جستجو در مقالات منتشر شده
شقایق یحیایی، محمدرضا ذاکرزاده، آرش بهرامی،
دوره ۱۹، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
پاسخ دینامیکی سیستم‌های متصل به آلیاژهای حافظه‌دار در اغلب موارد رفتار پیچیده‌ای است که ناشی از خصوصیات ذاتی غیرخطی آنها است. ویژگی‌های اساسی آلیاژهای حافظه‌دار مرتبط با رفتار مستهلک‌شونده و تغییر گسترده در خواص مکانیکی آنها است که به‌ترتیب ناشی از حلقه‌های هیسترزیس و استحاله فاز مارتنزیتی است. این خصوصیات منحصربه‌فرد موجب جلب توجه محققان بسیاری در زمینه‌های مختلف مهندسی از پزشکی تا هوافضا شده است. یکی از پاسخ‌های دریافتی از سیستم‌های متصل به آلیاژهای حافظه‌دار، رفتار آشوبناک است که منجر به تغییرات گسترده‌ای در رفتار سیستم می‌شود. علاوه بر آن، این گونه سیستم‌ها دارای حساسیت بالایی نسبت به شرایط اولیه هستند، لذا تحلیل آنها با هدف طراحی مناسب بسیار حایز اهمیت است. این مقاله به بررسی رفتار دینامیک غیرخطی و آشوبناک نوسانگر یک درجه آزادی، متصل به آلیاژ حافظه‌دار، در دمای کاری ثابت و حوزه سوپرالاستیک می‌پردازد. نیروی اعمالی توسط آلیاژ حافظه‌دار به‌وسیله مدل ساختاری برینسون استخراج می‌شود. از ترکیب معادلات ساختاری آلیاژ حافظه‌دار و روابط دینامیکی و سینماتیکی حاکم بر سامانه معادله حرکت به‌دست‌آمده و با استفاده از روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل می‌شود. ارتعاشات آزاد و اجباری سامانه تحت تاثیر نیروی تحریک هارمونیک و در گستره وسیعی از فرکانس‌های تحریک بررسی و در قالب مثال‌های عددی متنوع ارایه می‌شوند. ابزارهای شناخت آشوب همچون نمودارهای صفحه فاز، پاسخ زمانی، پاسخ فرکانسی، نمای لیاپانوف و نگاشت پوانکاره برای تعیین نوع حرکت به کار گرفته می‌شوند. شبیه‌سازی‌های عددی انواع گسترده‌ای از پاسخ‌های تناوبی، شبه‌تناوبی و آشوبناک را به‌ازای مقادیر مشخصی از فرکانس‌های تحریک نشان می‌دهند که دلیلی بر اهمیت درک مناسب رفتار این گونه سیستم‌ها است.
مهدیه پورجعفری، علیرضا فتوحی، محمدمهدی جلیلی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
ارتعاش انواع مختلف از سازه‌ها مانند تیر، صفحه، پوسته و میله توسط محققان به‌خاطر کاربرد آنها در محدوده وسیعی از سیستم‌های مکانیکی بررسی شده است. ارتعاش طولی میله‌ها مورد توجه زیادی است به‌طوری که محققان به‌صورت عددی یا تحلیلی و دقیق یا تقریبی به آن پرداخته‌اند. در این تحقیق، ارتعاش آزاد طولی غیرخطی میله با سطح مقطع متغیر تحت کرنش محدود، مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات حاکم بر میله با سطح مقطع مخروطی که معادلات دیفرانسیل پاره‌ای غیرخطی است به‌دست آمد. سپس معادلات به‌وسیله روش گلرکین و با درنظرگرفتن یک شکل مود، به معادلات دیفرانسیل معمولی غیرخطی تبدیل شده است. مساله برای شرایط مرزی دوسرگیردار و یک‌سر گیردار- یک‌سر آزاد بررسی شده است. با استفاده از روش مقیاس‌های چندگانه، معادله به‌صورت تحلیلی حل شده است. معادله دیفرانسیل معمولی با روش عددی رانگ- کوتای مرتبه چهار هم حل‌شده و سپس حل تحلیلی با آن مقایسه شده است. تاثیر دامنه و آهنگ تغییر سطح مقطع بر نسبت فرکانس خطی به غیرخطی برای میله و همچنین تاثیر شرایط اولیه مختلف آهنگ تغییر سطح مقطع و ضریب میرایی با شکل نشان داده شده است. نتایج نشان داد که سطح مقطع مخروطی تاثیر قابل توجهی در نسبت فرکانس خطی به غیرخطی به دامنه ارتعاشات دارد. ضریب میرایی تاثیر کم و شرایط اولیه تاثیر قابل ملاحظه‌ای روی روند مساله داشته است.
علیرضا نیک‌پوریان، محمدرضا قضاوی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این پژوهش به بررسی رفتار غیرخطی یک میکروتیر دوسرگیردار دارای انحنای اولیه پرداخته شده است. دو لایه پیزوالکتریک با ضخامت کم، به‌طور کامل به سطوح بالایی و پایینی میکروتیر چسبیده است. با اعمال ولتاژ به لایه‌های پیزوالکتریک، نیروی محوری در میکروتیر القا می‌شود که موجب تغییر در میزان انحنای اولیه و همچنین سفتی خمشی میکروتیر می‌شود. از این پدیده برای اولین بار در میکروتیرهای دارای انحنای اولیه به‌عنوان عامل تنظیم فرکانس استفاده شده است. علاوه بر این میکروتیر تحت تحریک مستقیم و متناوب الکتروستاتیک قرار دارد که کاملاً مستقل از تحریک پیزوالکتریک است. معادلات حاکم بر میکروتیر با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است و همچنین از تئوری گرادیان کرنش برای در نظر گرفتن اثر اندازه، بهره گرفته شده است. پاسخ استاتیکی میکروتیر با استفاده از روش عددی نیوتن رافسون و همچنین فرکانس طبیعی میکروتیر نیز به‌ازای ولتاژهای مختلف الکتروستاتیک به دست آمده است. اثر اندازه و تحریک پیزوالکتریک بر پاسخ استاتیکی میکروتیر و فرکانس طبیعی آن مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده است که تحریک پیزوالکتریک می‌تواند برای تنظیم باند دوپایداری استاتیکی سیستم مورد استفاده قرار گیرد. پاسخ دینامیکی میکروتیر نیز در همسایگی رزونانس اولیه با استفاده از روش عددی پرتابه‌ای به دست آمده و در موارد خاص با روش تحلیلی مقیاس‌های زمانی چندگانه مقایسه شده است. تاثیر اندازه و همچنین تحریک پیزوالکتریک بر رزونانس اولیه مورد تحلیل قرار گرفته است. در پایان نیز رزونانس ثانویه و تاثیر اندازه بر آن مورد بررسی قرار گرفته است.
مجید جباری،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
ارتعاشات سازه یک منبع مهم برای برداشت انرژی است که می‌تواند با تحریک هارمونیک حاصل شود. رفتار سازه پیزوالکتریک با جفت‌شدگی بین پارامترهای الکتریکی و مکانیکی مدل می‌شود. این مدل می‌تواند به‌صورت تیر انعطاف‌پذیری باشد که در آن کرنش‌های بزرگ ایجاد می‌شود. کرنش‌ها و تغییر شکل چرخشی بزرگ در رفتار سازه غیرخطی باعث می‌شود که نتایج حاصل از تئوری خطی مناسب و قابل قبول نباشند و در این حالت باید از تئوری غیرخطی استفاده شود. برای حل معادلات حرکت و کوپل بین معادلات از روش نیومارک استفاده می‌شود. با درنظرگرفتن نوع میرایی تناسبی اثر سختی غیرخطی نیز در محاسبه میرایی اعمال شود. در این تحقیق، راستی‌آزمایی نتایج روش عددی اجزا محدود با روش تجربی برای بررسی پاسخ تیر نمونه غیرخطی پیزوالکتریک با تحریک هارمونیک ارایه می‌شود. برای بررسی نتایج در روش عددی، برنامه اجزای محدود توسعه داده شده و پاسخ الکتریکی تیر غیرخطی پیزوالکتریک حاصل می‌شود. اجرای آزمایش روی تیر پیزوالکتریک دوشکلی با وجود جرم متمرکز و جابه‌جایی آن در طول تیر تحت تحریک بار هارمونیک و مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایش صورت می‌گیرد. نتایج حاصله تاثیر خصوصیت پیزوالکتریک در پاسخ فرکانسی تیر غیرخطی و اثر موقعیت جرم متمرکز در ولتاژ خروجی را نشان داده و مناسب‌ترین حالت موقعیت جرم متمرکز برای حصول بیشترین پاسخ ولتاژ ارایه می‌شود.
سعیده کوهستانی،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله اثر شرود در مشخصات دینامیکی یک سیستم چندپره‌ای چرخان بررسی می‌شود. هدف اصلی این مقاله، تشخیص اثر سفتی و موقعیت شرود روی فرکانس‌های طبیعی سیستم است. به همین منظور فرکانس‌های طبیعی چندین سیستم شامل شرود با موقعیت‌های مختلف (چه از نظر محل اتصال شرود به پره و چه از نظر تعداد پره‌هایی که یک شرود به هم متصل می‌کند) و همچنین با سفتی‌های متفاوت مقایسه شده‌اند تا مشخص شود که این پارامترها چگونه روی فرکانس‌های طبیعی سیستم اثر می‌گذارد. در این مطالعه اثر شرود به‌صورت فنر بین پره‌ها در نظر گرفته شده است. معادلات دینامیکی سیستم با استفاده از روش مدهای فرضی و با کمک قانون هامیلتون حل شده است. از آنجایی که در سیستم‌های چندپره‌ای همچون توربین‌ها، ترجیح بر این است که فرکانس‌های طبیعی خارج از محدوده کاری قرار گیرند (برای جلوگیری از پدیده تشدید) براساس نتایج به‌دست‌آمده در این مقاله نشان داده می‌شود که چگونه پارامترهای مربوط به شرود می‌تواند فرکانس‌های طبیعی مربوط به بعضی از مدهای سیستم را از محدوده کاری خارج کند.
محمدرضا باقری، مسعود مسیبی، اصغر مهدیان، احمد کشاورزی،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
مقاله حاضر یک الگوریتم ژنتیک چندهدفه را برای طراحی بهینه یک سیستم تعلیق خودرو به کار می‌برد. مدل خودرو حرکت‌های سه‌بُعدی بدنه خودرو را در نظر می‌گیرد. در این مدل کامل خودرو که دارای ۸درجه آزادی است، حرکت عمودی صندلی مسافر، بدنه خودرو و چهار تایر و همچنین حرکت‌های چرخشی بدنه خودرو، درجات آزادی مدل را تشکیل می‌دهند. در این مقاله پارامترهای کاربردی تعلیق شامل شتاب صندلی مسافر، زاویه کله‌زنی بدنه خودرو، زاویه غلتش بدنه خودرو، نیروی دینامیکی تایر، سرعت تایر و انحراف تعلیق در نظر گرفته می‌شوند و در فرآیند بهینه‌سازی بهینه می‌شوند. جفت‌های متفاوتی از این پارامترها به‌عنوان توابع هدف، انتخاب و در فرآیند بهینه‌سازی چندهدفه بهینه می‌شوند و حل‌های پارتو برای جفت توابع هدف به دست می‌آیند. در فرآیند بهینه‌سازی نهایی، حل پارتو مربوط به مجموع پارامترهای بی‌بعد در یک گروه پارامترهای تعلیق نسبت به گروه دیگر به دست می‌آید. در این حل‌های پارتو، نقاط بهینه مهمی وجود دارند و طراحان می‌توانند هر یک از نقاط بهینه را برای یک هدف خاص انتخاب کنند. بهینه‌سازی پارتو بهتر از دیگر روش‌های بهینه‌سازی چندهدفه است، زیرا تعداد نقاط بهینه بیشتری در جبهه پارتو وجود دارد که هر نقطه معرف یک سطح از بهینه‌سازی برای جفت توابع هدف است و طراحان هر یک از نقاط را می‌توانند به دلخواه انتخاب کنند.
احمد رحمتی‌علایی، مجید شهروی، مسعود صمدیان‌زکریا،
دوره ۲۰، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله مدل عددی کوپل‌شده CFD-MBD برای ارزیابی دقیق رفتار واگن ریلی مخزن‌دار حامل سیال معرفی شده است. پاسخ ارتعاشاتی واگن براساس مدل دینامیکی چندجرمی (MBD) 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 (CFD) ترکیب‌شده با تکنیک حجم سیال (VOF) 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 CFD و MBD، 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.
سعیدرضا صباغ‌یزدی، مجتبی جمشیدی،
دوره ۲۰، شماره ۵ - ( ۲-۱۳۹۹ )
چکیده
تاخت‌باد نوسان با دامنه زیاد و فرکانس کم کابل‌های خطوط انتقال برق است که در اثر وزش باد به‌صورت امواج ایستا با حلقه‌های تکی یا بیشتر در هر دهنه رخ می‌دهد. براساس داده‌های میدانی، تعداد قابل توجهی از رخدادهای تاخت‌باد به‌صورت نوسانات تک‌حلقه اتفاق می‌افتد که در اثر آن نیروی دینامیکی قابل توجهی به دکل‌ها وارد می‌شود. در این مقاله نتایج آزمایش تونل باد روی یک نمونه مقیاس شده خط انتقال برق شامل دو دهنه کابل تکی با در نظر گرفتن دو نوع مقره انتهای بسته و معلق و همچنین بارگذاری ایرودینامیکی یکنواخت و غیریکنواخت (با استفاده از تونل باد جریان آزاد) برای بررسی رفتار ایرودینامیکی کابل‌ها در تحت تاثیر پدیده تاخت‌باد ارایه شده است. سپس براساس شناسایی بحرانی‌ترین حالت نوسان کابل‌ها، راهکاری بر مبنای افزایش مقاومت خمشی آنها از طریق به‌کارگیری روکش‌های موضعی سخت‌کننده پیشنهاد شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که بحرانی‌ترین حالت نوسان کابل‌ها در پدیده تاخت‌باد، مربوط به نوسان تک‌حلقه است که در نتیجه اندرکنش بین کابل‌های دهنه‌های مجاور تحت بارگذاری ایرودینامیکی غیریکنواخت و به‌کارگیری مقره‌های معلق رخ می‌دهد و طی آن نیروی‌های دینامیکی وارد بر تکیه‌گاه‌ها حدود ۲۰% بیش از حالتی است که کابل‌ها به دلیل اتصال انتهای بسته به دکل‌ها به صورت دو حلقه نوسان می‌کنند. همچنین به‌کارگیری روکش‌های موضعی به اندازه ۲۰% طول دهنه کابل باعث کاهش حدود ۲۷% در نیروی دینامیکی وارد بر سازه نگهدارنده نسبت به حالت بدون روکش می‌شود.
میرشمس بهاء، فریبرز ثقفی،
دوره ۲۲، شماره ۷ - ( ۴-۱۴۰۱ )
چکیده
در این پژوهش، به مدلسازی دینامیکی سه بعدی یک چهارپره حامل با کابل در حضور بار مولد نیروهای تصادفی پرداخته می‌شود. در بسیاری موارد عملی با محمولههایی سروکار داریم که بر مبنای دینامیک ذاتی خود یا برهمکنش با محیط قادر به تولید نیروهای نوسانی با دامنه و فرکانس تصادفی هستند که این موضوع می‌تواند به شدت دینامیک سامانه حامل را تحت تاثیر قرار دهد. نوآوری پژوهش حاضر، درنظرگیری این نیروها و نمایش تاثیر آنها بر دینامیک چهارپره است. همچنین جهت انطباق بهتر مدل با سامانه واقعی، فرض می‌شود که نقطه اتصال کابل منطبق بر مرکز ثقل پرنده نبوده و اینرسی کابل در فرایند مدلسازی در نظر گرفته می‌شود. در این راستا، معادلات حرکت سامانه بر مبنای هر دو روش اولر-لاگرانژ و نیوتن-اولر استخراج خواهند گردید. پس از دستیابی به معادلات حرکت، صحت مدل دینامیکی در سه مرحله مورد بررسی قرار می‌گیرد. در گام نخست با انجام شبیه‌‌سازی، اعتبار مدل غیرخطی مورد سنجش قرار گرفته و تحلیل دینامیکی صورت میپذیرد. در گام بعد با ارزیابی ساختار مدل، نشان داده می‌شود که معادلات حرکت برخی ویژگی‌های ساختاری یک مدل دینامیکی مطلوب را برآورده مینماید. سپس، با برابر صفر قرار دادن برخی پارامترها و متغیرها، نشان داده می‌شود که مدل‌های سادهتر ارائه شده در برخی مراجع را میتوان از مدل جامع مذکور بدست آورد. در آخر به بحث و نتیجهگیری حاصل از کار پرداخته خواهد شد.
علی حسنوند، محمد سعید سیف،
دوره ۲۳، شماره ۳ - ( ۱۲-۱۴۰۱ )
چکیده
امروزه استفاده از رباتهای زیرسطحی برای تجسس و بررسی شرایط زیر سطح آب رشد بسزایی داشته است. گلایدرهای زیرسطحی بدلیل مصرف پایین انرژی جز رباتهای مورد علاقه محققین برای عملیات های طولانی مدت میباشد. شناخت دقیق پارامترهای ابعادی برای بررسی عملکرد گلایدرهای زیرسطحی امری حیاتی بوده که در صورت عدم بررسی دقیق متناسب سبب پایین آمدن راندمان وسیله میگردد. در این پژوهش سعی شده است تا در ابتدا مدل دینامیکی غیرخطی از رباتهای گلایدرزیرسطحی استخراج گردد. مدل دینامیکی با نتایج پژوهشهای مرتبط راستی آزمایی شده است. پس از بررسی صحت مدل دینامیکی استخراج شده به بررسی پارامتریک ابعادی در زمینه عملکرد هیدرودینامیکی ربات پرداخته شده است. پارامترهایی همچون حجم مخزن بویانسی، زاویه پیچ و ابعاد بالک در عملکرد هیدرودینامیکی ربات مورد سنجش قرار گرفته است. در مطالعه هر پارامتر مابقی پارامترها ثابت در نظر گرفته شده است تا بتوان تاثیر پارامتر هدف مورد سنجش قرار گیرد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که پارامترهای هندسی و ابعادی تاثیر بسزایی در راندمان و عملکرد هیدرودینامیکی ربات دارند. با طراحی متناسب گلایدر میتوان سبب انعطاف پذیری بیشتر در مواجه با اغتشاشات خارجی شد و در مواقعی که راندمان خیلی مطرح نیست، به سرعت های بالاتری دست یافت.
محمد مهدی عوض پور، محسن محمدی، احمدرضا مهدوی پناه،
دوره ۲۴، شماره ۵ - ( ۲-۱۴۰۳ )
چکیده
در دهه های اخیر، تکامل و توسعه فناوری خودروها در جهت افزایش ایمنی و امنیت برای راننده و سرنشینان خودرو نقش مهمی داشته است، یکی از فناوری های برجسته ای که به افزایش ایمنی در خودروها کمک به سزایی می کند، ترمز ضد قفل می باشد که این سامانه تاثیر قابل توجه ای در افزایش امنیت در زمان ترمز گیری، کاهش مسافت خط ترمز و کنترل بهتر خودرو در شرایط سطوح مختلف ترمز گیری دارد. در این مقاله، یک الگوریتم برخط نوین برای بهبود عملکرد سامانه‌های ترمز ضد قفل (ABS) معرفی می‌شود که از داده‌های عملی به جای مدلسازی ریاضی پیچیده بهره می‌برد، به عبارتی برخلاف مدل‌سازی‌های سنتی که به مدل‌های نیمه‌خودرو و شبیه‌سازی‌های دینامیکی لاستیک متکی هستند، این پژوهش از داده‌های واقعی چرخ‌ها برای توسعه و بهینه‌سازی الگوریتم‌ها استفاده می‌کند که این رویکرد باعث افزایش حساسیت و تطبیق‌پذیری الگوریتم نسبت به تغییرات واقعی جاده و شرایط مختلف عملیاتی می‌شود. از طرفی به‌طور مؤثر به شناسایی و تحلیل پدیده‌های Jump و Split پرداخته شده‌است که در سایر مقالات به‌طور اختصاصی پرداخته نشده‌است. این روش، که با استفاده از مدل‌های تحلیلی و تجربی آزمایش و اعتبارسنجی شده است و در شرایطی که حسگرهای شتاب در دسترس نیستند، دقت بالایی را در تخمین شتاب ارائه می‌دهد و می‌تواند پاسخ‌هایی با دقت مناسب در شرایط متغیر ترمزگیری ارائه دهد. نتایج شبیه سازی الگوریتم بر روی داده های تست عملی نشان از آن دارد که این الگوریتم باتوجه به کاهش تقریباً ۴۹,۱ درصدی در زمان تشخیص با سرعتی بیشتر نسبت به سایر الگوریتم ها عمل می‌کند و مزیت‌های قابل توجهی از جمله کاهش خط ترمزگیری، کاهش هزینه‌های محاساباتی سامانه را فراهم می‌آورد.
