https://mme.modares.ac.ir/ مهندسی مکانیک مدرس fa daily 1 Sun, 22 Nov 2026 00:00:00 +0330 Sun, 22 Nov 2026 00:00:00 +0330 https://mme.modares.ac.ir/article_28243.html طراحی و تحلیل مانورپذیری ربات­­هایAUV معمولاً مستلزم استفاده از چندین ابزار مستقل است که این امر منجر به فرآیندهای تحلیلی زمان‌بر می‌شود. به‌منظور رفع این محدودیت، در این پژوهش SUT-AUVSIM به‌عنوان یک رابط کاربری مناسب ارائه شده است که طراحی هیدرودینامیکی بدنه، تخمین مشتقات هیدرودینامیکی و شبیه‌سازی مانور را در یک چارچوب یکپارچه گرد هم می‌آورد و زمان کلی تحلیل را از بصورت چشم گیری کاهش می‌دهد. این برنامه امکان طراحی بدنه AUVهای نوع C را بر اساس پیکربندی‌های DARPA، سری 58، Myring و DRDC فراهم می‌کند؛ پیکربندی‌هایی که به‌صورت هم‌زمان در ابزارهای موجود پشتیبانی نمی‌شوند. پس از طراحی بدنه، برنامه با استفاده از تئوری نواری، مشتقات هیدرودینامیکی بدنه اصلی و سطوح کنترلی را تخمین می‌زند. همچنین، در درون الگوریتم توسعه‌ داده شده، دیتاهایی از پروفیل‌های سطوح کنترلی پرکاربرد، از جمله NACA 0009، NACA 0012، NACA 0015 و مقاطع بیضوی موجود است که انعطاف‌پذیری بیشتری را در طراحی فراهم می‌کند. https://mme.modares.ac.ir/article_28898.html سقوط یکی از نگرانی‌های اصلی در حوزه سلامت عمومی است، به‌ویژه برای افرادی که با کمردرد دست‌وپنجه نرم می‌کنند؛ چرا که این عارضه می‌تواند منجر به پیامدهای ناگوار جسمی شود. در حالی که تست‌های بالینی سنتی اغلب در تشخیص اختلال تعادل ناتوان هستند، شاخص‌های کمی مرکز فشار تصویر بسیار دقیق‌تری از وضعیت پایداری ارائه می‌دهند. ما می‌توانیم با ترکیب این ویژگی‌های مرکز فشار با شدت تمرینات ورزشی و بهره‌گیری از یادگیری ماشین پیشرفته، ابزاری قدرتمند برای پیش‌بینی و تحلیل مشکلات تعادلی در بیماران مبتلا به کمردرد ایجاد کنیم.در این پژوهش، داده‌های مرکز فشار جمع‌آوری و ویژگی‌های کلیدی معرف پایداری قامت استخراج گردید. پس از انجام مراحل دقیق پیش‌پردازش و نرمال‌سازی، چندین مدل یادگیری ماشین از جمله رگرسیون لجستیک، جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان را برای طبقه‌بندی افراد در دو گروه تعادل پایدار و تعادل ضعیف مورد ارزیابی قرار دادیم.نتایج نشان داد که این ساختارهای یادگیری ماشین در تفکیک دو گروه عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند. در میان ویژگی‌های استخراج‌شده از داده‌های مرکز فشار، شاخص‌های سرعت و دامنه جابه‌جایی به عنوان قوی‌ترین پیش‌بین‌های تعادل ضعیف شناخته شدند. مدل‌های ما از طریق اعتبارسنجی متقاطع لایه‌ای، به دقت و پایداری بالایی دست یافتند که چارچوبی موثر و قابل‌اعتماد را برای شناسایی نقص‌های تعادلی فراهم می‌کند. https://mme.modares.ac.ir/article_28915.html دمای برش تأثیر مستقیمی بر سایش ابزار، کیفیت سطح، دقت ابعادی و پایداری کلی فرایند دارد. تولید حرارت بیش از حد در ناحیه تماس ابزار و قطعه‌کار به‌ ویژه هنگام کار با آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا می‌تواند عملکرد ماشینکاری را به ‌طور قابل ‌توجهی تضعیف کند. در این پژوهش، اثر پارامترهای سرعت برش، نرخ پیشروی و عمق برش بر دمای برش در تراشکاری آلیاژ AA7075 مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها با استفاده از تراش TN-50B و ابزارهای برشی کاربید تنگستن درجه K20 انجام شد. طرح آزمایش‌ها با استفاده از روش تاگوچی و با سرعت‌های برش 534/3، 065/7 و 725/19 متر بر دقیقه، نرخ‌های پیشروی 05/0، 07/0 و 09/0 میلی‌متر بر دور و عمق‌های برش ۲، ۳ و ۴ میلی‌متر طراحی گردید. تأثیر پارامترهای ماشینکاری بر دمای برش با استفاده از تحلیل واریانس ارزیابی شد. نتایج نشان داد که عمق برش و نرخ پیشروی بیشترین تأثیر را بر دمای برش دارند. افزایش هر یک از این پارامترها باعث افزایش قابل ‌توجه دما به دلیل تشدید تغییر شکل پلاستیک و اصطکاک در ناحیه برش شد. در مقابل، سرعت برش تأثیر نسبتاً کمتری داشت. برای بهبود عملکرد حرارتی، پوشش گرافنی بر سطح ابزار برشی اعمال شد. آزمایش‌های مقایسه‌ای نشان داد که استفاده از ابزار پوشش‌ داده ‌شده، در مقایسه با ابزار بدون پوشش، به‌ طور میانگین باعث کاهش 33/12 درجه سانتی‌گرادی در دمای اندازه‌ گیری‌ شده برش شد. این یافته‌ها تأیید می‌کنند که ابزارهای پوشش ‌داده ‌شده با گرافن، روشی مؤثر برای کنترل دما و بهبود عملکرد ماشینکاری آلیاژ AA7075 هستند. https://mme.modares.ac.ir/article_28818.html باتری‌های لیتیوم-یون به دلیل ظرفیت عملکرد در سطوح توان بالا و در عین حال تضمین پایداری و قابلیت اطمینان، به عنوان دستگاه‌های کارآمد برای ذخیره‌سازی انرژی شناخته می‌شوند. با این وجود، یک مانع مهم در کاربرد واقعی آنها، تولید گرما است که در طول هر دو فرآیند شارژ و دشارژ رخ می‌دهد و می‌تواند بر عملکرد، ایمنی و طول عمر تأثیر منفی بگذارد. در نتیجه، تحقیق در مورد استراتژی‌های مدیریت حرارتی برای تسهیل عملکرد پایدار باتری‌های لیتیوم-یون بسیار مهم شده است. این مطالعه یک تحلیل عددی با هدف بررسی اثربخشی خنک‌سازی یک نانوسیال روغن-آلومینا هنگام استفاده با یک باتری فسفات آهن لیتیوم (LFP) ارائه می‌دهد. این تحقیق در مجموع شش پارامتر، از جمله چهار پارامتر وابسته مرتبط با ویژگی‌های ترموفیزیکی خنک‌کننده، یک پارامتر مرتبط با شدت جریان برق عبوری از باتری و همچنین یک متغیر مستقل مرتبط با کسر حجمی نانوذرات را بررسی کرد. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار تجاری ANSYS Fluent انجام شد و شرایط جریان در عدد رینولدز ثابت حفظ شد. برای ارزیابی تأثیر غلظت نانوذرات، روغن خالص با نانوسیال روغن-آلومینا در سه کسر حجمی مجزا کنار هم قرار داده شد. یافته‌ها نشان داد که اگرچه افزایش غلظت نانوذرات از 0% به 4%، انتقال حرارت را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و منجر به افزایش تقریباً 20 درصدی ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت می‌شود، با اینحال این افزایش به قیمت افزایش قابل توجه افت فشار در طول محفظه باتری حاصل می شود که نهایتا منجر به کاهش مختصر بازدهی کارآیی نانوسیال می گردد. https://mme.modares.ac.ir/article_28874.html در شرایط بهره‌برداری واقعی،لوله‌های تقویت‌شده معمولاً تحت یک حالت بارگذاری ساده و ایده‌آل قرار ندارند و ممکن است به‌طور همزمان در معرض تغییرشکل‌های اولیه، بارگذاری‌های چرخه‌ای و عوامل محیطی قرار گیرند. برهم‌کنش این عوامل می‌تواند موجب ایجاد پیش‌آسیب شده و رفتار مکانیکی و ظرفیت باربری سازه را در مراحل بعدی بارگذاری تغییر دهد. در این پژوهش، رفتار خمشی لوله‌های فولادی تقویت‌شده با کامپوزیت شیشه-اپوکسی پس از ایجاد پیش‌آسیب کششی، بارگذاری چرخه‌ای و قرارگیری در شرایط محیطی خشک ومرطوب به‌صورت تجربی بررسی شد. برای این منظور دو سطح جابجایی اولیه کششی ۱۰ و ۳۰ میلی‌متر و دو سطح بارگذاری چرخه‌ای ۵۰ و ۱۰۰سیکل در نظر گرفته شد.همچنین اثر محیط با نگهداری نمونه‌هادر شرایط خشک و در محیط شبیه‌سازی آب دریابه مدت ۱۴، ۲۵و ۴۰ روز ارزیابی شد. نتایج نشان داد اعمال جابجایی اولیه ۳۰میلی‌متر موجب کاهش قابل توجه ظرفیت خمشی شده و نیروی خمشی بیشینه از 4/18657 به 4/10294 نیوتن کاهش یافته است.در شرایط خشک،افزایش تعدادسیکل‌ها باعث کاهش نیروی سیکل و ظرفیت خمشی شد و افزایش جابجایی اولیه از ۱۰ به ۳۰ میلی‌متر کاهش ظرفیت خمشی در حدود 45درصد را به همراه داشت. در مقابل، در نمونه‌های دارای جابجایی اولیه ۳۰ میلی‌متر و ۱۰۰ سیکل بارگذاری، افزایش مدت ماندگاری در محیط مرطوب موجب افزایش ظرفیت خمشی از 5475.3 به 20723.7 نیوتن شد که به نرم‌شوندگی کنترل‌شده ماتریس اپوکسی و تکمیل فرآیندپس‌پخت نسبت داده می‌شود.نتایج نشان می‌دهد در شرایط بهره‌برداری واقعی، عملکرد خمشی لوله‌های تقویت‌شده می‌تواند به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر پیش‌آسیب،تاریخچه بارگذاری و شرایط محیطی قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_29137.html تومورهای خوش‌خیم استخوانی عمدتاً در ناحیه اپی متافیز استخوان‌های بلند رخ می‌دهند و جراحی مؤثرترین درمان است. عود تومور و شکستگی از عوارض این جراحی هستند. برای کاهش خطر این عوارض، شبیه‌سازی جراحی قبل از عمل توصیه می‌شود. این مطالعه با استفاده از آنالیز المان محدود، تاثیر مکانیکی مدل‌های بازسازی‌شده با پرکننده‌های مختلف را بررسی می‌کند. شبیه‌سازی‌ها برای دو نقص با اندازه‌های مختلف در کندیل داخلی استخوان ران در نظر گرفته شده است. نقص کوچک‌تر فقط کورتاژ تومور و نقص بزرگ‌تر کورتاژ تومور به همراه مقداری بافت حاشیه‌ی آن را شبیه‌سازی میکنند. پرکننده‌ها شامل پلیمرها، سرامیک‌ها و بیوگلاس هستند. عملکرد مکانیکی هر پرکننده در بازسازی مدل‌ها تحت بارگذاری ایستاده روی یک پا با بررسی حداکثر تنش‌های اصلی و فون میزس در مقایسه با مدل سالم ارزیابی می‌شود. در ناحیه اپی متافیز مدل سالم، حداکثر تنش اصلی 5.15 مگاپاسکال و حداکثر تنش فون میزس 7.63 مگاپاسکال بود. در میان مواد آزمایش‌شده، پلی‌اتر اتر کتون (PEEK) مقادیر تنش بسیار نزدیکی به استخوان سالم نشان می‌دهد (با مقادیر تنش‌های اصلی و فون میزس که به ترتیب ۵.۱۴ مگاپاسکال و ۷.۶۶ مگاپاسکال در نقص کوچک و ۵.۱۶ مگاپاسکال و ۷.۷ مگاپاسکال در نقص بزرگ). اما هیدروکسی آپاتیت(HA)، بتاتری کلسیم فسفات و شیشه‌های زیستی کمترین تطابق مکانیکی را نشان دادند که با افزایش اندازه نقص، شدت یافت. مقایسه نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که انتخاب نوع پرکننده به اندازه نقص بستگی دارد. این یافته‌ها نقش FEA را در پیش‌بینی نتایج جراحی و استحکام استخوان پس از عمل برجسته می‌کند. https://mme.modares.ac.ir/article_28277.html مقیاس‌سازی پدیده‌های وابسته به نرخ کرنش بالا در سازه‌های بتنی به دلیل رفتار غیرخطی و وابستگی خواص مکانیکی بتن به نرخ کرنش، همواره با چالش عدم تحقق تشابه کامل میان مدل و نمونه اصلی همراه است. در این پژوهش، چارچوبی تحلیلی تحت عنوان «روش تشابه محدود» برای مقیاس‌سازی سازه‌های بتنی تحت بارگذاری ضربه‌ای با نرخ بالا ارائه شده است. در این رویکرد، با بهره‌گیری از فرم انتگرالی قوانین بقای جرم، مومنتوم و انرژی و با لحاظ رفتار وابسته به نرخ کرنش بتن، ضرایب مقیاس‌سازی در دو حالت ابعادی و ابعادی–مادی استخراج گردید. به‌منظور ارزیابی دقت روش، نفوذ کره صلب در مقیاس‌های یک‌پنجم و یک‌دهم و نیز نفوذ پرتابه سرمخروطی صلب در مقیاس‌های یک و پانزده صدم و یک و شصت و هفت صدم در اهداف بتنی با مقاومت‌های فشاری مختلف به‌صورت عددی شبیه‌سازی شد. تحلیل‌ها با استفاده از نرم‌افزار Autodyn و مدل رفتاری RHT انجام گرفت. نتایج نشان داد با افزایش ضریب مقیاس‌سازی، انحراف پارامترهای پاسخ شامل نیروی بیشینه، انرژی جذب‌شده، عمق و قطر حفره و سرعت باقیمانده افزایش می‌یابد. بیشترین اختلاف در مقیاس‌سازی ابعادی نفوذ کره صلب برابر با 8 درصد و در مقیاس‌سازی ابعادی–مادی برابر با 24 درصد بود. در نفوذ پرتابه سرمخروطی نیز بیشترین اختلاف در روش ابعادی 2/13 درصد و در روش ابعادی–مادی 1/21 درصد به دست آمد. نتایج بیانگر دقت قابل قبول روش تشابه محدود در بازه‌های محدود ضریب مقیاس‌سازی و کارایی آن در طراحی مدل‌های مقیاس کوچک سازه‌های بتنی تحت بارگذاری ضربه‌ای است. https://mme.modares.ac.ir/article_28635.html این پژوهش یک پیکربندی یکپارچه و نوین را با هدف بهره‌برداری کامل و حداکثری از حرارت اتلافی و بهبود راندمان اگزرژی معرفی می‌کند. در سیستم پیشنهادی که قابلیت تولید همزمان توان الکتریکی و هیدروژن را داراست، از سیکل کربن‌دی‌اکسید فرابحرانی (sCO_2) در دماهای بالا به‌صورت ترکیب مستقیم با یک سیکل رنکین در دماهای پایین‌تر استفاده شده است. نوآوری اصلی این سامانه در ساختار پیشرفته مدیریت حرارت داخلی آن نهفته است؛ به‌گونه‌ای که فرآیند دفع حرارت در سیکل کربن‌دی‌اکسید فرابحرانی با فرآیند تبخیر در سیکل رنکین جایگزین می‌شود. این رویکرد امکان بازیافت مؤثر حرارت داخلی سیستم و تبدیل آن به توان اضافی را فراهم می‌سازد. بخشی از توان خالص تولیدی این سیستم ترمودینامیکی با راندمان بالا، به‌طور کامل به یک الکترولایزر غشای تبادل پروتون اختصاص داده می‌شود تا هیدروژن سبز تولید گردد. به‌منظور ارزیابی جامع عملکرد ترمودینامیکی و پتانسیل اقتصادی سیستم، تحلیل‌های دقیق اگزرژی و اگزرژی-اقتصادی انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که پیکربندی یکپارچه پیشنهادی، ضمن کاهش محسوس تخریب اگزرژی کل سیستم، افزایش قابل‌توجهی در توان خروجی ایجاد کرده و نرخ تولید هیدروژن را به سطوح بهینه می‌رساند. در مجموع، این سیستم تولید همزمان به‌عنوان راهکاری کارآمد و مؤثر برای تولید انرژی‌های پاک از منابع حرارتی کم‌عیار معرفی می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_29097.html در شرایط واقعی بهره‌برداری وبه‌ویژه درحوادث طبیعی،بارگذاری واردبر خطوط لوله غالباًبه‌صورت سریع،ناپیوسته ودرگام‌های زمانی متوالی اعمال می‌شود، نه به‌شکل یکنواخت و استاندارد آزمایشگاهی. در این پژوهش، به‌منظور شبیه‌سازی این الگوی بارگذاری واقعی، رفتار مکانیکی لوله‌های فولادی تقویت‌شده با GFRP تحت بارگذاری کششی مرحله‌ای همراه با توقف‌های زمانی در نرخ‌های ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی‌متر بر دقیقه بررسی شد. هدف اصلی، ارزیابی تأثیر نرخ بارگذاری و تاریخچه بارگذاری مرحله‌ای برظرفیت نهایی اتصال بود.نتایج نشان دادکه بیشینه تنش برشی در بارگذاری مرحله‌ای برای نرخ‌های ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰میلی‌متربردقیقه به‌ترتیب برابربا ۵٫۴۸۵، ۴٫۴۶۳، ۴٫۷۲۴ و ۴٫۴۲۴ مگاپاسکال است. اگرچه روند کلی نتایج نشان‌دهنده کاهش ظرفیت نهایی با افزایش نرخ بارگذاری است، در نرخ ۱۵۰ میلی‌متر بر دقیقه افزایش جزئی تنش برشی نسبت به نرخ ۱۰۰ میلی‌متر بر دقیقه مشاهده شد. همچنین مقایسه مراحل مختلف بارگذاری نشان دادکه مراحل ابتدایی بیشترین حساسیت را به افزایش نرخ دارند؛ به‌طوری‌که درمرحله اول، تنش درنرخ‌های ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی‌متربردقیقه به‌ترتیب ۵۵، ۶۶ و ۸۲ درصد کمتر از نرخ ۵۰ بود. بررسی استراحت تنش نیز نشان داد که با افزایش نرخ بارگذاری، میزان افت تنش در دوره‌های توقف کاهش می‌یابد؛ به‌گونه‌ای که در مرحله اول، افت تنش در نرخ‌های ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ به‌ترتیب ۲۴، ۵۵ و ۷۰ درصد کمتر از نرخ ۵۰ اندازه‌گیری شد. بر اساس نتایج این پژوهش، افزایش نرخ بارگذاری در مجموع موجب کاهش ظرفیت تحمل تنش و کاهش میزان افت تنش در دوره‌های توقف شده و اثر آن در مراحل ابتدایی بارگذاری مرحله‌ای، محسوس‌تر از مراحل پایانی است. https://mme.modares.ac.ir/article_29141.html تردی هیدروژنی می تواند باعث تغییر در خواص مکانیکی فولادها تحت تاثیر بارگزاری استاتیکی و خستگی شود. مهم ترین موضوع در بررسی پدیده تردی هیدروژنی، تحلیل نفوذ هیدروژن در ساختار فولاد می باشد. در این مطالعه یک مدل میکرو مکانیکی با استفاده از مدل سازی هم زمان پلاستیسیته بلوری و نفوذ هیدروژن جهت تحلیل نفوذ و توزیع هیدروژن در ریز ساختار فریت پرلیتی فولاد A516 Gr.70 تحت بارگزاری استاتیکی ارائه می شود. جهت مدل سازی دقیق ریز ساختار فولاد مذکور با استفاده از تصویر برداری الکترونی (SEM) و پراش الکترونی (EBSD)، دانه بندی و جهات کریستالی فریت و پرلیت موجود در ریز ساختار اندازه گیری و مشخص گردید. حجمک نماینده (RVE) مورد استفاده در مدل پلاستیسیته بلوری با توجه به نتایج آنالیزهای EBSD و SEM ایجاد و با اعمال بار گزاری مکانیکی و مقایسه نتایج تنش و کرنش با مقادیر حاصل از آزمون کشش پارامترهای موادی پلاستیسیته بلوری محاسبه و اعتبار سنجی گردید. با استفاده از مدل المان محدود بیان شده اثر محل قرارگیری نوک ترک در نقاط مختلف ریز ساختار بر توزیع هیدروژن و پارامتر جوانه زنی ترک بررسی می شود. مشخص گردید مقدار هیدروژن و پارامتر جوانه زنی ترک زمانی که نوک ترک در فاز پرلیت قرار دارد بیشترین مقدار را دارند و زمانی که نوک ترک در فاز فریت قرار گیرد این مقادیر کاهش می یابند و احتمال وقوع شکست زمانی که نوک ترک در فاز پرلیت قرار دارد بیشتر می باشد. https://mme.modares.ac.ir/article_29146.html عایق‌های حرارتی ساندویچ پنل، در کاهش مصرف انرژی در ساختمان و صنعت نقش به سزایی دارند. عملکرد نهایی ساندویچ پنل‌ها به نوع عایق هسته و رویه‌ها و نیز کیفیت اتصال لایه‌ها وابسته است. در پژوهش حاضر ترکیب همزمان چهار لایه عایق پلی‌اورتان، یونولیت، ABS و فوم حبابدار در ساختار ساندویچ‌پنل دیواره یخچال به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. تعداد لایه‌ها و ضخامت هریک از جنس‌های مذکور می‌تواند در ضریب انتقال حرارت و مدت زمان خاموش ماندن کمپرسور یخچال تاثیرگذار باشد. روش تاگوچی برای طراحی آزمایشات ترکیب چهار ماده مذکور با تعداد و ضخامت‌های متفاوت استفاده شد. بهینه‌سازی دو هدفه شامل بیشینه‌سازی زمان خاموش ماندن کمپرسور (به عنوان معیار عملکرد حرارتی) و کمینه‌سازی هزینه ساخت (به عنوان معیار اقتصادی) مدنظر قرار گرفته است. با ساخت یک جعبه یخچال و تعبیه لایه‌های عایق بر اساس چیدمان پیشنهادی تاگوچی در یکی از دیواره‌های یخچال، زمان خاموش ماندن کمپرسور یخچال ثبت شد. نتایج نشان داد چنانچه بحث هزینه درنظر گرفته نشود، ساندویچ پنلی با یک لایه یونولیت، یک لایه پلی اورتان 8 میلی‌متری، یک لایه ABS و یک لایه فوم حبابدار 8 میلی‌متری دارای بیشترین زمان خاموش ماندن کمپرسور است. اما، با درنظرگرفتن هزینه ساخت، ساندویچ پنلی با یک لایه یونولیت، یک لایه ABS و یک لایه فوم حبابدار و بدون پلی اورتان عایق بهینه است؛که بیشینه زمان خاموش ماندن کمپرسور را با کمینه هزینه داراست. همچنین در عایق بهینه نسبت به عایق‌هایی که سه جنس یونولیت، پلی اورتان و ABS را دارند اما فاقد فوم حبابدار هستند، مصرف انرژی 25درصد کاهش یافته است. https://mme.modares.ac.ir/article_29154.html در این پژوهش، یک مدل دینامیکی چندفیزیکی بر پایه روش ریلی-ریتز برای تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری تیر دورانی مجهز به سیاهچاله آکوستیکی (ABH) و لایه ویسکوالاستیک محدودکننده ارائه شده است. در مدل پیشنهادی، رفتار حرارتی-ارتعاشی سیستم بر اساس نرخ تلفات انرژی مکانیکی و محاسبه دمای مؤثر عملیاتی به‌صورت کوپل‌شده لحاظ شده است. اثرات هم‌زمان سخت‌شوندگی گریز از مرکز (Centrifugal Stiffening) و نرم‌شوندگی چرخشی (Spin Softening) در تدوین معادلات حرکت منضم گردیده‌اند. اعتبارسنجی مدل عددی از طریق مقایسه فرکانس‌های طبیعی و پاسخ‌های فرکانسی با الگوی المان محدود (آباکوس) نشان‌دهنده دقت بالای روش با حداکثر خطای نسبی ۰.۳۶۹٪ در مودهای خمشی خارج صفحه است. تحلیل حساسیت پارامتری و بهینه‌سازی تابع هدف با الگوریتم ژنتیک نشان می‌دهد که توان پروفیل ABH در محدوده بهینه m≈3.24بیشترین چگالی انرژی و تمرکز موج را ایجاد می‌کند. بررسی رفتارهای حرارتی نشان می‌دهد که اگرچه سازه در تمامی سرعت‌های دورانی از نظر حرارتی و دینامیکی پایدار باقی می‌ماند، اما کارایی بهینه میرایی صرفاً در یک پنجره حرارتی-عملیاتی مشخص حاصل می‌شود. همچنین با اعمال قید تنش مجاز استاتیکی و دینامیکی، ریسک تمرکز تنش در نوک نازک ABH به حداقل رسیده است. نتایج این تحقیق، یک مدل محاسباتی اولیه و سریع را برای پیش‌بینی رفتار کلی ترمومکانیکی تیرهای دوار مجهز به ABH ارائه می‌دهد که می‌تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای ارزیابی‌های اولیه هندسی در فاز طراحی مورد استفاده قرار گیرد. https://mme.modares.ac.ir/article_29155.html بهینه‌سازی عملکرد مشعل‌های غیرپیش‌آمیخته برای دستیابی همزمان به راندمان حرارتی بالا، انتشار پایین آلاینده‌ها و حفظ پایداری عملیاتی قوی، نیازمند ابزارهای پیش‌بینی دینامیک سیالات محاسباتی است که تعاملات آشفتگی-شیمی (TCI) در ریز مقیاس را با دقت مدل‌سازی کنند. مدل‌های متداول میانگین‌گیری رینولدز ناویر-استوکس اغلب در ثبت اثرات ریزمقیاس، برای پیش‌بینی تشکیل NOx حرارتی و پدیده‌های نزدیک به خاموشی دچار ضعف هستند. این مطالعه با به‌کارگیری یک رویکرد دوگانه عددی، یک حل‌کننده RANS تطبیق‌یافته را با چارچوب شبیه‌سازی بزرگ گردابه‌ها (LES) مجهز به مدل منیفولد تولید شده توسط شعله (FGM) و مکانیسم سینتیک GRI-Mech 3.0 جفت کرده و هر دو را در برابر داده‌های تجربی اعتبارسنجی می‌کند. این روش ترکیبی برای پیش‌بینی عملکرد یک مشعل هم‌جریان سوخت-هوا تحت تغییرات سیستماتیک نسبت جریان جرمی هوا به سوخت (MFR) استفاده شده است. تجزیه و تحلیل زمان-فرکانس نوسانات سیالاتی و ترمودینامیکی، یک ناپایداری هیدرودینامیکی غالب با فرکانس پایین (۱۰–۵۰ هرتز) را شناسایی کرد که به ریزش گردابه‌ها در ناحیه جدایش جریان مربوط می‌شود. نتایج کمی نشان داد که در حالی که جریان هوای همسو، راندمان تبدیل کربن را تا MFR=5 بالای 80٪ حفظ می‌کند و انتشار NOx را از طریق رقیق‌سازی حرارتی به شدت کاهش می‌دهد، افزایش نسبت رقیق‌سازی منجر به کاهش پایداری حرارتی و افزایش خطر نوسانات هیدرودینامیکی پایدار می‌شود. این رویکرد مدل‌سازی مقایسه‌ای، یک چارچوب پیش‌بینی قوی برای طراحی مشعل‌های صنعتی ایمن‌تر و کارآمدتر ارائه می‌دهد. مدل LES-FGM دقت برتری در ثبت TCI، مرزهای پایداری شعله و حساسیت NOx حرارتی نسبت به RANS، به ویژه در نواحی با کرنش بالا، نشان داد. https://mme.modares.ac.ir/article_29168.html اهمیت افزایش ظرفیت نیروگاه‌های تجدیدپذیر با توجه به افزایش نیاز به انرژی و تغییرات اقلیمی و آلودگی هوای ناشی از نیروگاه‌های فسیلی هرروز بیشتر نمایان می‌شود. نیروگاه‌های برقابی میکرو یکی از گزینه‌های مناسب برای افزایش ظرفیت انرژی پاک در شبکه توزیع و انتقال آب هستند که در گذشته بدلیل هزینه اولیه بالای آنها در مقابل ظرفیت تولید کمتر به آنها توجه می‌شد. بخش قابل توجهی از هزینه نیروگاه‌ با استفاده از پمپ و موتور در کارکرد معکوس کاهش می‌یابد اما چالشهایی در بکارگیری آنها وجود دارد. در این مطالعه عملکرد پمپ معکوس به صورت تجربی و عددی بررسی و مقایسه‌ای برای صحت سنجی حل عددی انجام شده و اختلاف خیلی کم نتایج تأیید کننده دقت مناسب شبیه‌سازی‌ها است. به دلیل عدم طراحی پروفیل پره پمپ برای کارکرد معکوس تلفات قابل‌توجهی به خصوص در شرایط کارکرد خارج از طراحی اتفاق می‌افتد. در این مطالعه تأثیر شکل لبه ورودی پره و زاویه ورودی پره به منظور بهبود عملکرد بررسی شد و در مرحله بعد اصلاح همزمان این پارامترها به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بررسی ورتیسیته بهبود میدان‌ها جریان، کاهش جدایش و تشکیل گردابه‌ها در ورودی و کل پاساژ رانر را نشان می‌دهد که سبب افزایش محدوده کارکرد با راندمان بالای پمپ معکوس شده است. بیشترین بهبود در دبی 175 متر مکعب بر ساعت رخ داده و راندمان 3.2 درصد بهبود یافته است. https://mme.modares.ac.ir/article_29175.html کاربید سیلیسیوم به‏دلیل ویژگی‌های استثنایی خود در اشکال خالص و کامپوزیتی اهمیت حیاتی دارد، اما ساخت قطعات سرامیکی مبتنی بر آن همچنان با چالش‌هایی روبه‌رو است. این پژوهش با هدف غلبه بر این موانع، به بررسی و بهینه‌سازی فرآیند ترکیبی «قالب‏گیری پرس‌گرم خوراک سرامیکی» که تلفیقی از پرس‌گرم تک‌جهته و قالب‌گیری تزریقی است، می‏پردازد. با ترکیب دو روش فوق، استفاده از مواد اولیه SiC، Al2O3، YSZ و چسب پلیمری، چالش‌های ساخت قطعه خام کامپوزیتی شناسایی و راهکارهای مؤثر ارائه شده ‏است. طراحی قالب دارای پیچ‌های هدایت‌شونده، پوشش‌دهی دو مرحله‌ای و آماده‌سازی پودر خوراک با دستگاه خردکن، مراحل کلیدی بودند. با بهره‌گیری از روش طراحی آزمایش، شرایط بهینه فرآیند برمبنای متغیرهای دما، فشار و زمان پرس تعیین گردید. نتایج نشان داد که دما به‌عنوان عامل اصلی، با کنترل رفتار رئولوژیکی چسب و تسهیل بازآرایی ذرات، بیشترین تأثیر را بر تراکم و سختی قطعه دارد. داده‏های آزمون سختی نشان داد بهترین شرایط برای انجام پرس‏گرم، اعمال دمای °C۱۲۰ ، فشار bar ۱۸۵ و زمان min ۲۷ است. بررسی ریزساختار نیز یکنواختی توزیع تقویت‌کننده و انسجام ناشی از چسب را در شرایط بهینه تأیید می‌کند. همچنین تحلیل اندازه ذرات (دامنه توزیع: 37/1 میکرومتر؛ شیب توزیع: 96/3) حاکی از مناسب بودن این پودر برای فرآیند قالب‌گیری است. https://mme.modares.ac.ir/article_29221.html در پژوهش حاضر یک روش طراحی معکوس به‌منظور بهینه‎سازی و بهبود عملکرد کمپرسورهای گریز از مرکز بر مبنای منحنی عملکرد توسعه داده شده است. ایده اصلی این روش ایجاد یک مدل جایگزین با دقت مناسب برای تخمین عملکرد کمپرسور و ترکیب آن با روش‎های بهینه‎سازی چندهدفه برای بهبود عملکرد کمپرسور در مجموعه‎ای از نقاط کارکرد است. در این روش مدل جایگزین راندمان و نسبت فشار کمپرسور را بر اساس پارامترهای هندسی آن با دقت مناسب تخمین می‎زند و الگوریتم ژنتیک هندسه‎ی کمپرسور را تا رسیدن به منحنی عملکرد دلخواه به‌صورت تکراری اصلاح می‎کند. با استفاده از این رویکرد می‎توان هندسه‎ی کمپرسور گریز از مرکز را به‌صورت معکوس و صرفاً بر اساس منحنی عملکرد هدف طراحی کرد. روش توسعه داده در این پژوهش به هندسه‎های دیگر نیز تعمیم‎پذیر است و متغیرهای مسئله از جمله پارامتر‎های هندسی و توابع هدف را می‌توان بر اساس الزامات طراحی باز تعریف کرد. استفاده از بهینه‌سازی چندنقطه‌ای در این روش باعث شده است تا کمپرسورهای ایجاد شده علاوه بر نقطه طراحی در سایر نقاط کارکرد نیز عملکرد قابل‌قبولی داشته باشند. نتایج این پژوهش نشان می‎دهد که راندمان کمپرسور در برخی از نقاط کارکرد تا 11 درصد و نسبت فشار آن تا 14 درصد بهبود یافته است. براین‌اساس می‎توان گفت که الگوریتم طراحی توسعه داده شده در این پژوهش امکان بهبود عملکرد کمپرسورهای گریز از مرکز را با دقت مناسب فراهم می‎آورد و می‎تواند به‌عنوان یک روش سریع و قابل‌اطمینان برای طراحی معکوس کمپرسورهای گریز از مرکز بر مبنای منحنی عملکرد دلخواه استفاده شود. https://mme.modares.ac.ir/article_29235.html نانوصفحات کربنی هیبریدی مسیری مؤثر برای بهبود عملکرد مکانیکی و حرارتی ترموپلاستیک‌های مورد استفاده در ساخت افزایشی مبتنی بر اکستروژن فراهم می‌کنند. در این پژوهش، نانوکامپوزیت‌های آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABS) تقویت‌شده با افزودنی‌های هیبریدی نانولوله‌های کربنی (CNT) و اکسید گرافن (GO) با استفاده از دو روش رسوب‌گذاری مذاب با فیلامنت (FDM) و رسوب‌گذاری مذاب با گرانول (FGF) ساخته شدند. برای بهبود پراکندگی نانوصفحات پیش از اکستروژن، از راهکار اختلاط با کمک انحلال شیمیایی استفاده گردید. خواص مکانیکی (کشش و خمش)، رفتار حرارتی (گرماسنجی پویشی تفاضلی DSC و وزن‌سنجی گرمایی TGA)، ساختار شیمیایی (طیف‌سنجی فروسرخ FTIR) و ریزساختار (میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی FESEM) نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ترکیب متوازن0.15%CNT/0.15%GO در آزمون کشش، مدول کشسانی را در FDM به میزان ٪۲۳ و در FGF به میزان ٪۲۵ افزایش داد. استحکام کششی نیز به‌ترتیب ٪۱۵ و ٪۲۷ بهبود یافت. در آزمون خمش، ترکیب 0.1%CNT/0.2%GO در فرآیند FGF با افزایش ٪۱۱۴ مدول خمشی و ٪۶۳ استحکام خمشی، بهترین عملکرد را نشان داد. تحلیل‌های حرارتی افزایش دمای انتقال شیشه‌ای تا ۵٫۴ درجه سانتی‌گراد و افزایش دمای تخریب ٪۵ وزنی تا ۱۵ درجه سانتی‌گراد را در نانوکامپوزیت‌ها تأیید کردند. تصاویر ریزساختاری نشان‌دهنده پراکندگی یکنواخت نانوذرات، کاهش تخلخل و مکانیزم‌های انحراف و پل‌زنی ترک در نمونه‌های هیبریدی بود. اگرچه FDM مقادیر مطلق بالاتری در خواص مکانیکی ارائه داد، FGF بهبودهای نسبی بیشتری به ویژه در خواص خمشی نشان داد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که انتخاب روش ساخت و نسبت بهینه تقویت‌کننده‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در کارایی تقویت‌کنندگی پلیمرها در ساخت افزایشی دارند. https://mme.modares.ac.ir/article_29239.html در این مقاله با استفاده از شبکۀ عصبی خود پندارۀ غیرخطی با ورودی خارجی با معماری بهینه، رفتار دینامیکی ‏پارامترهای عملکردی توربین گاز صنعتی که در ایستگاه‌های تقویت فشار گاز استفاده می‌شود، مدل‌سازی شده است. در ‏این مدل‌سازی، پارامترهای عملکردی توربین شامل دبی سوخت مصرفی توربین، دبی هوای ورودی به کمپرسور هوا، ‏نسبت فشار کمپرسور هوا، سرعت توربین ژنراتور، دمای گاز ورودی به توربین ژنراتور و دمای گاز خروجی از توربین توان، ‏به‌عنوان پارامترهای هدف در نظر گرفته شده‌اند؛ به‌طوری‌که برای هر پارامتر هدف، یک شبکۀ عصبی مجزا با دو ورودی ‏پس‌خور سرعت و توان تولیدی توربین قدرت به‌صورت متغیر با زمان به همراه دو ورودی خارجی شامل دما و ارتفاع از ‏سطح دریا، که نامتغیر با زمان هستند، استخراج گردیده است. به‌منظور تعیین معماری شبکه‌های عصبی، رویکردی ‏برگرفته از روش جستجوی شبکه، اتخاذ شده است تا معماری بهینه برای هرکدام از مدل‌ها حاصل شود. داده‌های ‏موردنیاز برای آموزش شبکه‌های عصبی، با استفاده از مدل ترمودینامیکی توربین گاز در سیمولینک نرم‌افزار متلب ‏استخراج گردید. به‌منظور صحت‌سنجی نتایج، با شبیه‌سازی مدل‌ها بر اساس داده‌های آزمایش، مقدار معیار ‏R‏ در مقایسه ‏با مدل ترمودینامیکی، برای پارامترهای دبی هوای ورودی به کمپرسور، دبی سوخت، نسبت فشار کمپرسور، دور توربین ‏ژنراتور، دمای گاز ورودی به توربین و دمای گاز خروجی از توربین به ترتیب 0.981، 0.994، 0.979، 0.934، 0.987 و ‏‏0.968 حاصل شده است. همچنین مقایسه نتایج معماری به‌دست‌آمده با یک پژوهش مشابه دیگر، نشان داد، مدل‌های ‏بهینه حاصل در این مقاله، دارای پیچیدگی کمتر و بنابراین سرعت اجرای بالاتر است.‏ https://mme.modares.ac.ir/article_29270.html دی‌اکسید گوگرد (SO₂) یکی از آلاینده‌های مهم گازهای دودکش صنایع است که انتشار آن با پیامدهای زیست‌محیطی قابل‌توجهی همراه است. در این مطالعه، امکان‌سنجی فنی–اقتصادی بازیابی و مایع‌سازی SO₂ از گازهای دودکش واحدهای بازیافت گوگرد یک پالایشگاه گازی بررسی شد. پس از ارزیابی فناوری‌های تجاری مبتنی بر جاذب‌های احیاپذیر، فرآیندCansolv به دلیل بازده بازیابی بالا، سازگاری با گازهای دودکش واحدهای بازیافت گوگرد و سابقه صنعتی مناسب انتخاب گردید. طراحی واحد بازیابی بر مبنای اطلاعات دارنده لیسانس و طراحی واحدهای نم‌زدایی و مایع‌سازی با استفاده از Aspen HYSYS V8.6 انجام شد. ارزیابی اقتصادی نیز با روش فاکتوری و تحلیل جریان نقدی تنزیل‌شده صورت گرفت. برای مطالعه موردی، واحدی با ظرفیت تولید 337 هزار تن SO₂ مایع در سال و خلوص 99.95 درصد وزنی طراحی گردید. سرمایه‌گذاری کل و هزینه تولید سالانه به‌ترتیب 103.4 میلیون دلار و 31.3 میلیون دلار در سال برآورد شد. در ظرفیت طراحی و قیمت فروش 400 دلار بر تن SO₂، شاخص‌های اقتصادی ROI، NR، NPW و PBP به‌ترتیب 57.9%، 45.5 میلیون دلار، 229.5 میلیون دلار و 1.3 سال حاصل شدند. همچنین، ظرفیت سر‌به‌سر اقتصادی فرآیند 37 هزار تن در سال تعیین شد که به‌مراتب کمتر از ظرفیت طراحی واحد است. نتایج نشان می‌دهد بازیابی و مایع‌سازی SO₂، علاوه بر کاهش انتشار آلاینده‌های اسیدی، از پتانسیل اقتصادی مناسبی برای تولید محصول با ارزش افزوده برخوردار بوده و اعمال سیاست‌های زیست‌محیطی و سازوکارهای تأمین مالی سبز می‌تواند جذابیت اقتصادی آن را تقویت نماید. https://mme.modares.ac.ir/article_29316.html سینماتیک کواترنیون یک مدل بدون تکینگی و از نظر محاسباتی کارآمد برای مدل سازی حرکت دورانی در سیستم‌های هوافضایی، رباتیک، ناوبری و بینایی کامپیوتر ارائه می‌دهد. مدل سینماتیک کواترنیون زمان پیوسته، نمایش دقیقی از تغییرات وضعیت جسم صلب تحت ورودی‌های سرعت زاویه‌ای ارائه می‌دهد. با این حال، پیاده‌سازی‌های عملی در سیستم‌های کنترل دیجیتال، الگوریتم‌های تخمین و پلتفرم‌ها و سیستم‌های نهفته نیاز به تقریب‌های خطی و گسسته از مدل زمان پیوسته غیرخطی اصلی دارند. این تقریب‌ها ناگزیر خطاهای مدل‌سازی، خطاهای عددی و مشکلات پایداری را ایجاد می‌کنند که عملکرد سیستم را تحت تاثیر قرار می‌دهند. در این مقاله مدل‌های مختلف خطی و گسسته از سینماتیک کواترنیون مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در این راستا ابتدا روابط بین معادله دیفرانسیل کواترنیون زمان پیوسته دقیق و نمایش‌های خطی و گسسته آن که در مراجع مختلف معرفی و استفاده شده‌اند، استخراج می‌شود. سپس، خطاهای تقریب، خواص پایداری و محدودیت‌های نرمال‌سازی تحت مقادیر سرعت زاویه‌ای متغیر و بازه‌های نمونه‌برداری مختلف تجزیه و تحلیل می‌شوند. این تجزیه و تحلیل، ارتباط بین کارایی و دقت محاسباتی، به ویژه در سناریوهای چرخشی با دینامیک بالا را برجسته می‌کند. در نهایت، محدودیت‌های مدل‌های ساده شده خطی و گسسته در زمینه کاربرد آنها در فیلترهای تخمین وضعیت، طراحی کنترلر و سیستم‌های نهفته بلادرنگ مورد بحث قرار می‌گیرد. در نتیجه بینش کمی و ساختاری در مورد اینکه چه زمانی مدل‌های کواترنیون خطی و گسسته معتبر باقی می‌مانند و چه زمانی تقریب‌های مرتبه بالاتر یا دقیق‌تر ضروری هستند، ارائه می‌دهد. https://mme.modares.ac.ir/article_29375.html افزایش ابعاد و انعطاف‌پذیری پره‌های توربین‌های بادی، آن‌ها را به شدت در برابر ارتعاشات عرضی در صفحه لبه‌ای (Edgewise) تحت بارگذاری‌های دینامیکی دوار حساس می‌سازد. راهکارهای غیرفعال متداول مانند جذب‌کننده‌های جرم تنظیم‌شده (TMD)، اگرچه موثر هستند، اما به دلیل افزودن جرم کمکی، بار استاتیکی ریشه پره را افزایش می‌دهند. در این پژوهش، یک سیستم کنترلی ترکیبی و کاملاً غیرفعال متشکل از سیاهچاله آکوستیکی یک‌بعدی (1D-ABH)، لایه ویسکوالاستیک موضعی و مستهلک‌کننده غلطکی غیرخطی (NRD) برای کنترل ارتعاشات Edgewise و کاهش جرم پره پیشنهاد شده است. مدل‌سازی ریاضی بر پایه تئوری تیر اویلر-برنولی دوار همراه با معادلات حاکم ۲ درجه آزادی غیرخطی کوپل‌شده استخراج شده و اثرات سخت‌شوندگی گریز از مرکز، کوریولیس و اصطکاک غلتشی لحاظ گردیده‌اند. پاسخ‌های دینامیکی در ۱۰ سناریوی مختلف با روش رانگه-کوتا حل شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که ABH خام به تنهایی، اگرچه باعث کاهش جرم می‌شود، اما به دلیل تضعیف صلبیت خمشی محلی، دامنه ارتعاشات حالت ماندگار را ۲0.7% افزایش می‌دهد. افزودن لایه ویسکوالاستیک این ضعف را جبران کرده و ارتعاشات را ۱۵.۷۸% کاهش می‌دهد. در نهایت، طرح ترکیبی بهینه (سناریو ۸) هم‌زمان به ۱۵.۴% کاهش وزن کل پره و ۲۱.۵۳% کاهش در RMS ارتعاشات حالت ماندگار (و ۳۳.۸۷% کاهش در پیک نوسانات) دست می‌یابد. این نتایج اثبات می‌کند که سیستم ترکیبی پیشنهادی، راهکاری بسیار کارآمد برای سبک‌سازی سازه‌ای و سرکوب پایدار ارتعاشات در توربین‌های بادی نسل جدید است. https://mme.modares.ac.ir/article_29381.html پیش‌بینی سایش در شرایط روانکاری مخلوط با گریس، به دلیل اندرکنش پیچیده میان ضخامت فیلم الاستوهیدرودینامیکی (EHL)، تماس مکانیکی ناهمواری‌ها و اثرات حرارتی، از چالش‌های اساسی تریبولوژی است. در این پژوهش، یک چارچوب مهندسی یکپارچه برای تحلیل رفتار تریبولوژیکی و پیش‌بینی سایش تماس پین روی دیسک در حضور گریس ارائه شده است و حجم سایش بر پایه‌ی اصلاح قانون آرچارد با درنظرگرفتن سهم بار زبری‌ها، ضریب سایش خشک، ضریب نقص فیلم و دمای تماس پیش‌بینی شد. آزمون‌های تجربی در بارهای ۴۰، ۵۰ و ۶۰ نیوتن و سرعت‌های ۰٫۱ و ۰٫۲ متر بر ثانیه نشان دادند که حضور گریس ضریب اصطکاک را در مقایسه با تماس خشک (۰٫۵۲ تا ۰٫۷۰) به بازه ۰٫۰۹۵ تا ۰٫۱۰۹ کاهش می‌دهد؛ به‌ طوری ‌که با افزایش سرعت از ۰٫۱ به ۰٫۲ متر بر ثانیه، ضریب اصطکاک در بارهای ۴۰، ۵۰ و ۶۰ نیوتن به ‌ترتیب از ۰٫۱۰۱ به ۰٫۰۹۵، از ۰٫۱۰۵ به ۰٫۱۰۴ و از ۰٫۱۰۹ به ۰٫۰۹۸ کاهش یافت. مقایسه‌ی نتایج مدل با پروفیل‌سنجی تجربی شیار سایش نشان داد که چارچوب پیشنهادی قادر است حجم سایش را در تمامی شرایط آزمون با میانگین خطای حدود ۲۵ درصد پیش‌بینی کند که نشان‌دهنده‌ی کارایی آن در تحلیل تماس‌های لغزشی گریس‌کاری‌شده است. https://mme.modares.ac.ir/article_29384.html مقاطع آلومینیومی جدارنازک به دلیل وزن کم و توانایی مناسب در جذب انرژی، در سامانه‌های ایمنی و جاذب‌های ضربه کاربرد گسترده‌ای دارند. در این پژوهش، اثر شکل مقطع و تعداد خطوط جوش طولی بر رفتار مچالگی این مقاطع به‌صورت تجربی و عددی بررسی شد. نمونه‌های مربعی با ابعاد ۳۵ در ۳۵ میلی‌متر و نمونه‌های مستطیلی با ابعاد ۵۵ در ۳۵ میلی‌متر، با ضخامت ۲ میلی‌متر و ارتفاع ۱۰۰ میلی‌متر، در سه وضعیت بدون جوش، دوطرف جوش و چهارطرف جوش تحت فشار محوری شبه‌استاتیکی با سرعت ۴۰۰ میلی‌متر بر دقیقه آزمایش شدند. در بخش عددی، ابتدا فرآیند حرارتی جوشکاری و تنش‌های پسماند در نرم‌افزار ABAQUS شبیه‌سازی و سپس میدان تنش حاصل به مدل مچالگی منتقل شد. نتایج نشان داد که افزایش تعداد خطوط جوش موجب تغییر محل آغاز و نحوه گسترش چین‌خوردگی‌ها و کاهش نیروی بیشینه اولیه می‌شود. نیروی بیشینه اولیه عددی در نمونه‌های مربعی و مستطیلی بدون جوش به‌ترتیب ۴۵ و ۴۳ کیلونیوتن بود و در حالت دوطرف جوش به ۳۷ و ۴۰ کیلونیوتن و در حالت چهارطرف جوش به ۳۶ و ۳۸ کیلونیوتن کاهش یافت. همچنین، نمونه مستطیلی چهارطرف جوش تنش پسماند بیشتری نشان داد. تطابق مناسب روند منحنی‌های نیرو–جابه‌جایی و مودهای مچالگی تجربی و عددی نیز بیانگر توانایی مدل در پیش‌بینی رفتار کلی نمونه‌ها بود. در مجموع، شکل مقطع و تعداد خطوط جوش از عوامل مؤثر بر کنترل نیروی اولیه و رفتار مچالگی مقاطع آلومینیومی جدارنازک هستند. https://mme.modares.ac.ir/article_29385.html تبخیر فیلم‌ریزان از کارآمدترین روش‌های انتقال حرارت در مبدل‌ها و تبخیرکننده‌هاست که عملکرد آن به هیدرودینامیک فیلم مایع و توزیع سطحی آن وابسته است. در این پژوهش، اثر سه هندسه فین محیطی بر ویژگی‌های هیدرودینامیکی و عملکرد حرارتی جریان فیلم‌ریزان روی لوله افقی با شبیه‌سازی CFD بررسی شد. شبیه‌سازی‌ها در عدد رینولدز ۲۷۱ با مدل دوفازی VOF و شرط دمای ثابت دیواره انجام شد. برای ارزیابی عملکرد، توزیع کسر حجمی مایع، ضخامت فیلم، میدان‌های سرعت و دما و ضریب انتقال حرارت موضعی در زوایا و مقاطع مختلف طول لوله استخراج گردید. نتایج نشان داد هندسه فین نقش تعیین‌کننده‌ای در بازتوزیع فیلم، کنترل ترشوندگی و تغییر مقاومت حرارتی دارد. در میان هندسه‌ها، مدل F1 بهترین تعادل را بین هیدرودینامیک و انتقال حرارت ارائه داد؛ علی‌رغم افزایش ۱۵٫۴ درصدی ضخامت متوسط فیلم نسبت به لوله صاف، ضریب انتقال حرارت را حدود ۱۶٫۴ درصد افزایش داد. مدل F2 افزایش ۱۴٫۹ درصدی ضریب انتقال حرارت داشت، اما به دلیل توزیع غیریکنواخت‌تر فیلم، نوسانات موضعی بیشتری ایجاد کرد. مدل F3 به دلیل تجمع مایع و افزایش ضخامت متوسط فیلم تا ۶۹ درصد، موجب کاهش ۷۴٫۸ درصدی ضریب انتقال حرارت شد. نوآوری این پژوهش، بررسی همزمان اثر هندسه فین بر توزیع و ضخامت فیلم، ترشوندگی سطح و انتقال حرارت و تبیین نقش یکنواختی فیلم در عملکرد حرارتی است؛ نتایج نشان می‌دهد که افزایش سطح فین یا حتی افزایش ضخامت متوسط فیلم الزاماً موجب بهبود انتقال حرارت نمی‌شود و بازتوزیع یکنواخت فیلم و جلوگیری از تجمع موضعی مایع، عامل مؤثرتری در افزایش ضریب انتقال حرارت است. https://mme.modares.ac.ir/article_29392.html کامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) به‌دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت به خوردگی عالی، کاربرد گسترده‌ای در صنایع مهندسی دارند. بااین‌حال، سوراخ‌کاری در نرخ‌های پیشروی بالا موجب اعمال بارگذاری گذرا و شبه‌ضربه‌ای همراه با تمرکز تنش شدید شده و لایه‌لایه‌شدگی را در ورودی و خروجی سوراخ تشدید می‌کند. در این پژوهش تجربی، تأثیر نرخ پیشروی، سرعت دوران، قطر و هندسه ابزار، پیش‌سوراخ‌کاری و خنک‌کاری بر ضریب لایه‌لایه‌شدگی لمینیت‌های (GFRP) با ضخامت ۲ میلی‌متر بررسی شد. توزیع دمای موضعی سطح با دوربین ترموگرافی ثبت و تحلیل گردید و سازوکار آسیب ناشی از مته با نتایج آزمون ضربه کم‌سرعت مقایسه شد. نتایج نشان داد افزایش نرخ پیشروی به‌دلیل بارگذاری دینامیکی محوری، ضریب لایه‌لایه‌شدگی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. در میان ابزارها، مته پله‌ای ۱۰ میلی‌متری با توزیع تدریجی نیروی محوری کمترین آسیب را ایجاد کرد و پیش‌سوراخ‌کاری نیز شدت نفوذ اولیه ابزار را کاهش داد. تحلیل ترموگرافی نشان داد افزایش سرعت دوران موجب بالا رفتن دما شده، درحالی‌که خنک‌کاری با جلوگیری از نرم‌شدگی حرارتی ماتریس، لایه‌لایه‌شدگی را کاهش می‌دهد. در آزمون ضربه کم‌سرعت، مساحت آسیب برای پرتابه‌های تخت، کروی و مخروطی به‌ترتیب "۰٫۲۰" ، "۱٫۲۱" و "۳٫۱۹" سانتیمتر مربع به‌دست آمد که نشان‌دهنده شباهت آسیب ناشی از هندسه‌های نوک‌تیز با سوراخ‌کاری در نرخ‌های پیشروی بالاست. در نتیجه، کنترل نرخ پیشروی، به‌کارگیری مته پله‌ای، پیش‌سوراخ‌کاری و اعمال خنک‌کاری از راهکارهای کلیدی جهت مهار لایه‌لایه‌شدگی در سوراخ‌کاری (GFRP) محسوب می‌شوند. https://mme.modares.ac.ir/article_29443.html کنترل‌کننده‌های تناسبی–انتگرالی–مشتقی به دلیل ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا، همچنان یکی از پرکاربردترین راهکارهای کنترلی در فرایندهای صنعتی محسوب می‌شوند. با این حال، تنظیم بهینه پارامترهای این کنترل‌کننده‌ها، به‌ویژه در سیستم‌های دارای تأخیر زمانی و با معیارهای عملکردی متعارض، همچنان یک مسئله چالش‌برانگیز است. در این پژوهش، یک چارچوب ترکیبی مبتنی بر نظریه بازی برای طراحی بهینه چندهدفه کنترل‌کننده تناسبی–انتگرالی–مشتقی ارائه شده است. در روش پیشنهادی، دو معیار عملکردی زمان نشست و فراجهش به‌عنوان اهداف متعارض در یک بازی غیرهمکارانه مدل‌سازی شده و نقطه تعادل نش به‌عنوان راه‌حل رقابتی تعیین می‌شود. سپس، این نقطه به‌عنوان نقطه عدم توافق در فرایند چانه‌زنی نش مورد استفاده قرار گرفته و یک راه‌حل مصالحه‌ای از میان مجموعه جواب‌های پارتو استخراج می‌شود. ضرایب کنترل‌کننده به‌عنوان متغیرهای طراحی بهینه شده و قیود پایداری حوزه فرکانس نیز در فرایند طراحی لحاظ می‌شوند. در مطالعه موردی، راه‌حل چانه‌زنی نش به زمان نشست 5.19 ثانیه و فراجهش 0.41 درصد دست یافت؛ این مقادیر در مقایسه با تعادل نش، به‌ترتیب حدود 34 و 78 درصد بهبود نشان می‌دهند. همچنین، در مقایسه با تنظیم زیگلر–نیکولز، زمان نشست و فراجهش به‌ترتیب از 16.81 به 5.19 ثانیه و از 0.51 به 0.41 درصد کاهش یافتند. نتایج نشان می‌دهند که چارچوب پیشنهادی سازوکاری نظام‌مند برای انتخاب یک راه‌حل متعادل از میان مجموعه جواب‌های پارتو فراهم می‌کند. https://mme.modares.ac.ir/article_29451.html کار حاضر به منظور مطالعه عملکردی موتور رفت و برگشتی (سیلندر-پیستونی) هواپایه با استفاده از داده های تجربی موجود، مدلسازی یک بعدی موتور و مدلسازی صفربعدی توربوشارژر، با هدف توسعه دوقلوی دیجیتال موتور برای انتخاب توربوشارژر مناسب آن در شرایط محیطی ارتفاع (فشار و دما) انجام شد. بدین منظور ابتدا "الگوریتم فرآیند انتخاب توربوشارژر" تدوین و "مدل دوقلوی دیجیتال موتور" ارائه شد. سپس فرآیند پاکسازی داده‌های تجربی موتور بر اساس معیارهای چهارگانه "فشار بوست"، "دمای محفظه هوا"، "دبی مصرف سوخت" و "توان موتور" انجام شد و "مپ سازگاری توربوشارژر با موتور" و "نقشه موتور" به ازای دور موتور و تراتل‌های مختلف موتور از شرایط محیطی سطح دریا تا ارتفاع 23000 پا استخراج گردید. در ادامه با تعیین نقاط کاری پایه متناظر با مدهای عملیاتی "برخاست" و "کارکرد مداوم" موتور بر اساس داده‌های تجربی و انجام محاسبات مربوط به فاصله بی‌بعد میان نقاط کاری و خط بازده حداکثر مپ کمپرسور، فهرست اصلی توربوشارژهای کاندید برای استفاده در موتور استخراج گردید. در انتها، با گسترش تعداد نقاط کاری موتور در ارتفاع‌های مختلف و انجام تحلیل‌های دقیق‌تر با استفاده از مدل دوقلوی دیجیتال موتور، مناسب‌ترین توربوشارژر موتور با رویکرد "حداکثر انطباق مپ کمپرسور با نقاط کاری موتور"، از میان فهرست اصلی توربوشارژهای کاندید انتخاب شد.