکرد سازه جهت جلوگیری از قرار گیری در شرایط تشدید و تخریب، از طریق انجام این آزمون و به دست آوردن مودهای ارتعاشی، امکان پذیر می‌باشد. با توجه به این‌که هر نقطه از سازه تحت ارتعاش، دارای جابجایی، سرعت و شتاب خاص است، با اندازه گیری هرکدام از این سه مورد در یک بازه زمانی مشخص و پردازش داده‌های مربوط به آن، می‌توان پارامترهای مودال سازه را به دست آورد. در این تحقیق از روش غیر تماسی بینایی استریو جهت داده برداری از پره توربین بادی 5/2 کیلو وات به طول 3 متر، تحت آزمون مودال عملیاتی، استفاده شده است. ابتدا فرایند کالیبراسیون دوربین‌ها و سپس استخراج داده‌های سه بعدی از تصاویر ضبط شده حین آزمون، صورت گرفته است و پس از آن با تحلیل داده‌ها، پارامترهای مودال پره استخراج گردیده. در آخر، پارامترهای مودال به دست آمده توسط سیستم بینایی استریو با پارامترهای مودال به دست آمده از دو روش آنالیز المان محدود و آزمون شتاب سنج مقایسه شده‌اند و مشخص شد سیستم بینایی جهت یافتن فرکانس طبیعی اولین مود مناسب بوده و از صحت کافی برخوردار است. همچنین فرکانس طبیعی اولین مود در مقایسه با نتایج المان محدود و روش شتاب سنج، به ترتیب 10.36% و 2.67% اختلاف نشان داده است. https://mme.modares.ac.ir/article_8876_73bf6c41e241e28b89d0fb9e0c82f9ce.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 Second-Order Optimal Line-of-Sight Guidance for Stationary Targets هدایت خط‌دید بهینه مرتبه دوم برای اهداف ثابت 387 395 8877 FA سیدحسام سجادی دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس سیدحمید جلالی نائینی عضور هیئت علمی گروه هوافضا دانشکده مکانیک Journal Article 1970 01 01 In this paper, an explicit optimal line-of-sight guidance law for second-order binomial control systems is derived in closed-loop without acceleration limit. The problem geometry is assumed in one dimension and the final time and final position are fixed. The formulation is normalized in three forms to give more insight into the design and performance analysis of the guidance law. The computational burdun of the guidance law is reasonable for now-a-day microprocessors; however curve fitting or look-up table may be used for the implementation of the second-order optimal guidance law. The performance of the second-order optimal guidance law is compared in normalized forms with zero-lag and first-order optimal guidance laws using third-, fourth-, and sixth-order binomial control systems with/without acceleration limit. Moreover, the effect of the final time, the equivalent time constant of the vehicle control system, the vehicle-to-target line-of-sight weighting factor in cost function, and acceleration limit are investigated. Normalized miss distance analysis shows that the miss distance of the second-order guidance law is smaller than the two mentioned schemes for small total flight times, especially with large maneuvering capability. در این مقاله، حل صریح هدایت خط‌دید بهینه برای سیستم‌های کنترل دوجمله‌ای مرتبه دوم بدون شتاب اشباع بصورت حلقه‌بسته استخراج می‌شود. معادلات حرکت برای حل بهینه به‌صورت تک‌بعدی در نظر گرفته شده و زمان و موقعیت نهایی معلوم و ثابت فرض شده‌است. بعلاوه، استخراج معادلات با استفاده از سه فرم بی‌بعدسازی انجام شده‌است که سبب افزایش قابلیت در طراحی و بهبود تحلیل عملکرد قانون هدایت بهینه استخراج‌شده می‌شود. با توجه به ریزپردازنده‌های کنونی، بار محاسباتی قانون هدایت بهینه استخراج‌شده در حد معقولی است؛ اگرچه از برازش منحنی برای بهره‌های هدایت و یا ذخیره‌سازی داده می‌توان استفاده نمود. عملکرد قانون هدایت خط‌دید بهینه مرتبه دوم با قوانین هدایت خط‌دید بهینه با سیستم کنترل مرتبه صفر (ایده‌آل) و مرتبه اول با اعمال سیستم‌های کنترل مرتبه سوم، چهارم و ششم و در حالت با محدودیت شتاب و بدون محدودیت شتاب بصورت بی‌بعد مقایسه شده‌است. همچنین تاثیر زمان نهایی، ثابت زمانی سیستم کنترل، ضریب وزنی انحراف از خط‌دید و محدودیت شتاب نیز بررسی شده‌است. تحلیل فاصله خطای بی‌بعد نشان می‌دهد که فاصله خطای سیستم هدایت بهینه مرتبه دوم به ‌ازای زمان‌های پرواز کوتاه به ویژه در وسایل پروازی با قابلیت مانوری زیاد، کمتر از دو قانون هدایت مرتبه صفر و مرتبه اول می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_8877_110e7d180dc9a996341b90c4e61101db.pdf

دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 11 2016 01 21 A parametric study of the free vibration analysis of composite sandwich plate with magneto-rheological smart core بررسی پارامتری ارتعاشات ورق ساندویچی با رویه‌های چند لایه مرکب و هسته هوشمند مگنتورئولوژیکال 396 404 8878 FA غلامحسن پایگانه رئیس دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شهید رجایی مجتبی عسگری دانشگاه صنعتی شریف کرامت ملک زاده فرد دانشگاه مالک اشتر فهیمه راشد سقاواز دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی Journal Article 1970 01 01 Free vibration characteristics of rectangular composite plate with constrained layer damping and magneto-rheological fluid (MR) core are presented.. Hamilton principal is used to obtain the equation of motion of the sandwich plate. Based on the Navier method, a closed-form solution is presented for free vibration analysis of MR sandwich plate under simply supported boundary conditions. The governing equation of motion is derived on the base of classical lamination theory for the faceplates. Only shear strain energy density of the core is considered. Using displacement continuity conditions at the interface of the layers and core, shear strain of the core is expressed in terms of displacement components of the base and constraint layers. The complex shear modulus of the MR material in the pre-yield region was described by complex modulus approach as a function of magnetic field intensity. The validity of the developed formulation is demonstrated by comparing the results in terms of natural frequencies with those in the available literature. The effects of magnetic field intensity, plate aspect ratio, thicknesses of the MR core, base layer and constrained layer for three different stacking sequences of composite faceplates on the fundamental frequency and loss factor of the first mode are discussed. The results indicate significant effect of physical and geometrical parameters on the natural frequency and loss factor associated with the first mode. در این مقاله ارتعاشات آزاد ورق ساندویچی مربعی ساخته شده از مواد مرکب با هسته مگنتورئولوژیکال و یک لایه مقید کننده مورد بررسی قرار گرفته است. از اصل همیلتون برای استخراج معادلات حرکت ورق ساندویچی استفاده شده و بر اساس روش نویر، حل تحلیلی ورق با شرایط مرزی ساده ارائه شده است. برای مدل سازی رویه های مرکب از تئوری کلاسیک ورق‌های چندلایه‌ی مرکب بهره برده و در مدل‌سازی هسته، تنها انرژی کرنشی برشی در نظر گرفته شده است. کرنش برشی در هسته، با نوشتن روابط پیوستگی جابجایی در محل اتصال رویه‌ها به هسته، بر حسب مولفه‌های جابجایی در رویه‌ها بیان شده است. مدول برشی مختلط ماده مگنتورئولوژیکال در ناحیه قبل از تسلیم با مدول برشی مختلط که تابع شدت میدان مغناطیسی است مدل شده و درستی روابط از مقایسه نتایج بر حسب فرکانس طبیعی، با نتایج موجود در دبیره نشان داده شده است. اثر شدت میدان مغناطیسی، نسبت منظری، ضخامت هسته و ضخامت لایه مقید کننده برای سه نوع لایه چینی مختلف بر فرکانس طبیعی و ضریب استهلاک مودال مربوط به مود اول ورق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان از تاثیر قابل ملاحظه‌ ی پارامترهای فیزیکی و هندسی، بر فرکانس طبیعی و ضریب استهلاک مودال مربوط به مود اول ورق ساندویچی دارند. https://mme.modares.ac.ir/article_8878_0044deeec43ded19b952125079eb1781.pdf