دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Hydrogen Production Using Proposed Cycle from Sabalan Geothermal Wells via Proton Exchange Membrane Electrolysis تولید هیدروژن با استفاده از یک چرخه پیشنهادی از چاه‌های زمین گرمایی سبلان توسط الکترولایزر غشای پروتونی 267 278 10872 FA مهران عبدالعلی‌پورعدل گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران شهرام خلیل‌آریا گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران فرزاد محمدخانی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی خوی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Journal Article In the present study, a new combined cycle (including a two-step flash evaporation, the Kalina cycle, and a proton-exchange membrane) for simultaneous power and hydrogen generation from Sabalan geothermal wells has been proposed and analyzed from the viewpoints of energy and exergy. The effects of important parameters including separators pressure of flash evaporation, the minimum temperature difference in the pinch point, Kalian higher pressure, superheated geothermal fluid, the ratio of consumed power for hydrogen production and dead state temperature on the amount of produced hydrogen, the net generating power, thermal and exergy efficiencies of the proposed combined cycle have been studied. The results show that for the investigated case in the proposed combined cycle, the amount of the produced hydrogen, net generating power and energy, and exergy efficiency were 1536kg/hr, 12.83MV, 11.39% and 43.64%, respectively. Increasing the pressure of the separators was not effective in increasing hydrogen production, while with increasing the first separator pressure, as well as, the second separator pressure to the optimum pressure, the thermal and exergy efficiency increase. With increasing the temperature of the proton membrane electrolyzer, the produced hydrogen discharge increases and while maintaining cycle net output power, thermal and exergy efficiencies increase. Also, at the optimum point for high-pressure Kalina, the maximum amount of hydrogen production is obtained. The highest amount of exergy degradation was obtained for the protonated membrane electrolyzer, evaporator and condenser 2, respectively. <span>در این بررسی یک چرخه ترکیبی جدید (شامل تبخیر آنی دو مرحله‌ای، چرخه‌ی کالینا و مبدل غشای پروتونی) از چاه‌های زمین گرمایی سبلان برای تولید همزمان توان و هیدروژن پیشنهاد شده و مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته است. در ادامه اثر پارامترهای مهم از جمله فشار جداساز اول و دوم تبخیر آنی، حداقل اختلاف دمای نقطه تنگش، فشار بالای چرخه کالینا، فوق گرم کردن سیال زمین گرمایی، نسبت توان مصرف شده برای تولید هیدروژن و دمای محیط بر مقدار هیدروژن تولیدی، توان خالص تولیدی، بازده حرارتی و اگزرژی چرخه ترکیبی پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که برای حالت مورد بررسی در چرخه ترکیبی پیشنهادی هیدروژن تولیدی ۱۵۳۶کیلوگرم بر ساعت، توان خالص ۱۲/۸۳مگاوات، بازده انرژی ۱۱/۳۹% و بازده اگزرژی ۴۳/۶۴% به دست آمده است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که افزایش فشار جداسازها در افزایش تولید هیدروژن بی‌تاثیر بوده در حالی که با افزایش فشارجداساز اول و افزایش فشار جداساز دوم تا فشار بهینه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش می‌یابند. با افزایش دمای الکترولایزر غشای پروتونی، دبی هیدروژن تولیدی افزایش پیدا کرده و باعث می‌شود ضمن ثابت‌ماندن کار خالص چرخه، بازده حرارتی و اگزرژی افزایش یابند، همچنین در یک نقطه بهینه برای فشار بالای کالینا، بیشترین مقدار هیدروژن تولیدی به دست آمده است. در این بررسی بیشترین مقدار تخریب اگزرژی به ترتیب برای الکترولایزر غشای پروتونی، اواپراتور و کندانسور ۲ حاصل شد.</span> نیروگاه زمین گرمایی سبلان الکترولایزر غشای پروتونی تولید هیدروژن چرخه کالینا تحلیل انرژی و اگزرژی https://mme.modares.ac.ir/article_10872_63e8e3643e7f7198858eef325b0600f9.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Finite Element Model Based on Shear-Lag Theory for Prediction of Creep Stress in Al/Sic Composite ارائه مدل المان محدود مبتنی بر تئوری عقب‌افتادگی برشی برای پیش‌بینی تنش ناشی از خزش کامپوزیت Al/SiC 279 286 10873 FA پویا مختاری گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران اصغر محمدپور فتاحی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران 0000-0002-0059-6479 Journal Article In the present study, the finite element method based on the shear-lag model was used for stress analysis as well as deformation of the creep stable state of short fiber composites under axial loading. A perfect fiber/matrix interface is assumed and the steady-state creep behavior of the matrix is described by Norton numerical model. Special boundary conditions applied to the unit cell model and imaginary fiber technique has been used. Then ANSYS software is used for the calculation of all stresses and strains at the fiber/matrix interface and the outer surface of the unit cell. Then the results were verified and the values of axial and shear stresses at different points of the composite were investigated. The results show that the composite unit cell can be used as a composite representative for stress analysis. Also, the use of an imaginary fiber technique is a useful and reliable way to achieve a stress transfer model. This Model has sufficient accuracy and contrary to previous studies can predict all stresses and strains in all points. <span>در پژوهش حاضر روش المان محدود براساس مدل تحلیلی عقب‌افتادگی برشی برای تحلیل تنش و همچنین پیش‌بینی تغییر شکل حالت پایدار خزش کامپوزیت‌های فیبر کوتاه تحت بارگذاری محوری استفاده شد. اتصال کامل بین فیبر و ماتریس فرض شده و رفتار حالت پایدار خزشی ماتریس با مدل عددی نورتون توصیف شد. شرایط مرزی اختصاصی به مدل سلول واحد اعمال شده و تکنیک فیبر مجازی مورد استفاده قرار گرفته و از نرم‌افزار <span dir="LTR">ANSYS</span> برای محاسبه تمامی تنش‌ها و کرنش‌ها در محل اتصال تقویت‌کننده به زمینه و سطح خارجی سلول واحد استفاده شد. در ادامه نتایج صحت‌سنجی شده و مقادیر تنش‌های محوری و برشی در نقاط مختلف ماده مرکب ترسیم و بحث و بررسی شدند. نتایج نشان دادند که از سلول واحد کامپوزیت می‌توان به عنوان نماینده ماده مرکب در تحلیل تنش استفاده کرد. همچنین استفاده از تکنیک تقویت‌کننده مجازی، راهکاری مفید و قابل اطمینان برای رسیدن به مدل انتقال تنش است. مدل تحقیق حاضر علاوه بر دارا بودن دقت کافی، برخلاف پژوهش‌های قبلی امکان پیش‌بینی تمامی تنش‌ها و کرنش‌ها را در تمام نقاط تقویت‌کننده و زمینه دارد.</span><span dir="LTR"> عقب‌افتادگی برشی المان محدود خزش کامپوزیت Al/SiC https://mme.modares.ac.ir/article_10873_2d1bcedd27b586d2a9562a0f8e076b41.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Single-Cylinder SI Engine Performance in Dual-Fuel (Gasoline-NG) Mode with Gasoline Dominant Fuel under Stoichiometric Conditions عملکرد موتور تک سیلندر اشتعال جرقه‌ای در حالت ترکیبی‌سوز (بنزین- گاز طبیعی) با سوخت غالب بنزین تحت شرایط استوکیومتری 287 295 10874 FA مهرداد سرابی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران ابراهیم عبدی‌اقدم گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Journal Article The advantages and disadvantages of using gasoline and NG as single-fuel is a challenge for researchers in development of SI engines. Singular utilization of these fuels results in some advantages and disadvantages from economics, thermodynamics, pollution and development aspects and make it difficult to prefer one to the other. Assuming that using combination of the fuels can modify the output results, in the present research, different combinations of 100, 90, 75 and 60% gasoline and the rest of natural gas, designated as G100, G90, G75 and G60, were investigated in a SI single-cylinder engine at running at 1800rpm, 9 compression ratio and stoichiometric equivalence ratio. After collecting and processing in-cylinder experimental data in the combinations and different spark advances and their experimental data processing, consecutive cycle-to-cycle data were extracted and analyzed with engine output data. First, optimum spark advance of each combination was determined and then, the combinations were compared at their spark advances. The results revealed that increasing natural gas fraction in combination causes substantial reductions in standard deviation, σ, and coefficient of variation, COV of IMEP, so that σ and COV of G60 reduced by 51.6% and 49.2%, respectively, in comparison with G100. Reducing the gasoline presence in combination, the amount of CO<sub>2</sub>, NO<sub>x</sub> and HC reduced except G90 which have the higher HC and NO<sub>x</sub>, whereas, CO amount in G90 decreased to the lowest level. Also, no satisfactory performance was observed in the G90 combination. <span>مزایا و معایب استفاده از بنزین و گاز طبیعی به‌صورت تک‌سوز، از چالش‌های محققان در توسعه موتورهای اشتعال جرقه‌ای است. استفاده از این سوخت‌ها به‌تنهایی مزایا و معایبی را از نظر اقتصادی، ترمودینامیکی، آلایندگی و توسعه‌ای دارند که ترجیح یکی بر دیگری را سخت می‌کند. با این نگاه که استفاده از ترکیب دو سوخت در موتور می‌تواند موجب بهبود در مزایا و کاهش در معایب شود. در کار حاضر ترکیب‌های مختلف ۱۰۰، ۹۰، ۷۵ و ۶۰% بنزین و مابقی گاز طبیعی، نامگذاری شده به‌صورت <span dir="LTR">G۱۰۰</span>، <span dir="LTR">G۹۰</span>، <span dir="LTR">G۷۵</span> و <span dir="LTR">G۶۰</span> در یک موتور تک- سیلندر پژوهشی <span dir="LTR">SI</span> در سرعت <span dir="LTR">rpm</span>۱۸۰۰، نسبت تراکم ۹ و نسبت هم‌ارزی استوکیومتری بررسی شد. پس از اخذ داده‌های تجربی درون سیکلی <span dir="LTR">(P-θ)</span> در ترکیب‌ها و آوانس‌های مختلف جرقه و پردازش آنها داده­‌های تجربی سیکل‌به‌سیکل پشت سر هم استخراج شد و به همراه داده‌های خروجی موتور مورد بررسی قرار گرفت. از بررسی اولیه آوانس بهینه هر ترکیب مشخص، و ترکیب‌ها در آوانس‌های مذکور مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش کسر جرمی گاز طبیعی در حالت ترکیبی‌سوز مقادیر انحراف‌معیار، <span dir="LTR">σ</span>، ضریب تغییرات، <span dir="LTR">COV</span> مربوط به <span dir="LTR">imep</span> کاهش قابل توجهی داشت؛ به‌طوری که کاهش <span dir="LTR">σ</span> و <span dir="LTR">COV</span> در <span dir="LTR">G۶۰</span> نسبت به <span dir="LTR">G۱۰۰</span> به ترتیب ۵۱/۶ و ۴۹/۲% بود. با کاهش حضور بنزین در ترکیب مقادیر آلاینده‌های <span dir="LTR">CO<sub>۲</sub></span>، <span dir="LTR">NO<sub>x</sub></span> و <span dir="LTR">HC</span>، به جز <span dir="LTR">G۹۰</span> که در آن <span dir="LTR">HC</span> و <span dir="LTR">NO<sub>x</sub></span> بیشترین بود، کاهش یافت و مقادیر <span dir="LTR">CO</span> در <span dir="LTR">G۹۰</span> به کمترین مقدار تقلیل یافت. همچنین در شرایط پژوهش از ترکیب <span dir="LTR">G۹۰</span> عملکرد رضایت­‌بخشی مشاهده نشد.</span> موتور اشتعال جرقه‌ای ترکیبی‌سوز بنزین گاز طبیعی آلاینده‌ها تغییرات سیکلی https://mme.modares.ac.ir/article_10874_f754186469a933256d7d64095e963594.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Effect of Condensation on the Heat Transfer of a Shell and Tube Heat Exchanger with Use of Combined Heat and Power Generation تاثیر چگالش بر انتقال حرارت یک مبدل پوسته و لوله با کاربری تولید همزان برق و حرارت 297 310 10875 FA علی حیدری گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران محمدعلی احترام گروه سیستم‌های انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article In the present paper, the performance of a shell and tube heat exchanger in which its cold working fluid is water and its hot working fluid is flue gases from natural gas-fueled internal combustion engine with working power of 15.4 kW was investigated. At first, with changing temperature and flow rate of inlet water, the performance of heat exchanger in both condensation and non-condensation situations was experimentally studied in the laboratory in order to have a criterion for validation of the simulations results in future. By comparing different simulation models in Aspen B-JAC software, the least error simulation model was chosen to do the other costly and impossible analyzes numerically in the laboratory environment. The study of the effect of the tube’s inner diameter on the heat exchanger’s performance in condensation situation showed 5.4% increase in the heat transfer while inner diameter decreases from 7 to 6 mm. The separation of the different heat transfer stages showed 26.4% of the latent heat transfer in the maximum discharge experiments for the inner diameter of 6 mm. Finally, the engine/heat exchanger set was assessed as micro combined heat and power and assumed that the heat exchanger is used for providing hot water for a 4-person family house in Tehran and the combustion engine is used for generating electrical power. This set was able to provide hot water during 9 warm months of a year by 1-hour work per day with 29% decrease of fuel consumption in comparison with traditional burners and at the same time, this set provides almost twice the electrical power requirements. <span>در مقاله حاضر عملکرد یک مبدل پوسته و لوله که سیال سرد آن آب شهری و سیال گرم آن گازهای حاصل از احتراق یک موتور احتراق داخلی گازسوز که دارای توان کاری۴/۱۵کیلووات است، بررسی شد. در ابتدا با تغییر دما و دبی جریان آب ورودی، عملکرد مبدل در حالات بدون چگالش و با چگالش در آزمایشگاه بررسی شد تا در ادامه با انجام شبیه‌سازی‌های یک‌بعدی معیاری برای سنجش صحت نتایج عددی وجود داشته باشد. با مقایسه مدل‌های مختلف عددی در نرم‌افزار <span dir="LTR">Aspen B-JAC</span> کم‌خطاترین مدل شبیه‌سازی انتخاب شد تا دیگر تحلیل‌های هزینه‌بر و ناممکن در محیط آزمایشگاه به صورت عددی صورت پذیرند. بررسی اثر حساسیت قطر داخلی لوله‌ها بر عملکرد مبدل در حالت وجود چگالش، افزایش ۵/۴ درصدی انتقال ­حرارت به ازای کاهش قطر لوله‌ها از ۷ به ۶میلی‌متر را پیش‌بینی کرد. تفکیک سهم مراحل مختلف انتقال حرارت نشان از سهم ۲۶/۴% انتقال حرارت نهان در بیشینه دبی آزمایش‌ها برای قطر داخلی ۶میلی‌متر داشت. در انتها مجموعه موتور- مبدل به عنوان یک میکرو <span dir="LTR">CHP</span> بررسی و فرض شد که از مبدل برای گرمایش آب گرم مصرفی یک خانواده ۴نفره در تهران و از موتور احتراقی متصل به ژنراتور برای تولید برق استفاده شود. این مجموعه قادر خواهد بود در ۹ماه گرم سال با یک‌ساعت کار روزانه آب گرم مصرفی را با کاهش ۲۹ درصدی مصرف گاز شهری نسبت به مقدار مصرف مشعل‌های سنتی تامین کند و در عین حال تقریباً ۲ برابر برق مورد نیاز را تولید کند.</span><span><span dir="LTR"> مبدل پوسته و لوله چگالش انتقال حرارت موتور احتراق داخلی تولید همزمان https://mme.modares.ac.ir/article_10875_eaf76caaba574ebf8e825f321c14ba29.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Predicting Stress-Strain Behavior of ECAPed 7075 Al Alloy Using Micro-Indentation and Micro-Structural Modeling پیش‌بینی رفتار تنش- کرنش آلیاژ آلومینیوم 7075 پس از ECAP با بهره‌گیری از فروروی میکرو و مدل‌سازی میکروساختاری 311 320 10876 FA سیدمحمود قلعه‌بندی گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی صنایع و شیمی، دانشگاه علم و فناوری مازندران، بهشهر، ایران علیرضا فلاحی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران حسین حسینی تودشکی گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article The focus of this paper is to investigate the possibility of consideration of grains and grain boundaries and their elastic-plastic behavior to predict the stress-strain behavior of ECAPed 7075 Al alloy using a finite element micromechanical approach. For this purpose equal channel angular pressing is performed on the alloy and hardness and tensile tests were performed in the macro mode as well as the micro-indentation test on distinct areas of microstructure. Mathematical relations were obtained for the correlate the hardness and static strength properties of the alloy using the obtained data from hardness and tensile tests. In addition to the mathematical relations, backward simulation of the micro-indentation process has been used in the Abaqus finite element software to convert the hardness in the grain and its boundary to stress-strain curves. The elastic-plastic behavior of the phases has been used in microstructural modeling. Modeling of the strain test has been performed in the finite element software for the microstructures using the microstructural image. The predicted stress-strain behavior from microstructural modeling has been compared with experimental results. <span>در مقاله حاضر امکان پیش‌بینی رفتار الاستیک- پلاستیک آلیاژ آلومینیوم ۷۰۷۵ پس از تغییر شکل پلاستیک شدید با تخمین رفتار الاستیک- پلاستیک دانه و مرزدانه و مدل‌سازی المان محدود میکروساختاری مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور ابتدا فرآیند روزنرانی در کانال‌های مشابه زاویه‌دار انجام شد و آزمون‌های سختی‌سنجی و کشش در حالت ماکرو و همچنین آزمون فروروی میکرو روی نمونه‌های تولید شده صورت گرفت. با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از آزمون‌های سختی و کشش، روابط ریاضی برای ارتباط‌دادن سختی و خواص استحکام استاتیکی در آلیاژ مورد نظر به دست آمد. در کنار روابط ریاضی، از مدل‌سازی معکوس فرآیند فروروی میکرو در نرم‌افزار المان محدود آباکوس به‌منظور تبدیل سختی در دانه و مرز آن به منحنی‌های تنش- کرنش بهره برده شده است. از نتایج به‌دست‌آمده به عنوان رفتار الاستیک- پلاستیک فازها در مدل‌سازی میکروساختاری استفاده شده است. در ادامه با استفاده از تصویر میکروساختاری، مدل‌سازی آزمون کشش برای یک بخش حجمی نشانگر از میکروساختار در نرم‌افزار المان محدود انجام شده است و رفتار به‌دست‌آمده از مدل میکروساختاری با رفتار آزمون کشش تجربی مقایسه شده است<span dir="LTR">.</span><strong><span> </span></strong> مدل‌سازی میکروساختاری تغییر شکل پلاستیک شدید دانه مرزدانه آلیاژ آلومینیوم 7075 https://mme.modares.ac.ir/article_10876_f64c495d0e53078162a5d6c862f12aae.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Experimental Study and Numerical Simulation of the Circular Hydraulic Jump on the Concave Target Plate بررسی آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی پرش هیدرولیکی دایروی روی صفحه مقعر 321 328 10877 FA احمد صابری گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران محمدرضا مه‌پیکر گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران علیرضا تیمورتاش گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Journal Article A circular hydraulic jump is a phenomenon that is shaped when a vertical fluid jet impinges on a horizontal plate, at a certain radial distance of the plate center (hydraulic jump radius). Most of the experimental and numerical studies have analyzed the circular hydraulic jump on the flat target plate and the effect of the concave plate has not been investigated yet. Therefore, in this study, using the experimental investigation and numerical simulation using Fluent software, the effect of the concave target plate on the size and shape of the hydraulic jump is investigated for the first time. In order to simulate the circular hydraulic jump, the volume of fluid method (VOF) has been applied. The continuous surface force model (CSF) has been used to investigating the surface tension. The geometric reconstruction has been used for determining the interface of the two fluids. According to the experimental results, the hydraulic jump radius is a function of the impingement jet radius, the concave target plate radius, and the volumetric flow rate. Also, based on the experimental observation, by increasing the radius of the concave target plate, the shape of these jumps change from the circular to the polygonal hydraulic jump. <span>پرش هیدرولیکی دایروی، پدیده‌ای است که در اثر برخورد یک جت عمودی سیال به یک سطح افقی و در یک فاصله شعاعی مشخص از مرکز صفحه (شعاع پرش هیدرولیکی)، شکل می‌گیرد. اکثر تحقیقات و مطالعات آزمایشگاهی و عددی، پرش هیدرولیکی دایروی روی صفحه تخت را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داده‌اند و اثر تقعر صفحه هدف بر پرش هیدرولیکی، تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. بنابراین در این پژوهش برای اولین بار با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و همچنین شبیه‌سازی جریان با نرم‌افزار <span dir="LTR">Fluent</span>، اثر تقعر صفحه هدف بر اندازه و شکل پرش‌های هیدرولیکی بررسی شده است. به‌منظور شبیه‌سازی پرش هیدرولیکی دایروی از روش حجم سیال <span dir="LTR">(VOF)</span> استفاده شده است. اثر کشش سطحی با استفاده از مدل نیروی سطحی پیوسته <span dir="LTR">(CSF)</span> در نظر گرفته شده است و همچنین برای مشخص‌کردن فصل مشترک دو سیال از طرح بازسازی هندسی استفاده شده است. نتایج تحقیق آزمایشگاهی نشان می‌دهد که شعاع پرش هیدرولیکی تابعی از شعاع جت ورودی، شعاع صفحه هدف مقعر و همچنین مقدار دبی جریان است. علاوه بر این براساس مشاهدات آزمایشگاهی با افزایش شعاع صفحه هدف مقعر شکل این پرش‌ها از حالت دایروی خارج و پرش‌های هیدرولیکی به‌صورت چندضلعی ظاهر می‌گردند.</span> پرش هیدرولیکی دایروی صفحه هدف مقعر شعاع جت فرودی شعاع پرش هیدرولیکی https://mme.modares.ac.ir/article_10877_8571ddcc1c64ca1fa11891d899cab05d.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Experimental and Numerical Investigation of Square Wave Pulsed Film Cooling Performance on a Flat Plate بررسی تجربی و عددی عملکرد خنک‌کاری لایه‌ای نوسانی موج مربعی روی صفحه تخت 329 340 10878 FA سیدمهدی حسینی بغدادآبادی گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران سعادت زیرک گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران مهران رجبی زرگرآبادی گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران Journal Article In this research, the effect of square wave pulsating air on temperature distribution and film cooling effectiveness of flat plate at different frequencies and blowing ratios is experimentally and numerically investigated. Hot air is injected through the holes at an angle of 25 degrees. Square wave pulsed flow is generated at four frequencies of 2, 10, 50, 100 Hz, and five blowing ratios of 0.5, 1, 1.5, 2.4 and 3. To study the film cooling, Navier-Stokes equations are solved by a Reynolds average method. The SST k-ω model was used for turbulent modeling. The results showed that the film cooling effectiveness decreases with increasing of blowing ratio along with an increase in its rate of changes. The difference of centerline film cooling effectiveness between the numerical and experimental values decreases with increasing distance from the edge of injection hole. In general, pulsating decreases film cooling effectiveness in comparison with steady-state. The lift-off of the local jet increases under pulsation. In the pulsating state, the overall film cooling effectiveness decreases by increasing the blowing ratio at a constant frequency. On the other hand, increasing the frequency increases the overall efficiency of film cooling. The maximum averaged centerline effectiveness was obtained at a frequency of 100 Hz and a blowing ratio of 0.5 and the minimum value was obtained for a frequency of 2 Hz and a blowing ratio of 3. For pulsed flow, the maximum and minimum differences of the averaged centerline film cooling effectiveness between experimental and numerical results were 25.55% and 0.717%, respectively. <span>در این تحقیق اثر هوای تزریق نوسانی موج مربعی بر توزیع دما و اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای صفحه تخت در فرکانس‌ها و نسبت‌های دمش مختلف به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار می‌گیرد. هوای گرم از طریق سوراخ‌های با زاویه ۲۵درجه تزریق می‌شود. جریان نوسانی موج مربعی در چهار فرکانس ۲، ۱۰ و ۵۰ و ۱۰۰هرتز و پنج نسبت دمش ۰/۵، ۱، ۱/۵، ۲/۴ و ۳ ایجاد می‌شود. معادلات ناویر-استوکس به روش میان‌گیری رینولدز برای بررسی خنک‌کاری لایه‌ای حل شدند. برای در نظر گرفتن اثرات توربولانس از مدل انتقال تنش برشی کی- امگا استفاده شد. نتایج نشان داد که در حالت پایا با افزایش نسبت دمش اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای کاهش و شیب آن افزایش می‌یابد. اختلاف مقادیر اثربخشی خط مرکزی بین حالت عددی و تجربی با فاصله گرفتن از لبه سوراخ تزریق کاهش می‌یابد. در حالت نوسانی در مقایسه با حالت پایا به طور کلی مقدار اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای کاهش می‌یابد. بلندشدن محلی جت تحت تاثیر نوسان افزایش می‌یابد. در حالت نوسانی نیز با افزایش نسبت دمش در یک فرکانس ثابت به طور کلی اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای کاهش می‌یابد. با افزایش فرکانس به طور کلی مقدار اثربخشی خنک‌کاری لایه‌ای افزایش می‌یابد. بیشترین مقدار متوسط اثربخشی خط مرکزی در فرکانس ۱۰۰هرتز و نسبت دمش ۰/۵ و کمترین مقدار آن در فرکانس ۲هرتز و نسبت دمش ۳ به دست آمد. در حالت نوسانی بیشترین اختلاف متوسط اثربخشی خط مرکزی بین نتایج تجربی و عددی برابر ۲۵/۵۵% و کمترین اختلاف برابر ۰/۷۱۷% بود.</span> خنک‌کاری لایه‌ای نوسان موج مربعی آزمون تجربی فرکانس مدل توربولانسیSST k-ω https://mme.modares.ac.ir/article_10878_c33b41e89e420a81275220cbe2cf603c.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Numerical Investigation of the Effects of Fin Pitch, Transverse, and Longitudinal Pitchs and their Numbers in a Plate-Fin Flat-Tube Heat Exchanger بررسی عددی اثرات گام پره، گام‌های عرضی، طولی و تعداد آن در یک مبادله‌کن حرارتی پره صفحه‌ای با لوله تخت 341 352 10879 FA ابوالفضل یوسفی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران علیرضا حسین‌نژاد گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران Journal Article In the present work, the effects of fin pitch, transverse pitch, longitudinal pitch and the number of the longitudinal pitch in a plate-fin flat tube heat exchanger were studied. The fluid flow was assumed laminar, steady, and incompressible. Continuity, momentum, and energy equations for fluid flow and conduction equation for fin were solved, using the finite volume method. Dimensionless results showed that increasing the fin pitch causes to increase of the j-Coulburn coefficient by 132.68% and reduces the friction coefficient rate by 13.35%. Also, increasing transverse tube pitch causes to increase of j coefficient by 203.83% and reduces 24.22% of the f coefficient. By increasing longitudinal tube pitch, j and f coefficients are reduced 84% and 32%, respectively. Dimensional results showed that by increasing fin pitch, heat transfer is reduced 2.2% and thermal performance is increased by 75%. Increasing transverse tube pitch causes to increase heat transfer and thermal performance about 341% and 255%, respectively. Increasing longitudinal tube pitches result in decreasing the heat transfer and thermal performance about 71% and 79%, respectively. Increasing the number of longitudinal tube pitches, N, causes to increase of the heat transfer rate, but for N>28, no sensible increase in heat transfer rate is observed therefore, N>28 is not recommended. Maximum thermal performance is achieved at N=5 and for N>5 thermal performance is decreased. <span>در کار حاضر اثرات گام پره، گام‌های عرضی و طولی لوله و همچنین تعداد گام طولی در یک مبادله‌کن حرارتی پره صفحه‌ای با لوله تخت مورد بررسی قرار گرفت. جریان سیال آرام، دایم و تراکم‌ناپذیر فرض شد. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی برای جریان سیال و معادله هدایت برای پره با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شد. نتایج بی‌بُعد نشان داد که افزایش گام پره سبب ۱۳۲/۶۸% افزایش ضریب <span dir="LTR">j</span> کلبورن و ۱۳۵۳% کاهش ضریب اصطکاک <span dir="LTR">f</span> می‌شود. همچنین افزایش گام عرضی باعث ۲۰۳/۸۳% افزایش ضریب <span dir="LTR">j</span> و ۲۴/۲۲% کاهش ضریب <span dir="LTR">f</span> می‌شود. با افزایش گام طولی لوله، ضریب <span dir="LTR">j</span> ۸۴% و ضریب <span dir="LTR">f</span> ۳۲% کاهش می‌یابد. نتایج بُعددار نشان داد که با افزایش گام پره مقدار انتقال حرارت ۲/۲% کاهش و عملکرد حرارتی، ۷۵% افزایش می‌یابد. افزایش گام عرضی لوله، باعث افزایش انتقال حرارت و عملکرد حرارتی به ترتیب ۳۴۱%و ۲۵۵% می‌شود. افزایش گام طولی لوله سبب ۷۱% کاهش انتقال حرارت و ۷۹% کاهش عملکرد حرارتی می‌شود. افزایش تعداد گام طولی لوله، <span dir="LTR">N</span>، سبب افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود؛ ولی برای ۲۸<<span dir="LTR">N</span> تغییر محسوسی در افزایش انتقال حرارت مشاهده نمی‌شود. بنابراین از نظر انتقال حرارت، ۲۸<<span dir="LTR">N</span> پیشنهاد نمی‌شود. بیشترین عملکرد حرارتی در ۵=<span dir="LTR">N</span> حاصل می‌شود و در ۵<<span dir="LTR">N</span> عملکرد حرارتی کاهش می‌یابد.</span> پره صفحه‌ای لوله تخت مبادله‌کن حرارتی تعداد گام طولی https://mme.modares.ac.ir/article_10879_86ef0ad0a49f303beba23d4e796fc50b.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Experimental and Numerical Investigating the Effect of Baffle on the Shallow Water Sloshing in a Moving Tank using OpenFOAM Software مطالعه تجربی و شبیه‌سازی عددی اثر بافل روی تلاطم سطحی آب کم‌عمق در یک مخزن متحرک با استفاده از نرم‌افزار متن‌باز OpenFOAM 353 359 10880 FA محمدکاظم طهماسبی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران رحیم شمس‌الدینی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران بهادر ابول‌پور دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران Journal Article The motion of the liquid free surface in a container (sloshing phenomenon) inserts a momentum on the container walls. This makes a great disorder in the movement of the carrier vehicle or inserts a large force and momentum on the container walls. The reason for this phenomenon is the establishment of destructive waves and hydrodynamic forces. The side effects of this phenomenon in various industries, such as ship industries carrying liquid fuels, liquid fuel rocket industries, fuel tanks or water tanks, increase the importance of predictions of the behaviors of this phenomenon. One way of controlling is to use baffles or plates in the transverse direction of the tank. In this study, the governing equations on this phenomenon have been solved using the OpenFOAM software. This software solves partial differential equations using the finite volume method, which by default considers geometry to be three dimensional. In order to solve the two-phase flow, a modified volume of the fluid model (VOF) is applied and the moving mesh model is used for the movement of the container body. In the VOF method, the phases are expressed as a fraction of one (volume fraction). To determine this parameter, based on the continuity equation, a differential equation is regulated and solved. For the turbulent flow model, a modified <em>k-</em><em>e</em> model is used by considering the effects of free-surface flows. Also, an experimental model of a real moving liquid container has been used for validation of the predictions of the presented simulation. The results show that the experimental and numerical results are in good accordance. In addition, the results show that using vertical baffles up to 50% can reduce the fluctuations caused by this phenomenon. <span>بر اثر ایجاد جابه‌جایی سازه یک مخزن مایع و انتقال این حرکت به مایع، حرکت سطح آزاد مایع داخل آن با به وجود آوردن موج (پدیده اسلاشینگ) باعث وارد شدن ضربات فشاری بر دیوارهای کناری و جانبی مخزن می‌شود. این پدیده با به وجود آوردن موج‌های پر انرژی و مخرب و همچنین ایجاد نیروهای هیدرودینامیکی با دامنه نوسانات بالا باعث اعمال نیروی نوسانی و گاهاً غیرقابل کنترل بر دیوارهای جانبی و موجب اختلال در حرکت عادی وسیله نقلیه حمل‌کننده مایع می‌شود که اهمیت بررسی و ارایه راهکارهای پیشگیری این پدیده را نشان می‌دهد. وسعت مواجهه با این پدیده در صنایعی دیگر همچون صنایع موشکی با سوخت مایع، کشتی‌های نفت‌کش یا حامل سوخت‌ها و مواد مایع، تانکرهای ماشین‌های سوخت‌رسان (مایع) یا مخازن آب، ایجاب می‌کند با پیش‌بینی رفتار آن اقدامات لازم برای کنترل پدیده اسلاشینگ صورت بگیرد. یکی از راه‌های کنترلی استفاده از بافل یا صفحاتی در راستای عرضی مخزن است. در این مقاله معادلات حاکم بر این پدیده در نرم‌افزار متن‌باز <span dir="LTR">OpenFOAM</span> حل‌شده است. این نرم‌افزار معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی را با استفاده از روش حجم محدود حل می‌کند که به صورت پیش‌فرض هندسه را سه‌بُعدی در نظر می‌گیرد. برای حل جریان دو فاز از مدل اصلاح‌شده حجم‌های مایع <span dir="LTR">(VOF)</span> استفاده شده و از مدل مش متحرک هم برای حرکت بدنه مخزن استفاده شده است. در روش <span dir="LTR">VOF</span>، مقدار فازها به صورت کسری از یک (کسر حجمی) بیان می‌شود که برای تعیین آن براساس معادله پیوستگی، یک معادله دیفرانسیل تنظیم و حل می‌شود. برای مدل جریان مغشوش از مدل اصلاح شده <em><span dir="LTR">k-</span></em><em><span dir="LTR">e</span></em> با درنظرگرفتن اثرات جریان‌های سطح آزاد استفاده شده است. همچنین مدلی تجربی از یک مخزن واقعی برای تایید پیشگویی‌های شبیه‌سازی ارایه شده است. بررسی‌ها، نشان از انطباق قابل قبول نتایج تجربی و عددی دارند. علاوه بر این نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از بافل‌های عمودی تا ۵۰% می‌توان نوسانات ناشی از این پدیده را کاهش داد. اسلاشینگ جریان آشفته بافل OpenFoam https://mme.modares.ac.ir/article_10880_9e9e1b7ea4e250af8fe1f1865650d42b.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Techno-Economic Comparison of Solar Assisted Absorption and Compression Refrigeration Systems for Air Conditioning of an Office Building مقایسه فنی و اقتصادی سیستم‌های سرمایش جذبی و تراکمی کمک خورشیدی در تهویه یک ساختمان اداری 361 370 10881 FA نرگس صحرائیان پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران سیدمحمدحجت محمدی پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران ابراهیم جهانشاهی‌جواران پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران Journal Article The application of solar energy for space cooling has been increasingly considered in Iran and other countries in the last two decades. In this study, two different configurations of a solar assisted refrigeration system have been studied. The first system is the combination of a lithium bromide vapor absorption refrigeration system and flat plate collectors. The other system is consisted of a compression refrigeration system and thermal photovoltaic panels. For this purpose, 32% of the roof area of the building has been covered with 105 flat plate collectors, each with a total area of 1.591 m2, or 288 photovoltaic panels each with an area of 0.556 m2. Both systems have been compared in terms of energy, exergy, and economic viewpoints. This comparison has been conducted for providing the 70 kW cooling capacity system required for an office building with an area of 500 m2. The results of this study showed that at an evaporator temperature of 5°C and the ambient temperature of 27°C, the coefficient of performance of the compression chiller is 3.5 and the absorption chiller is 0.71. Also, the total energy efficiency and the total exergy efficiency in the compression chiller system combined with thermal photovoltaic panels are 7.43% and 8.25% respectively. Those two parameters for the absorption chiller combined with flat plate collectors are 9.16% and 6.66%, respectively. In the economic analysis, the annual life cycle cost for the compression chiller system combined with thermal photovoltaic collectors is 9710 $ and this cost for the absorption chiller system combined with flat plate collectors is estimated 7649 $.<br> <span>کاربرد انرژی خورشید به‌منظور تامین سرمایش فضاها در ایران و سایر کشورها در دو دهه اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش دو سیستم سرمایش ترکیبی کمک خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. در یک سیستم ترکیبی از چیلر جذبی لیتیم برمایدی و کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و در سیستم دیگر ترکیب چیلر تراکمی و پنل فتوولتائیک حرارتی در نظر گرفته شده است. به این منظور ۳۲% از مساحت پشت بام ساختمان توسط ۱۰۵ کلکتور صفحه تخت خورشیدی هر یک به مساحت۱/۵۹۱مترمربع یا ۲۸۸پنل فتوولتائیک حرارتی هر یک به مساحت ۰/۵۵۶مترمربع پوشانده شده است. هر دو سیستم از نظر انرژی، اگزرژی و اقتصادی با یکدیگر مقایسه شده‌اند. این مقایسه برای تامین ۷۰کیلووات بار سرمایشی مورد نیاز یک ساختمان اداری با مساحت ۵۰۰مترمربع انجام گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که در دمای اواپراتور <span dir="LTR">C</span>°۵ و دمای محیط <span dir="LTR">C</span>°۲۷، ضریب عملکرد چیلر تراکمی ۳/۵ و ضریب عملکرد چیلر جذبی برابر ۰/۷۱ است. همچنین راندمان انرژی کل و راندمان اگزرژی کل به ترتیب در سیستم ترکیبی چیلر تراکمی و پنل‌های فتوولتائیک حرارتی برابر ۷/۴۳% و ۸/۲۵% و در سیستم ترکیبی چیلر جذبی و کلکتورهای صفحه تخت برابر ۹/۱۶% و ۶/۶۶% است. در تحلیل اقتصادی، متوسط هزینه سالانه سیستم ترکیبی چیلر تراکمی و پنل‌های فتوولتائیک حرارتی برابر ۹۷۱۰دلار و این هزینه برای سیستم ترکیبی چیلر جذبی و کلکتورهای صفحه تخت برابر ۷۶۴۹دلار برآورد شده است.</span> سیستم سرمایش کمک خورشیدی کلکتور خورشیدی صفحه تخت فتوولتائیک حرارتی بررسی فنی و اقتصادی https://mme.modares.ac.ir/article_10881_9ec1994bb176cb0b7a2cec414fe8ffb2.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Designing Centrifugal Impeller of a Left Ventricular Assist Pump using Point-by-Point Method طراحی پروانه پمپ‌گریز از مرکز کمک‌بطنی چپ به روش صنعتی نقطه به نقطه 371 380 10882 FA کهیار یزدان‌پناه اردکانی گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران هانیه نیرومنداسکوئی گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران Journal Article Increasing growth of cardiovascular disease treatment caused the occurrence of heart failure for more patients after surviving. This leads to an increase in the need for types of equipment in these patients for struggling heart failure. Ventricular assist pumps have been known as one of the main types of equipment, today. In the present study, a ventricular assist pump has been designed in which its impeller has been designed using the industrial method (point-by-point method). In this study, 7 impellers with different inlet angles (including 10, 15, 20, 30, 35, 40 and 45 degrees) and outlet angle of 25 degrees were designed and analyzed using computational fluid dynamics. The results indicate that all designed impellers in this study can fulfill the physiological requirements according to pressure difference (total head) and flow rate. Meanwhile considering hemolysis as an effective factor in the performance of ventricular assist pumps, the impeller with an inlet angle of 10 degrees is chosen due to the lowest hemolysis index, equal to 0.0045, and complying total head and flow rate, which are equal to 108 and 5, respectively. <span>رشد روز افزون درمان بیماری‌های قلبی- عروقی باعث‌شده شمار زیادی از بیماران پس از نجات‌یافتن از این بیماری‌ها در نهایت دچار نارسایی قلبی شوند و نیاز به تجهیزاتی که به این بیماران برای مقابله با نارسایی قلبی کمک کند، احساس می‌شود. امروزه پمپ‌های کمک بطنی به عنوان یکی از اصلی‌ترین این تجهیزات شناخته شده‌ است. در مطالعه حاضر به طراحی پمپ کمک بطنی پرداخته شده‌است که پروانه آن به روش صنعتی (روش نقطه به نقطه) طراحی شده‌است. در این مطالعه با به‌ کارگیری روش نقطه به نقطه تعداد ۷ پروانه با زوایای ورودی مختلف (شامل ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۳۰، ۳۵، ۴۰ و ۴۵درجه) و زاویه خروجی ۲۵درجه، طراحی و به کمک دینامیک سیالات محاسباتی تحلیل شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که تمامی پروانه‌های طراحی‌شده در این مطالعه احتیاجات فیزیولوژیکی بدن را در تولید اختلاف فشار (هد کل) و دبی، ارضا می‌کنند و با در نظر گرفتن خونکاوی به عنوان یکی از عوامل موثر در عملکرد پمپ قلبی، پروانه با زاویه ورودی ۱۰درجه برای تولید اختلاف فشار مناسب (معادل با۱۰۸ در دبی۵) و کمترین میزان خونکاوی، معادل با ۰/۰۰۴۵ در مقایسه با دیگر پروانه‌های طراحی شده انتخاب می‌شود. </span> نارسایی قلبی پمپ کمک بطنی روش نقطه به نقطه خونکاوی https://mme.modares.ac.ir/article_10882_1eee58f7a5d6bd6df171b1d131acd79a.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Effect of Split on Flow Separation Reduction of Wind Turbine Airfoil using DES Turbulence Model تاثیر شیار بر کاهش جدایش جریان ایرفویل توربین بادی با استفاده از مدل توربولانسی DES 381 390 10883 FA محمد مشفقی گروه هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران شاهرخ شمس گروه هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0002-1259-821X مرتضی رمضانی گروه هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران نم‌کان هور گروه حرارت، سیالات و انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سوگنگ، سئول، کره جنوبی Journal Article A horizontal axis wind turbine power generation depends upon the aerodynamic performance of its blades. Flow separation is one of the phenomena that causes power loss and consequently decreasing the wind turbine output generation. Since usually the local angle of attack in the inner and middle parts of a blade is much greater than the local angle of attack in the separation onset, the blade section encounters a highly separated flow. Hence, flow control methods are applied in order to reduce or weaken the negative effects of the separation. This paper investigates the effects of the passive flow control method for a horizontal axis wind turbine using validated three-dimensional DES (detached eddy simulation) on an S809 split airfoil. The split in the airfoil thickness causes the flow from the high-pressure zone under the lower surface is injected into the separated area over the upper surface, transporting external energy to the separated zone, hence weakening the separated area. As the result show, the overall performance of this method depends on parameters such as split locations on the airfoil pressure and suction surfaces, the direction of the jet flow with respect to the freestream wind and also the thickness of the split. In this research, two different split locations and four thickness values of 0.5, 1, 2 and 4 percent of chord length are simulated at a range of AOA from 0 to 25 degrees. Noticeably, the results demonstrate that for an appropriate split exit location, the thickness value of 2 and 4 percent of the chord are generated more lift force. The average increase of lift coefficient for these split airfoils at a high angle of attack (17, 20, 22 and 25) are 68.5 and 55.8 percent respectively. <span>توان تولیدی توربین باد متاثر از عملکرد آیرودینامیکی پره توربین است و یکی از پدیده‌هایی که سبب اُفت نیرو برآ و به دنبال آن کاهش توان خروجی توربین باد می‌شود جدایش جریان است. در توربین بادی محور افقی معمولاً قسمت‌های ریشه و میانی یک‌پره در زاویه حمله بالاتری قرار می‌گیرند و جدایش جریان بیشتری را تجربه می‌کنند. به همین دلیل از روش‌های کنترل جریان برای تضعیف ناحیه جدایش یا به تعویق انداختن آن استفاده می‌شود. این مقاله با شبیه‌سازی سه‌بعدی با مدل توربولانسی <span dir="LTR">DES</span>، اثرات آیرودینامیکی کنترل جریان از طریق ایجاد شکاف در ایرفویل <span dir="LTR">S۸۰۹</span> و میزان تاثیر این روش کنترل غیرفعال جریان را بررسی می‌کند. ایجاد شیار در ایرفویل سبب می‌شود تا جریان از ناحیه پرفشار در قسمت زیرین ایرفویل به سطح بالایی و محل جدایش جریان دمیده شود. انرژی توسط هوای با تکانه بالاتر به درون بخش جدایش‌یافته تزریق شده و بدین طریق جدایش تضعیف می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که عملکرد کلی این روش به برخی از پارامترها از جمله محل مدخل ورودی و خروجی شیار روی سطح کم‌فشار و پرفشار، زاویه دمیده‌شدن جریان نسبت به جریان آزاد ورودی و ضخامت شیار ایجاد شده بستگی دارد. در این مقاله دو هندسه مختلف برای ایرفویل شکاف‌دار و برای هر یک چهار ضخامت شیار ۰/۵، ۱، ۲ و ۴ % از طول وتر انتخاب شده و در زوایای حمله صفر تا ۲۵ مورد بررسی قرار گرفته است و مقادیر نیروی برآ و نیز کاهش بخش جدایش یافته مقایسه شده است. نتایج دو هندسه مختلف برای ایرفویل شکاف‌دار نشان می‌دهند که با توجه به محل قرارگیری انتهای شکاف روی سطح بالایی ایرفویل، شیارهایی با ضخامت ۲ و ۴% از وتر، از دو خانواده ایرفویل بررسی شده می‌تواند نیروی برآ بیشتری تولید کند. بررسی‌ها برای این دو شیار در قسمتی از زوایای حمله که جریان جدا یافته است (زاویه حمله‌های ۱۷، ۲۰، ۲۲ و ۲۵درجه)، میانگین افزایش ضریب برآ ۶۸/۵ و ۵۵/۸% را نشان می‌دهد.<strong><span dir="LTR"></strong></span> کنترل غیرفعال جریان ایرفویل شیاردار S809 توربین باد جدایش جریان https://mme.modares.ac.ir/article_10883_9f173dfe8f89078ce25d06126842cef1.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Vibration Amplitude Reduction of the Disk-Blade System Using the Energy Absorbers Mounted on the Disk کاهش دامنه ارتعاشات سیستم دیسک- پره با استفاده از جاذب انرژی نصب‌شده روی دیسک 391 402 10884 FA جعفر آقایاری دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران پدرام صفرپور دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران عباس رهی دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران سعید باب گروه تجهیزات دوار مکانیکی، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران Journal Article In this paper, the application of passive vibrational linear absorber on the indirect reduction of blade vibrations using its mounted on the disk-blade system is studied. The absorber receives the vibration energy of blade through a structural coupling of the disk with blade and losses it by its linear damping. Due to cyclic symmetry, the analysis of the bladed disk is reduced to the number of DOFs in a single sector. A cyclic transformation from physical to modal coordinates is used to perform this reduction. Natural frequencies and forced responses of the system are obtained by solving the characteristic and algebraic equations, respectively. The case study of a steam turbine includes 259 blades in 37 packets of 7 connected blades attached to the perimeter of the disk. Cyclic symmetric finite element analysis at 3000rpm is used to extract the natural modes and frequency diagram of the system. A two DOFs reduced-order model is identified for modeling the frequency-veering region. This region has been formed between the first and second families of natural modes and there is a strong coupling between them in this region. In addition, this region is close to the system excitation line and the possibility of resonance exists. Therefore, some linear energy absorbers are mounted on the disk for the indirect vibration reduction of blades. The initial optimal parameters were determined for the first and second modes using Den Hartog relations. These parameters reduced the system vibrations and they were used in subsequent optimization. The optimization has resulted in the improvement of absorber performance exclusively around the second mode, in compare with the tuned system by Den Hartog relations. <span>در این مقاله کاربرد جاذب خطی ارتعاشی غیرفعال در کاهش غیرمستقیم ارتعاشات پره با نصب آن روی دیسک سیستم دیسک- پره بررسی می شود. جاذب از طریق کوپلینگ سازه‌ای دیسک با پره، انرژی ارتعاشی پره را دریافت و توسط میراگر خطی خود تلف می‌کند. به واسطه تقارن سیکلی سیستم، طی تبدیل سیکلیک از مختصات فیزیکی به مودال، تعداد درجات آزادی مورد نیاز برای تحلیل به تعداد موجود در یک سکتور کاهش می‌یابد. برای مطالعه تحلیلی، از مدل کاهش مرتبه یافته در محدوده فرکانسی مطالعه سیستم استفاده می‌شود. فرکانس‌های طبیعی و پاسخ اجباری سیستم با حل معادله مشخصه و معادلات ماتریسی سیستم به دست می‌آید.<span dir="LTR"><br> دیسک- پره توربین بخاری نمونه، شامل ۲۵۹پره است که در ۳۷ مجموعه ۷تایی دور دیسک نصب شده‌اند. پره‌های هر مجموعه با شراد نوک پره به هم متصل هستند. از تحلیل المان محدود مدل سیکلیک در دور <span dir="LTR">rpm</span>۳۰۰۰ برای استخراج مودهای طبیعی و ترسیم دیاگرام فرکانسی استفاده می‌شود. برای مودهای اول و دوم مدل کاهش مرتبه یافته دو درجه آزادی شناسایی می‌شود. امکان رزونانس در ناحیه پس‌زنی فرکانسی دو مود در قطر ساکن سوم، به واسطه نزدیکی به خط تحریک وجود دارد لذا به تعداد مجموعه‌های پره، جاذب خطی انرژی روی دیسک نصب می‌شود. با استفاده از روابط دن هارتوگ پارامترهای بهینه اولیه برای مود اول و دوم تعیین شد که تا حدودی توانستند ارتعاشات سیستم را کاهش دهند و از پارامترهای آنها در بهینه‌سازی بعدی استفاده شد. با بهینه‏سازی، محدوده و میزان کاهش ارتعاشات نسبت به حالت‏های معیار دن‌هارتوگ به خصوص در مود دوم بهتر شده است. <span dir="LTR"> جاذب خطی انرژی معیار دن‌هارتوگ دیاگرام فرکانسی مدل کاهش مرتبه یافته تبدیل سیکلیک بهینه‌سازی https://mme.modares.ac.ir/article_10884_55053683268957697aa39fba6f231c68.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Simultaneous Interaction Analysis of Transient Fluid Slosh and Railway Tank Wagon Dynamics using the CFD-MBD Numerical Coupled Model تحلیل اندرکنش هم‌زمان تلاطم گذرا سیال و دینامیک واگن ریلی مخزن‌دار با استفاده از مدل عددی کوپل‌شده CFD-MBD 403 414 10885 FA احمد رحمتی‌علایی گروه مهندسی ماشین‌های ریلی، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران مجید شهروی گروه مهندسی ماشین‌های ریلی، دانشکده مهندسی راه‌آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران مسعود صمدیان‌زکریا گروه مهندسی خودرو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه‌نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article In this paper, the CFD-MBD numerical coupled model has been proposed for an accurate evaluation of the behavior of the partially filled railway tank wagon. The vibration response of the wagon has been obtained by the fourth-order Runge-Kutta method based on the three-dimensional multibody dynamic (MBD) model with 19 degrees of freedom comprising car-body, two bogies, and four wheel-sets. The model of transient fluid sloshing inside the tank has been analyzed using the computational fluid dynamics (CFD) method combined with the volume of fluid (VOF) technique for solving the Navier-Stokes equations and tracing the fluid free surface, respectively. Validation of the numerical results has been carried out using experimental data. Then, the simultaneous interaction of the transient fluid slosh and the wagon dynamics has been considered through the development of the numerical process of coupling CFD and MBD models. The dynamic characteristics of a partially filled tank wagon have been derived in braking conditions using parametric study on the filled-volume, tank cross-section shape, and fluid viscosity. The results indicate that the filled-volume increase decreases the amplitude of the fluid's center of gravity coordinate. The lowest fluid slosh in the different filled-volumes has been related to the modified-oval cross-section. The fluid viscosity has a slight effect on the longitudinal fluid slosh force and the stopping distance of the railway tank wagon.<br> <span>در این مقاله مدل عددی کوپل‌شده <span dir="LTR">CFD-MBD</span> برای ارزیابی دقیق رفتار واگن ریلی مخزن‌دار حامل سیال معرفی شده است. پاسخ ارتعاشاتی واگن براساس مدل دینامیکی چندجرمی <span dir="LTR">(MBD)</span> سه‌بعدی شامل اجزای بدنه، دو بوژی و چهار مجموعه چرخ و محور با ۱۹درجه آزادی به روش رانگ‌کوتا مرتبه چهار به دست آمده است. مدل تلاطم گذرا سیال داخل مخزن با استفاده از روش دینامیک سیال محاسباتی <span dir="LTR">(CFD)</span> ترکیب‌شده با تکنیک حجم سیال <span dir="LTR">(VOF)</span> به‌منظور حل معادلات ناویر- استوکس و ردیابی سطح آزاد سیال آنالیزشده است. راستی‌آزمایی نتایج عددی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی انجام شده است. سپس با توسعه فرآیند عددی کوپل‌کردن مدل‌های <span dir="LTR">CFD</span> و <span dir="LTR">MBD</span>، اندرکنش هم‌زمان تلاطم گذرا سیال و دینامیک واگن در نظر گرفته شده است. با مطالعه پارامتری روی حجم پرشوندگی، شکل سطح مقطع مخزن و لزجت سیال مشخصه‌های دینامیکی واگن مخزن‌دار نیمه‌پر در شرایط ترمزگیری استخراج شده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش حجم پرشوندگی، دامنه نوسان مرکز مختصات گرانش سیال را کاهش می‌دهد. کمترین دامنه تلاطم سیال در حجم پرشوندگی‌های مختلف مربوط به سطح مقطع بیضی اصلاح‌شده است. لزجت سیال تاثیر ناچیزی بر نیروی تلاطم طولی و مسافت توقف واگن مخزن‌دار نیمه‌پر دارد.</span> واگن مخزن‌دار نیمه‌پر دینامیک سیالات محاسباتی دینامیک چندجرمی رانگ‌کوتا مرتبه چهار مدل کوپل‌شده ترمزگیری https://mme.modares.ac.ir/article_10885_38840678620308eadd98d8632df3d6d4.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Experimental and Numerical Investigation of Energy Absorption in Auxetic Structures under Quasi-static Loading بررسی تجربی و عددی جذب انرژی سازه‌های آگزتیک تحت بارگذاری شبه‌استاتیک 415 424 10886 FA میلاد نجفی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران حامد احمدی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران 0000-0003-3869-4012 غلامحسین لیاقت دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article Human being has always been looking for optimal use of his surrounding materials that has been able to invent various structures through getting inspired by nature. Some of these structures are lattice structures. Due to their lower weight, high compressive strength and high stiffness, lattice structures are widely used in various applications, including energy absorbers. A new type of lattice structure is auxetic structures that have a negative Poisson’s ratio due to their geometric structure. This characteristic has caused auxetic structures to have unique properties such as shear strength, indentation resistance, and high-energy absorption. In this study, the experimental and numerical investigation of in-plane uniaxial quasi-static loading on three auxetic structures and one non-auxetic structure have been conducted. The specimens have three different auxetic geometries including re-entrant, arrowhead and anti-tetra chiral and one honeycomb geometry that is non-auxetic. The specimens have been manufactured using additive manufacturing technology (3D printing). Experimental results were compared with finite element simulation results, which were in a good agreement. As expected, auxetic structures showed a much better performance in energy absorption compared to the honeycomb structure. So that the energy absorption of the arrowhead structure was 161% higher than the honeycomb structure. <span>بشر همواره در پی استفاده بهینه از مواد پیرامون خود بوده و در این زمینه با الهام‌گرفتن از طبیعت موفق به ابداع سازه‌های مختلف شده است. یکی از این موارد، سازه‌های مشبک هستند که به دلیل وزن پایین و استحکام فشاری و سفتی بالا، به‌صورت گسترده‌ای در کاربردهای مختلف از جمله جاذب‌های انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند. نوع جدیدی از سازه‌های مشبک، سازه‌های آگزتیک هستند که به دلیل ساختار هندسی خود، ضریب پوآسون منفی دارند و همین مشخصه، باعث‌شده تا سازه‌های آگزتیک ویژگی‌های منحصربه‌فردی همچون مقاومت برشی، مقاومت در برابر فرورفتگی و جذب انرژی بالا داشته باشند. در این مطالعه به بررسی تجربی و عددی بارگذاری فشاری به‌صورت شبه‌استاتیک روی سه سازه آگزتیک و یک سازه غیرآگزتیک پرداخته شده است. نمونه‌های مورد بررسی دارای سه هندسه مختلف آگزتیک ری‌اینترنت، سرنیزه‌ای و آنتی‌تتراکایرال و یک هندسه غیرآگزتیک لانه‌زنبوری بوده و برای ساخت نمونه‌ها از روش ساخت افزایشی (چاپ سه‌بعدی) استفاده شده است و نتایج تجربی با نتایج تحلیل اجزاء محدود مقایسه شد که قرابت بسیار خوبی با هم داشتند و همان طور که انتظار می‌رفت، سازه‌های آگزتیک به نسبت سازه لانه‌زنبوری که سازه‌ای غیرآگزتیک است، عملکرد به‌مراتب بهتری در جذب انرژی از خود نشان دادند. به‌طوری که جذب انرژی سازهٔ سرنیزه‌ای ۱۶۱%بیشتر از سازه لانه‌زنبوری بود.</span> سازه‌های آگزتیک جذب انرژی ساخت افزایشی بارگذاری فشاری شبه‌استاتیک تحلیل اجزاء محدود https://mme.modares.ac.ir/article_10886_f2a13eeae490ef805070086405e26087.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Numerical Investigation of Effect of Blade Profile on the Supersonic Gas-Turbine’s Performance under the Partial-Admission Conditions بررسی عددی تاثیر نوع پروفیل پره بر عملکرد توربین گازی فراصوت در شرایط پذیرش جزیی 425 436 10887 FA محمدمهدی کریمی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران رضا آقایی طوق گروه مهندسی هوافضا، دانشکده فنی و مهندسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران محمدحسن نوبختی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، برق و کامپیوتر، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران محمدجواد منتظری دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article The supersonic turbines are widely used in various industries and power generation systems, including gas turbines, space propulsion, heavy transport industries, and etc. In general, these turbines are used when a high specific work with a low fluid Mass flow is needed. It is possible to extract a high specific work from small height supersonic impulse blades in these turbines. To prevent losses due to the low blades aspect ratio, the turbine is used in partial-admission conditions; so that, the fluid flow is only fed from a part of the rotor. The degree of partial-admission and the type of blade profile are important factors that have significant effects on the turbine performance. The aim of this work is to design and investigate the effects of various types of impulse blade profiles on the turbine’s performance. A preliminary design code is developed in order to predict turbine performance. These results are evaluated using the experimental results. In the next step, using the calculation of design code, two-dimensional profiles are created using different design methods and numerically analyzed. Finally, the profiles that were better than the original model were studied by 3D numerical analysis. It was found that the performance parameters such as efficiency, power, and torque are increased by more than 8% in the selected best model, in comparison with the original model. Moreover, the total pressure loss is 12% decreased for the selected model. In general, the results show that the selected profile would have a superior performance.<br> <span>توربین‌های فراصوت کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف و سامانه‌های تولید توان از جمله توربین‌های گازی، پیش‌رانش فضایی، صنایع حمل و نقل سنگین و غیره دارند. به‌طور کلی این توربین‌ها زمانی به کار می‌روند که با وجود دبی جرمی اندک به کار ویژه‌ زیادی نیاز باشد. می‌توان در این توربین‌ها با استفاده از پره‌های فراصوت ضربه‌ای کار ویژه‌ بالایی به دست آورد. با وجود دبی جرمی اندک، ارتفاع پره‌ها و در نتیجه نسبت منظری کوچک است. به‌منظور کاهش اُفت‌های مرتبط با نسبت منظری کم این توربین‌ها در شرایط پذیرش جزیی به کار می‌روند؛ یعنی جریان سیال فقط از بخشی از ورودی روتور تزریق می‌شود. میزان درجه پذیرش جزیی و نوع پروفیل پره ضربه‌ای از ‌جمله عوامل موثر بر عملکرد این نوع توربین است. هدف کار حاضر بررسی تاثیر انواع پروفیل‌های پره‌ ضربه‌ای فراصوت بر عملکرد توربین است. در این کار ابتدا یک کد طراحی مقدماتی و پیش‌بینی عملکرد توربین توسعه داده شده و نتایج آن با آزمایش‌های تجربی ارزیابی شده است. براساس محاسبات کد طراحی، تعدادی پروفیل دوبعدی با استفاده از روش‌های مختلف طراحی پروفیل تولید و به‌صورت عددی تحلیل و ارزیابی شده‌اند. سپس، پروفیل‌هایی که نسبت به مدل اولیه عملکرد بهتری داشته‌اند در تحلیل عددی سه‌بعدی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. در این کار مشاهده شد که پارامترهای عملکردی مانند بازده، توان و گشتاور توربین در بهترین مدل انتخاب شده نسبت به مدل اولیه‌ هرکدام بیش از ۸% افزایش داشته‌اند. اُفت فشار سکون نیز حدود ۱۲% کمتر از مدل اولیه است و تحلیل کلی نتایج نشان‌دهنده‌ کارآیی برتر پروفیل منتخب است.</span> توربین فراصوت پذیرش جزیی پروفیل پره‌ عملکرد توربین https://mme.modares.ac.ir/article_10887_96337d2cb0f87a553196fd9ec2cc66a8.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Effect of Viscoelastic-Hetenyi Foundation and Fluid Viscosity on Dynamic Behavior of Fluid Conveying Microtube under Flutter and Parametric Magnetic Resonance تاثیر بستر ویسکوالاستیک هیتنی و ویسکوزیته سیال بر رفتار دینامیکی میکرولوله حامل سیال تحت فلاتر و تشدید پارامتریک مغناطیسی 437 448 10888 FA رضا جهانگیری گروه مهندسی مکانیک، واحد سلماس، دانشگاه آزاد اسلامی، سلماس، ایران اکبر اللهوردی‌زاده گروه مهندسی مکاترونیک، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران بهنام داداش‌زاده گروه مهندسی مکاترونیک، دانشکده مهندسی فناوری‌های نوین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران حمید عظیم‌زاده گروه مهندسی مکانیک، واحد سلماس، دانشگاه آزاد اسلامی، سلماس، ایران Journal Article In this research, nonlinear transverse vibrations of a fluid conveying microtube under parametric magnetic axial resonance condition is studied. For this purpose, nonlinear governing equations of transverse motion of beam-like microtube are derived using Reddy’s first-order shear deformation theory with considering the effect of fluid viscosity and fluid centripetal acceleration. In this model, nonlinear terms of Hetenyi foundation and nonlinear geometric terms of the Von-Karman theory under magnetic excitations in the presence of fluid flow beyond the flutter instability is considered. In the following, the effects of foundation parameters on the linear flutter specifications of fluid conveying magnetizable microtubes are studied. Then, the nonlinear system behavior for fluid flow velocities more than critical velocity corresponding to the coupling of the first and second vibration modes is studied using multiple scales method. Nonlinear response curves in velocities above critical velocity are obtained and effects of variations of various system parameters including flow velocity, amplitude, and frequency of the magnetic field, Hetenyi foundation stiffness constants, viscosity, and dimensions ratio on the nonlinear response of the system are investigated. Some results indicate that increasing the values of shear stiffness parameter of the Hetenyi foundation has an unstable effect so that with its increasing, the flutter instability occurs at lower frequencies.<br> <span>در این پژوهش ارتعاشات غیرخطی جانبی میکرولوله حاوی سیال تحت شرایط تشدید پارامتریک مغناطیسی محوری مورد مطالعه قرار می‌گیرد. برای این منظور، معادلات غیرخطی حاکم بر حرکات جانبی میکرولوله تیر مانند با استفاده از تئوری تغییر شکل‌های برشی مرتبه اول ردی با احتساب اثر ویسکوزیته و شتاب جانب مرکز سیال استخراج می‌شود. در این مدل جملات غیرخطی بستر هیتنی و جملات غیرخطی هندسی تئوری ون- کارمن تحت تحریکات مغناطیسی در حضور جریان سیال ورای ناپایداری فلاتر لحاظ می‌شود. در ادامه اثرات پارامترهای بستر روی مشخصات فلاتر خطی میکرو لوله‌های مغناطیس‌شونده حاوی سیال مورد مطالعه قرار می‌گیرد. سپس رفتار سیستم غیرخطی در سرعت‌های جریان بالاتر از سرعت بحرانی متناظر با کوپلینگ دو مود اول و دوم ارتعاشی با استفاده از روش مقیاس‌های چندگانه مورد مطالعه قرار می‌گیرد. منحنی‌های پاسخ غیرخطی در سرعت‌های بالاتر از سرعت بحرانی به‌دست‌آمده و اثرات تغییر پارامترهای مختلف سیستم اعم از سرعت جریان، دامنه و فرکانس میدان مغناطیسی، ثابت‌های سختی بستر هیتنی، ویسکوزیته و نسبت ابعاد روی رفتار غیرخطی سیستم بررسی می‌گردد. برخی از نتایج نشان دهنده آن است که افزایش مقادیر پارامتر سختی برشی بستر هیتنی اثر ناپایدار ساز دارد به طوری که با افزایش آن، ناپایداری فلاتر در فرکانس‌های پایین‌تر اتفاق می‌افتد.</span><strong></strong></span> ارتعاشات غیرخطی میکرو لوله حاوی سیال بستر ویسکوالاستیک هیتنی تشدید پارامتریک مغناطیسی فلاتر https://mme.modares.ac.ir/article_10888_a91e54caf4ae7dcf7a1f13640fa21079.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Microstructural and Mechanical Investigation of the Joint of Aluminum Alloy 6061 with CO2 Laser High Power Welding Machine بررسی ریزساختاری و مکانیکی اتصال آلیاژ آلومینیوم 6061 با دستگاه توان بالای جوشکاری پرتو لیزر CO2 449 456 10889 FA سیدعلی‌اصغر اکبری موسوی گروه متالورژی و مواد، دانشکده مواد و متالورژی، پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران غلام‌رضا فغانی گروه مواد، دانشکده مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء (ص)، تهران، ایران حمیدرضا شیوانی گروه متالورژی و مواد، دانشکده مواد و متالورژی، پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article One of the emerging methods of joining various metals is the use of laser beam welding in a variety of industries such as transportation, aerospace, radar, and marine construction, which reduces fuel consumption and thus reduces environmental pollution. In this study, the microstructure and mechanical properties of similar joints of aluminum alloy 6061 with a thickness of 2 millimeters have been investigated by the laser beam welding method with a high power of 5000 watts. Examined items include the effect of laser welding parameters such as power, frequency, and welding speed on microstructural and mechanical properties. Microstructural analysis results using an optical and scanning electron microscope show that in the process, the microstructure of the weld in the base metal to the center of the weld region changed from the dendritic column to the parallel dendritic zone and eventually reached the equiaxed dendritic area, due to the higher input temperature and consequently less cooling rate. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) showed no significant change in the chemical composition. Investigating the mechanical properties using hardness measurement, and the tensile testing showed that the hardness in the fusion zone was lower than other base metal zones, and the optimized sample was failed in the weld zone. The tensile strength of the optimum welding sample is approximately equal to half the tensile strength of the base metal. <span>یکی از روش‌های نوظهور در اتصال‌دهی فلزات مختلف استفاده از روش جوشکاری پرتوی لیزر در صنایع مختلفی نظیر حمل‌ونقل، هوافضا، ساخت رادار و دریایی بوده که باعث کاهش مصرف سوخت و در نتیجه کاهش آلودگی محیط‌ زیست خواهد شد. در این پژوهش به بررسی و مقایسه ریزساختار و خواص مکانیکی اتصالات مشابه و هم‌جنس آلومینیوم آلیاژ ۶۰۶۱ با ضخامت ۲میلی‌متر با دستگاه جوشکاری پرتوی لیزر با توان بالای ۵۰۰۰وات پرداخته‌ شده است. موارد مورد بررسی شامل اثر پارامترهای جوش لیزر مانند توان، فرکانس و سرعت جوش بر خواص ریزساختاری و مکانیکی است. نتایج بررسی ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری و روبشی نشان می‌دهد که در فرآیند به دلیل حرارت ورودی بالاتر و در نتیجه نرخ سردشدن کمتر می‌توان مشاهده کرد که ریزساختار جوش از فلز پایه تا مرکز ناحیه جوش از دندریتی ستونی تا ناحیه دندریتی موازی تغییر کرده و نهایتاً به ناحیه دندریتی هم‌محور رسیده است. آنالیز اسپکتروسکوپی اشعه ایکس انرژی متفرق <span dir="LTR">(EDS)</span> نشان داد که تغییر قابل توجهی در ترکیب شیمیایی به وجود نیامده است. بررسی خواص مکانیکی با استفاده از سختی‌سنجی و آزمون کشش نشان داد که سختی کمتری در منطقه هم‌جوشی نسبت به سایر نواحی فلز پایه وجود دارد و نمونه‌های کشش از ناحیه جوش شکستند. همچنین استحکام کششی نمونه جوش بهینه تقریباً برابر نیمی از استحکام کششی فلز پایه است.</span> جوش لیزر خواص مکانیکی ریزساختار آلومینیوم 6061 دندریتی ستونی https://mme.modares.ac.ir/article_10889_cc0e1713aa0e2bcba6f5edf1436b81ef.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 A Preview and Neuromuscular Driver Model Design with Torque Feedback for Simulating Intelligent Vehicles Equipped with Steer-by-Wire System طراحی مدل راننده پیش‌بین و عصبی- عضلانی با بازخورد گشتاور به‌منظور شبیه‌سازی خودروهای هوشمند مجهز به سیستم فرمان با سیم 457 465 10890 FA امیر غلامی باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران مجید مجیدی دانشکده مهندسی صنایع و مکانیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران سمیه رئیس‌دانا دانشکده مهندسی برق، پزشکی و مکاترونیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران وحید طاووسی باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران Journal Article The torque feedback of the vehicle's steering wheel or driver perception of the steering wheel is one of the aspects of steering quality that has been investigated extensively in recent decades. In this paper, the driver model for sensing torque feedback or haptic interaction between the vehicle equipped with a steer-by-wire system (SWB) and the driver has been designed. The driver model consists of a preview model and a neuromuscular model. The preview driver model calculates the desired angle of the steering wheel to follow the path, and the neuromuscular driver model that can perceive real-time torque feedback determines the real angle of the steering wheel according to muscular system transfer functions to follow its desired angle. Calculating of torques on the steering wheel requires estimation of the tire-road forces. Whereas directly calculating the tire-road forces is too difficult, particularly in the lateral vehicle dynamics, suitable estimator to estimate these forces designed. The simulation results using the Carsim and Simulink software indicate that the driver model performance improved 63 % when torque feedback is enabled. So the designed driver model with torque feedback has an important role in controlling and vehicle steering in conducting double lane-change maneuvers.<br> <span>بازخورد گشتاور فرمان خودرو یا احساسی که راننده از فرمان دریافت می‌کند، یکی از جوانب کیفیت فرمان‌پذیری خودرو است که به‌صورت گسترده‌ای در دهه‌های اخیر مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله به طراحی مدل راننده برای حس‌کردن بازخورد گشتاور یا تعامل هپتیکی بین خودروی مجهز به فرمان با سیم و راننده پرداخته شده است. مدل راننده دارای دو قسمت مدل پیش‌بین و عصبی- عضلانی است. مدل راننده پیش‌بین با دریافت بازخورد فاصله جانبی خودرو از جاده، میزان زاویه غربیلک فرمان مطلوب را برای تعقیب مسیر محاسبه می‌کند و مدل راننده عصبی- عضلانی که قابلیت دریافت بازخورد گشتاور در هر لحظه را دارد، زاویه غربیلک فرمان واقعی خودرو را برای تعقیب مقدار مطلوب آن بر اساس توابع تبدیل سیستم عضلانی تعیین می‌نماید. محاسبه گشتاورهای وارد بر فرمان، نیازمند تخمین نیروهای وارد بر تایر از طرف جاده است. از آنجا که محاسبه نیروهای وارد بر تایر توسط جاده به‌خصوص در دینامیک جانبی خودرو به‌صورت مستقیم بسیار مشکل است، به طراحی تخمینگر مناسبی برای تخمین این نیروها پرداخته شده است. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزارهای کارسیم و سیمولینک نشان می‌دهد که عملکرد مدل راننده با بازخورد گشتاور نسبت به مدل راننده بدون بازخورد گشتاور ۶۳% بهبود یافته است. بنابراین مدل راننده طراحی‌شده به‌همراه بازخورد گشتاور، نقش مهمی در کنترل و فرمان‌پذیری خودرو در انجام مانورهای تغییر لاین مجدد دارد. <br> مدل راننده عصبی- عضلانی بازخورد گشتاور فرمان با سیم تخمینگر هپتیک https://mme.modares.ac.ir/article_10890_3047ee053d45323e65192012176a2a1c.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Numerical and Experimental Investigation of the Effect of Nozzle Divergent Section Geometry on Fluid Flow and Heat Transfer within the Nozzle بررسی عددی و تجربی اثر هندسه بخش واگرای نازل بر جریان سیال و انتقال حرارت درون نازل 467 473 10891 FA محمدمهدی فخاری گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران حمیدرضا بکائی گروه هوافضا، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران بهروز شهریاری گروه طراحی کاربردی و سازه‌های هوایی، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران Journal Article In this paper, the effect of nozzle divergent section geometry on fluid flow and heat transfer within the convergent-divergent nozzle numerically and experimentally is investigated. Axisymmetric supersonic flow simulation for the converging-diverging nozzle is conducted. The flow field is a steady turbulent two-dimensional flow. The working fluid is a combustion product and is considered as a compressible ideal gas. The flow field is simulated using the commercial code FLUENT. The equations are discretized implicitly with the second order of accuracy. In this study, two convergent-divergent nozzles have been analyzed that the divergent part of one is a cone-shaped and the other is bell-shaped. The calculated parameters in the simulation have been compared with the experimental results. Based on the simulation results and the values obtained in the experimental test, the error is less than 4% that is acceptable and appropriate. According to the results, flow simulation accuracy is appropriate.<br> <span>در این مقاله اثر هندسه بخش واگرای نازل بر جریان سیال و انتقال حرارت درون نازل همگرا- واگرا به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. شبیه‌سازی به صورت حل جریان متقارن محوری مافوق صوت درون نازل همگرا- واگرا انجام شده است. شرایط حاکم بر جریان درون نازل در این پژوهش به صورت دوبُعدی برای یک جریان آشفته تک‌فاز و حالت پایا در نظر گرفته شده است. سیال عامل محصولات احتراق سوخت جامد با شرایط گاز ایده‌آل و تراکم‌پذیر است. میدان جریان به کمک نرم‌افزار فلوئنت با فرمول‌بندی ضمنی شبیه‌سازی شده است. در این پژوهش دو نازل همگرا- واگرا مورد ارزیابی قرار گرفته که بخش واگرای یک نازل به صورت مخروطی و یک نازل به صورت زنگوله‌ای شکل است. مقادیر پارامترهای محاسبه‌شده در شبیه‌سازی با آزمون‌های آزمایشگاهی مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصل از شبیه‌سازی و مقادیر به دست آمده در آزمون تجربی خطا کمتر از ۴% است که در حد قابل قبول و مناسبی است. با توجه به نتایج به دست آمده دقت شبیه‌سازی جریان در نازل‌ها دارای مقادیر مناسب است.</span> نازل همگرا- واگرا بررسی عددی و تجربی جریان سیال انتقال حرارت https://mme.modares.ac.ir/article_10891_76c65def23053e0eea4fac87af8b07b2.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Fuzzy Force Field Control Design for Lower Limb Rehabilitation Robot طراحی ساختار فازی کنترل میدان نیرو برای ربات توانبخشی پایین ‌تنه 475 484 10892 FA سیدعلی معافی گروه دینامیک، کنترل و ارتعاشات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران فرید نجفی گروه دینامیک، کنترل و ارتعاشات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Journal Article In this paper, an intelligent powerful control scheme is presented for a lower-limb rehabilitation robot. The focus of this study is on maintaining patient safety, focusing on the concept of assist as needed to improve the efficacy of robotic rehabilitation exercises and intelligent controller behavior. The proposed control scheme is consists of force field control and fuzzy logic control. Gravity compensation, friction forces, and interaction torque have been considered to the dynamic model of the system. The force field control method creates a virtual wall along the desired trajectory in the sagittal plane that can guide the patient's gait. Force field control parameters are selected using the fuzzy logic control rules o improve the concept of assist as needed for the rehabilitation robot in order to make a freedom of action for the patient. Therefore, the fuzzy logic control algorithm was proposed to improve the behavioral quality of the rehabilitation robot depending on the patient's ability in the gait process. In this regard, the proposed control scheme has been implemented for the lower-limb rehabilitation robot system. Simulation results show the efficiency of the proposed controller to improve the quality of motorized gait training. <span>در این مقاله هدف ارایه ساختار کنترلی هوشمند و قدرتمند برای کنترل ربات توانبخشی پایین‌تنه است. مورد توجه در این پژوهش حفظ ایمنی بیمار، توجه به مفهوم کمک به مقدار نیاز به‌منظور ارتقای کارآیی تمرین‌های رباتیک توانبخشی و هوشمندسازی رفتار کنترلر است. ساختار کنترلی پیشنهادی متشکل از کنترل میدان نیرو و استراتژی منطق فازی است. علاوه‌ بر این تمامی عوامل تاثیرگذار بر دینامیک سیستم از قبیل نیروی گرانشی، نیروی اصطکاک و گشتاور تعاملی بین ربات و انسان در مدل‌سازی آن لحاظ شده است. روش کنترلی میدان نیرو با ایجاد یک نوار مجازی حول مسیر حرکت راه رفتن، میدان نیرویی را ایجاد می‌کند که می‌تواند پای بیمار را تحت شرایط مورد نظر طراح، در راستای مسیر مرجع هدایت نماید. در این مقاله به‌منظور تحقق هدف کمک به مقدار نیاز، برای تامین آزادی عمل بیشتر بیمار، پارامترهای تعیین‌کننده کنترلر میدان نیرو به کمک کنترل فازی انتخاب می‌شوند. در این وضعیت الگوریتم فازی برای افزایش کیفیت رفتار ربات توانبخشی که با توجه به میزان توانایی بیمار تطبیق‌پذیر است پیشنهاد شد. در همین راستا ساختار کنترلی پیشنهادی روی سیستم دینامیکی ربات توانبخشی پایین ‌تنه پیاده‌سازی شده است. همچنین نتایج حاصل از شبیه‌سازی به‌خوبی نشان‌دهنده میزان کارآیی کنترلر در انجام هرچه با کیفیت‌تر فرآیند گام‌برداشتن بیمار است.</span> ربات توانبخشی پایین تنه کنترل میدان نیرو منطق فازی https://mme.modares.ac.ir/article_10892_39375e8559373aede34f6f15b8dab4dc.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Mechanical and Fine-Grain Structure Properties to Improve Ultrasonic-Assisted Surface Ball Deep Rolling of Aluminum Sheets AA6061-T6 خواص مکانیکی و ریزساختاری در بهبود فرآیند غلطک‌کاری ساچمه‌ای به کمک فراصوت ورق‌های آلومینیوم AA6061-T6 485 498 10893 FA علیرضا باقری‌بمی گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران سعید امینی گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران رضا تیموری گروه ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article The ball deep rolling process is used to improve the surface properties of the workpiece. In this research, the optimum state was determined using the design of the experiment to improve the properties including optimum hardness and roughness. It was determined 3 passes and the type of traditionally and ultrasonic process and proposed regression model at the speed of 1000mm/min. In this case, it showed the hardness of 131 micro vickers and also determined minimum roughness in the mean roughness of 0.179 microns and the maximum roughness of 1.01 microns. The microstructure and tensile tests have been investigated in the optimal sample, compared to the surface topographic reference sample. The microstructure has been shown the decreases from about 30-50 microns to about 300 nanometers in thickness at about 50 microns below the surface by scanning electron microscopy. The tensile stress and percentage increase in length were determined by 10% and 29% increase, respectively by the tensile strength test. Topography has also shown the reduction of roughness by 40%. The hardness of the subsurface was studied in the thickness of the workpiece and it was compared to the same traditional and modern optimum specimen. The result showed the effect of increasing the hardness due to the of the structure fracture and strain rate. <span>فرآیند غلطک‌کاری ساچمه‌ای با قابلیت دورانی برای بهبود خواص سطحی قطعه کار استفاده می‌شود. در این تحقیق با استفاده از طراحی آزمایش تجربی و برای بهبود خواصی شامل سختی و زبری حالت بهینه مشخص شد. در سرعت ۱۰۰۰میلی‌متر بر دقیقه، ۳ پاس و نوع فرآیند سنتی و التراسونیک و مدل پیشنهادی رگرسیون را معین کرد. در این حالت سختی ۱۳۱میکرو ویکرز را نشان داده و نیز زبری کمینه را در زبری میانگین به ۰/۱۷۹میکرون و زبری بیشینه ۱/۰۱میکرون را مشخص نموده است. از نمونه بهینه و نسبت به نمونه مرجع توپوگرافی سطح، ریزساختار و آزمون کشش را مورد بررسی قرار داده است. ریزساختار با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی از حدود ۳۰ تا ۵۰میکرون به حدود ۳۰۰نانومتر کاهش در ضخامت حدود ۵۰میکرون زیر سطح را نشان داده است. آزمون کشش استحکام، تنش تسلیم و درصد افزایش طول را به ترتیب حدود ۱۰ و ۲۹% افزایش را مشخص کرد. توپوگرافی نیز کاهش زبری را ۴۰% کاهش نشان داده است. سختی زیر سطح در ضخامت قطعه مورد بررسی قرار گرفت و نسبت به نمونه مشابه بهینه سنتی و نوین نشان از تاثیر افزایش سختی متاثر از ریزشدن ساختار و نرخ کرنش داشته است. <span dir="LTR"> التراسونیک آزمون کشش توپوگرافی زبری سختی https://mme.modares.ac.ir/article_10893_2990d25f0152b653b68bc2f7994a05f1.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Numerical and Experimental Investigation of the Strain Rate Effect on Tensile Properties of Graphene/Epoxy Nanocomposites مطالعه عددی- تجربی اثر نرخ کرنش بر خواص کششی نانوکامپوزیت‌های گرافن- اپوکسی 499 508 10894 FA شهاب امینی‌نژاد گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران غلامحسین مجذوبی گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران سیدعلی‌رضا ثابت گروه کامپوزیت، پژوهشکده فرآیند پلمیرها، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران Journal Article In this research, the effect of strain rate on the tensile behavior of the graphene/epoxy nanocomposites was investigated. The specimens were prepared for 0.05, 0.1, 0.3 and 0.5 wt.% graphene oxide and were subjected to tensile tests at different strain rates. The experimental results showed that the maximum improvements in the tensile strength, the modulus, and nanocomposite were 9%, 16%, and 0.1 wt.%, respectively. Also, the results indicated that the epoxy and its nanocomposites were sensitive to the strain rate. The rate sensitivity decreased with the increase of the graphene weight percentages. Moreover, it was shown that by increasing the strain rate, the tensile strength and modulus for pure epoxy were improved by 15.8% and 16.8%, respectively. In this study, the appropriateness and applicability of the Johnson-Cook material model for describing the stress-strain relation of the nanocomposites were examined by a combined experimental-numerical-optimization technique. The numerical simulations were carried out using Abaqus commercial program and the optimizations were performed using the Surrogate modeling. The results showed that the Johnson-cook model is not accurate at very low strain rates. However, the accuracy of the model was remarkably improved by increasing the graphene weight percentage or increasing strain rate. <span>در این پژوهش، اثر نرخ کرنش بر رفتار کششی نانوکامپوزیت‌های گرافن- اپوکسی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌ها برای ۰/۰۵، ۰/۱، ۰/۳ و ۰/۵ درصد وزنی گرافن اکساید آماده‌سازی شدند و تحت آزمون کشش در نرخ‌های کرنش مختلف قرار گرفتند. نتایج تجربی نشان داد که حداکثر بهبود در استحکام کششی و مدول به ترتیب ۹ و ۱۶% و برای نانوکامپوزیت، ۰/۱ درصد وزنی به‌دست آمده بودند. همچنین، نتایج نشان داد که اپوکسی و نانوکامپوزیت‌های آن به نرخ کرنش حساس بودند. حساسیت به نرخ با افزایش درصدهای وزنی گرافن، کاهش یافت. علاوه‌بر آن نشان داده شد که با افزایش نرخ کرنش، استحکام کششی و مدول اپوکسی خالص به ترتیب ۱۵/۸ و ۱۶/۸% بهبود یافتند. در این مطالعه، تناسب و کارآیی مدل ماده جانسون- کوک برای توصیف ارتباط تنش- کرنش نانوکامپوزیت‌ها، به کمک تکنیک ترکیب آزمایشی- عددی- بهینه‌سازی ارزیابی شد. شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از برنامه تجاری آباکوس و بهینه‌سازی، با استفاده از مدل‌سازی جایگزینی انجام گرفت. نتایج نشان داد که در نرخ‌های کرنش خیلی پایین، مدل جانسون- کوک دقیق نیست. با این حال، با افزایش درصد وزنی گرافن یا افزایش نرخ کرنش، دقت مدل بهبود چشمگیری یافت.</span> اپوکسی گرافن اکساید نرخ کرنش استحکام مدل جانسون- کوک https://mme.modares.ac.ir/article_10894_0b0d29e5d5c8a7a25dced6405bd022a9.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Experimental and Computational Investigation of Platen Superheater Failure in 320MW Power Plant بررسی تجربی و محاسباتی خرابی سوپرهیتر پلاتن یک نیروگاه 320مگاواتی 509 514 10895 FA علی‌اکبر شامی گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران سیدابراهیم موسوی‌ترشیزی گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران علی جهانگیری گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article Superheater tubes are the most critical components of the power plant’s boiler. These tubes are subject to degradation such as creep and overheating, due to the hard operating conditions (exposure to high temperature and pressure for a long period). Therefore, it is important to diagnose and prevent these failures. The failure report in a 320-megawatt power plant indicates that most tube ruptures are concentrated in a particular region of the platen superheater (radiative superheater). The investigation of broken tubes shows that the temperature of the tubes in this area is higher than the other platen superheater’s regions. Three methods of metallography, oxide layer thickness measurement and thermal analysis using computational fluid dynamics were used to prove the existence of higher temperatures at the point of breakdown. All three methods provide the same results. The results of surveys confirm this significant temperature difference and show that the increase in the local temperature in the damaged tubes is due to the longer length of these tubes, which results in lower vapor mass flow rate, and absorb more heat due to the higher thermal surfaces of them. <span>لوله‌های سوپرهیتر از بحرانی‌ترین اجزای بویلرهای نیروگاهی هستند. آنها به دلیل شرایط بهره‌برداری سخت (قرارگرفتن در دما و فشار بالا در طولانی‌مدت)، در معرض خرابی‌هایی مانند خزش و اورهیت‌شدن قرار دارند. بنابراین تشخیص علت این خرابی‌ها و جلوگیری از آنها بسیار مهم است. بررسی گزارش خرابی‌ها در یک نیروگاه ۳۲۰مگاواتی نشان می‌دهد که بیشتر گسیختگی لوله‌ها در یک ناحیه خاص در سوپرهیتر پلاتن (سوپرهیتر تشعشعی) متمرکز است. بررسی لوله‌های گسیخته‌شده نشان می‌دهد که دمای لوله‌ها در این منطقه بیشتر از دمای سایر نواحی لوله‌های سوپرهیتر پلاتن است. برای اثبات بالاتربودن دما در نقطه شکست از سه روش متالوگرافی، اندازه‌گیری ضخامت لایه اکسیدی داخل لوله و تحلیل حرارتی به روش دینامیک محاسباتی سیال استفاده شد. هر سه روش نتایج یکسانی را ارایه می‌کنند. نتایج بررسی‌ها این اختلاف دمای قابل توجه را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که افزایش دمای موضعی در لوله‌های آسیب‌دیده ناشی از طول بیشتر این لوله‌ها است که منجر به کمترشدن دبی بخار عبوری از آنها از یک طرف و جذب حرارت بیشتر به دلیل بیشتربودن سطوح حرارتی آنها است.</span> بویلر سوپرهیتر پلاتن متالوگرافی ضخامت لایه اکسیدی تحلیل حرارتی https://mme.modares.ac.ir/article_10895_ab38e9193c5e03752556a0a238ed5080.pdf
دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 20 2 2020 01 21 Effect of Process Parameters on Burr Size and Surface Roughness in Micromilling of AISI1045 Steel تاثیر پارامترهای فرآیند روی اندازه پلیسه و زبری سطح در میکروفرزکاری فولاد AISI1045 515 529 10896 FA اتابک احمدلو گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران محمدحسین صادقی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران رضا غفاری‌تراب‌ترکی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی ساخت و تولید، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article Micro milling is widely used for producing industrial micro parts. In micromachining, approaching the depth of cut to tool cutting tip radius causes some problems in achieving desired surface quality and burr formation. It is impossible to use conventional deburring methods in micro parts due to the reduction of machining scale and the importance of high dimensional accuracy and surface quality. Therefore, it is important to comprehend micro end milling and the effect of process parameters on reducing these problems. In this study, the effect of spindle speed, feed rate and depth of cut on surface roughness and burr size during micro end milling of AISI1045 steel have been investigated using the response surface method. Two flute endmills with 0.8 mm diameters have been used in this study. Results show that feed rate with 55.26, 37.53 and 44.55 percent contribution on burr size in up milling side, down milling side and surface roughness is the most effective parameter in the micro end milling process. Selecting the maximum amount of spindle speed, feed rate, and the minimum amount of depth of cut causes minimum burr size in both up milling and down milling side. 36000RPM spindle speed, 5.7mm/s feed rate and 0.086 mm depth of cut causes the best surface quality in micro-milling of mentioned steel.<br> <span>میکروفرزکاری به طور گسترده در تولید میکروقطعات صنعتی استفاده می‌شود. در میکروماشین‌کاری نزدیک‌شدن عمق براده به شعاع نوک ابزار باعث کاهش کیفیت سطح و تشکیل پلیسه می‌شود. در مقیاس میکرو به دلیل کاهش مقیاس ماشین‌کاری و اهمیت بالای دقت ابعادی و کیفیت سطح نمی‌توان از روش‌های معمول برای پلیسه‌زدایی استفاده کرد لذا شناخت شرایط حاکم بر میکروفرزکاری و تاثیر پارامترهای فرآیند در کاهش مشکلات یادشده بسیار موثر است.<br> در این تحقیق با استفاده از روش طراحی آزمایش رویه پاسخ به بررسی تاثیر پارامترهای سرعت اسپیندل، نرخ پیشروی و عمق برش روی اندازه پلیسه و زبری سطح در میکروفرزکاری فولاد <span dir="LTR">AISI۱۰۴۵</span> پرداخته شده است. آزمایش‌ها توسط ابزار دو پره به قطر ۸/۰میلی‌متر انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که پارامتر نرخ پیشروی به ترتیب با ۵۵/۲۶، ۳۷/۵۳ و ۴۴/۵۵% سهم تاثیر به ترتیب روی اندازه‌های پلیسه در نواحی فرزکاری مخالف و موافق و زبری سطح مهم‌ترین پارامتر تاثیرگذار در فرآیند میکروفرزکاری است. کمترین اندازه پلیسه در فرزکاری مخالف و موافق مربوط به حالتی است که سرعت اسپیندل و نرخ پیشروی در بیشترین حالت و پارامتر عمق برشی در کمترین حالت، با توجه به جدول طراحی آزمایش و محدوده تغییر پارامترهای ورودی انتخاب شود. با انتخاب سرعت اسپیندل <span dir="LTR">RPM</span>۳۶۰۰۰، نرخ پیشروی <span dir="LTR">mm/s</span>۵/۷ و عمق برش <span dir="LTR">mm</span>۰/۰۸۶ بالاترین کیفیت سطح در میکروفرزکاری فولاد مورد مطالعه قابل دستیابی است.</span> میکروماشین‌کاری میکروفرزکاری اندازه پلیسه زبری سطح https://mme.modares.ac.ir/article_10896_5c0e95e193a3987b6a354b3b62180fc0.pdf