---

در طی عملیات فرزکاری، نیروهای برشی باعث ایجاد ارتعاشات در ابزار برشی، قطعه کار و تجهیزات نگهدارنده می‌شود و بنابراین سلامت سطح قطعه نهایی و کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهد. پیش‌بینی دقیق نیروهای برشی برای انتخاب بهینه فرز انگشتی و ماشینهای ابزار از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق مدل‌سازی و شبیه‌سازی نیروهای برشی در فرایند فرزکاری انگشتی انجام می‌شود. ابعاد براده در حال ماشینکاری با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازی سه‌بعدی تخمین زده می‌شود. اثر عمق برش و نرخ پیشروی تعیین شده و قبل از هرگونه عملیات ماشینکاری،شرایط براده‌برداری پیش‌بینی می‌شود.

---

در یک مجموعه مکانیکی، وجود خطاهای ناشی از ساخت قطعات و یا فرآیند مونتاژ، می‌تواند باعث تغییرات زیادی در مجموعه نهایی نسبت به مدل ایده‌آل شده و بر کیفیت و عملکرد آن تاثیرگذار باشد. در سازه‌های ورقی فلزی، بدلیل انعطاف‌پذیری زیاد ورق‌ها، خطاهایی که به هنگام مونتاژ رخ می‌دهد، به اندازه خطاهای ناشی از تلرانس تولیدی ورق‌ها تاثیرگذار هستند؛ لذا در اختیار داشتن مدلی جامع که بتواند فرآیند مونتاژ این سازه‌ها را تحلیل و ارتباط بین تلرانس قطعات و تغییرات نهایی مجموعه را بیان نماید، بسیار حائز اهمیت است. اما باید به این نکته نیز توجه داشت که فرآیندهای مونتاژ معمولاً پیچیده و ذاتاً غیرخطی هستند. مهمترین عاملی که باعث غیرخطی شدن فرآیند مونتاژ سازه‌های ورقی می‌شود، تماس متقابل سطوح با یکدیگر در حین مونتاژ می‌باشد. نادیده گرفتن این اثر و بیان فرآیند مونتاژ صرفاً بر اساس رابطه خطی نیرو-جابجایی منجر به تداخل ورق‌ها در مدل و بروز اختلافات زیاد بین نتایج تئوری و عملی خواهد شد. فاکتور مهم دیگر در تحلیل تلرانسی سازه‌های ورقی، پیوستگی سطح ورق‌هاست که باعث ایجاد ارتباطی متقابل بین تغییرشکل نقاط مختلف یک ورق می‌شود. هدف از این مقاله ارائه روشی جدید در تحلیل تلرانسی سازه‌های ورقی فلزی انعطاف‌پذیر است که در آن تحلیل اجزای محدود غیرخطی با شکل بهبودیافته تحلیل آماری بدون حساسیت ترکیب می‌شود تا بتواند اثرات تماس متقابل و پیوستگی سطح ...

---

نیاز به ایجاد سطوح پیچیده‌تر در طراحی به کمک کامپیوتر، سبب انگیزش به سوی روش‌هایی شده است که سطوحی نرم‌تر و خوشایندتر تولید کنند. در این پژوهش از یک روش جدید در سازگارسازی منحنی‌های مقطع جهت انجام فرآیند برازش سطح به مقاطع معین یا لافتینگ ارائه شده است. در این روش توزیع نقاط داده مقاطع و بردار گرهی پایه جهت رسیدن به سطح مطلوب بهبود می‌یابد. در فرآیند سازگارسازی ابتدا می‌بایست درجه منحنی‌های مقاطع و بردارهای گرهی متناظر پیش از انجام فرآیند لافتینگ یکسان شوند. بر اساس الگوریتم پیشنهاد شده در این پژوهش در حین اجراء فرآیند سازگارسازی سطحی نرم و هموار بدست می‌آید که می‌تواند در بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند مهندسی معکوس، مهندسی پزشکی، کنترل کیفیت و غیره مورد استفاده قرار گیرد. مبنای این روش بهبود در چیدمان نقاط داده و اصلاح پارامترهای متناظر آن نقاط است، به قسمی که در فرآیند تکرار، چیدمان نقاط داده اصلاح شده تا در انتها بردارهای گرهی یکسان برای کل مقاطع حاصل شود. روش بر روی چند مثال کاربردی پیاده‌سازی و کارایی آن صحه‌گذاری شده است. همچنین میزان انحراف نقاط داده نهایی از حالت اولیه منحنی مقطع توسط روش توانمند هاسدورف تحلیل شده است. لازم به ذکر است که سطوح بدست آمده از نظر کیفیت بصری نیز بسیار خوشایندتر به نظر می‌رسند. همچنین جهت اثبات ادعای دستیابی به سطوح نرم‌تر با تغییرات انحنای کمتر در راستاهای اصلی، از پارامتر کمی کمترین تغییرات انحنا استفاده شده است. در انتها نمونه‌ای از کاربرد روش در مدل‌سازی ناحیه ریشه پره توربین بادی آورده شده است.

---

سیستم‌های سروهیدرولیک به علت دقت بالا و نسبت پایین وزن به نیرو کاربرد گسترده‌ای در شاخه های مختلف صنعت دارند. بهبود همزمان دقت و پاسخ زمانی از نیازهای روز افزون این سیستم‌ها می‌باشد. فرمان‌های حرکت سریع عملگر سروهیدرولیک، باعث تحریک اجزای مکانیکی متصل به آن و ایجاد ارتعاشات نامطلوب می‌گردد. راه حل توصیه شده برای رفع این مشکل، استفاده از کنترلگر پیشرفته با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های فرکانس بالای سیستم می‌باشد. در این پژوهش، کنترلگر مقاوم دو درجه آزادی موقعیت با هدف جلوگیری از ارتعاشات نامطلوب و تامین کارایی مقاوم برای میز سروهیدرولیک طراحی و پیاده سازی شده است. در این راستا اجزای مختلف این سیستم مدل‌سازی شده و سیستم نامی و عدم قطعیت میز سروهیدرولیک با استفاده از روش جعبه خاکستری شناسائی شده است. کنترلگر مقاوم دو درجه آزادی با روش عمومی نرم بینهایت (∞H) و استفاده از تحلیل μ طراحی شده است. این کنترلگر دارای بلوک پسخور جهت کاهش اثرات عدم قطعیت و نویز و دفع اغتشاش بوده، در حالی که بلوک کنترلگر پیشرو با اصلاح سیگنال فرمان،کارایی را بهبود می‌بخشد. سیستم کنترلی طراحی شده جهت ردیابی سیگنال‌های موقعیت سینوسی و ذوزنقه‌ای بر بستر آزمایش سروهیدرولیک پیاده سازی شده است. مشاهده شد که این سیستم در مقایسه با کنترلگر مقاوم رایج که فقط دارای بلوک پسخور می‌باشد، عملکرد دقیق‌تر و پاسخ سریع‌تری داشته است. نتایج آزمون‌های گسترده نشان دهنده پاسخ مناسب به اغتشاش، کاهش اثرات نویز و عملکرد مقاوم کنترلگر توسعه یافته در محدوده عدم قطعیت تعریف شده، می‌باشد.

---

مدل‌سازی دینامیکی تیرها تحت تاثیر نیروهای آیرودینامیکی در بسیاری از شاخه‌های مهندسی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله روش جدیدی برای مدل‌سازی حوزه‌ی زمان تیرهای یکسرگیردار با خواص هندسی و فیزیکی متغیر در طول تیر، تحت تحریک جریان باد ارائه می‌شود. در ابتدا با استفاده از اصل همیلتون و با فرض تئوری اویلر-برنولی معادله دیفرانسیل با مشتق جزئی حرکت تیرِ با مقطع متغیر استخراج می‌گردد. در ادامه از یک روش عددی تفاضل محدود برای تعیین فرکانس‌های طبیعی و شکل مود‌های تیر با مقطع متغیر استفاده شده است. در قدم بعدی با استفاده از روش گلرکین و بر پایه شکل مودهای استخراج شده در مرحله قبل، معادله دیفرانسیل با مشتقات جزئی حرکت تیر، تبدیل به معادله دیفرانسیلی معمولی با ترم‌های غیر خطی تحریک می‌گردد. نیروهای آیرودینامیکی با استفاده از نرم افزار کد باز XFOIL مدل‌سازی شده‌اند. تیر مورد بررسی دارای مشخصات منطبق بر پره توربین بادی ۱۰۰ کیلوواتی است که هم اکنون در پژوهشکده هواخورشید دانشگاه فردوسی مشهد در مرحله ساخت و راه‌اندازی است. نتایج شبیه‌سازی مشخص می‌نماید که در نظر گرفتن یک شکل مود در روش گلرکین برای تخمین پاسخ دینامیکی تیر، جوابهای قابل قبولی خواهد داشت. همچنین مشاهده شد که سرعت ناپایداری با میرایی مودال تیر نسبت مستقیم دارد و به گونه‌ای است که سرعت ناپایداری در تیرهای با میرایی بالاتر، بیشتر از سرعت ناپایداری در تیرهای با میرایی پایین‌تر است. نتایج حاصل از این مطالعه می‌توانند به خوبی در طراحی بهینه تیرهای با خواص هندسی و فیزیکی متغیر مورد استفاده قرار بگیرند.

---

---

---

در سال‌های اخیر با توجه به کاربرد گسترده توربین‌های بادی، بهبود سیستم کنترلی آن‌ها با هدف‌ کاهش بارهای مکانیکی مورد توجه بوده است. از طرفی در توربین‌های بادی مدرن، ژنراتور سنکرون با تحریک الکتریکی در ساختار درایو مستقیم (بدون گیربکس) به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، مزیت بهره‌گیری از ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون و زاویه گام پره‌ها در ساختار کنترلی نوین چندمتغیره-تطبیقی توربین بادی مورد تحقیق قرار می‌گیرد. اهداف کنترلی محدود کردن نوسانات سرعت دورانی روتور و کاهش بارهای مکانیکی وارد بر برج می‌باشد. ساختار کنترلی متمرکز بر اساس مدل دینامیکی توربین بادی و با لحاظ کردن اثرات متقابل آیرودینامیکی، ارتعاشاتی و الکتریکی طراحی می‌گردد. تعیین بهره‌های ماتریس کنترلی با توجه به مدل غیرخطی و پیچیده توربین، با بهره‌گیری از روش‌های بهینه‌سازی انجام می‌شود. رفتار آیرودینامیکی پره‌ها تابعی غیرخطی از شرایط کاری می‌باشد و برای دستیابی به رفتار دینامیکی یکنواخت، بهره‌های کنترلی در شرایط مختلف محاسبه و به روش جدول‌بندی بهره پیاده‌سازی می‌گردد. در توربین‌های بادی، عوامل مختلفی همچون دینامیک‌های سیستم الکتریکی، محدودیت‌های کنترل دیجیتال و نویز سیگنال می‌تواند بر عملکرد کنترلی تاثیرگذار باشد. به منظور بررسی این اثرات، شبیه‌ساز توربین بادی توسعه داده می‌شود و عملکرد کنترلگر چندمتغیره-تطبیقی به صورت سخت‌افزار در حلقه مورد تحقیق قرار می‌گیرد. با مقایسه عملکرد کنترلگر طراحی شده و کنترلگر چندمتغیره دو ورودی-یک خروجی در شرایط باد مغشوش، بارهای مکانیکی وارد بر برج به میزان ۲۶ درصد کاهش می‌یابد و در نتیجه عمر برج به عنوان یکی از اجزا اصلی توربین افزایش می‌یابد.

---

در این مقاله به فرآیند مدلسازی و شناسایی پارامترهای مجهول مدل دینامیکی ارائه‌شده برای یک ابزار بورینگ اشاره شده است. ابتدا برای تعیین منحنی‌های پاسخ فرکانسی سیستم، از روش تحلیل مودال تجربی استفاده شده است. سپس با بهره‌گیری از روش‌های محاسباتی رایج در تحلیل مودال تئوری، پارامترهای دینامیکی سیستم (شامل فرکانس‌طبیعی، میرایی مودال و شکل‌مودها) استخراج شده‌اند. در نهایت برای تخمین قابل‌قبول رفتار دینامیکی ابزار بورینگ در حوزه‌های زمان و فرکانس، یک مدل فیزیکی کارآمد ارائه شده است. مجموعه مونتاژی ابزار بورینگ به‌صورت یک تئوری تیر اویلر-برنولی با تکیه‌گاه انعطاف‌پذیر و جرم متمرکز در انتهای آزاد آن مدلسازی شده است. مشخصات تیر شامل مدول الاستیسیته و چگالی، در امتداد طول آن ثابت فرض شده است. انعطاف‌پذیری تکیه‌گاه ابزار توسط دو فنر خطی و دورانی مدلسازی شده است. پارامترهای مجهول مدل دینامیکی با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی توده ذرات شناسایی شده‌اند. این پارامترها شامل سفتی فنرهای خطی و دورانی در تکیه‌گاه ابزار و ضرایب بدون‌بُعد تصحیح قطر و جرم متمرکز هستند. این چهار پارامتر توزیع جرم و سفتی را در مدل فیزیکی ابزار بورینگ کنترل می‌کنند. در نهایت میزان انطباق پاسخ مدل فیزیکی با پاسخ ابزار بورینگ در حوزه فرکانس بررسی شده است. با انتخاب بهینه پارامترهای مجهول مدل فیزیکی، با دقت خوبی می‌توان رفتار دینامیکی ابزار بورینگ را برای تمام نقاط واقع بر طول آن تخمین زد. لذا با اضافه‌کردن مدل دینامیکی عملگر غیرفعال/فعال به مدل دینامیکی ارائه‌شده، می‌توان دالان‌های پایداری را برای فرآیند بورینگ با ابزارمیراشده تخمین زد.

---

فرآیند داخل‌تراشی به دلیل نسبت طول به قطر بالای ابزار و انعطاف پذیری زیاد آن، بسیار مستعد ارتعاشات خود برانگیخته(چتر) می‌باشد. این ارتعاشات منجر به کاهش کیفیت سطح، دقت هندسی پایین و شکستگی ابزار می‌شود و در مجموع مهمترین محدودیت تولید می‌باشد. مهمترین دلیل به وجود آمدن چتر، برهم‌کنش دینامیکی فرآیند براده‌برداری و سازه ماشین ابزار می‌باشد. با افزایش طول ابزار برش، تمایل سازه به ارتعاش افزایش پیدا می‌کند. راه‌حل مؤثر جهت کاهش ارتعاشات و افزایش مقاومت به چتر، افزایش صلبیت دینامیکی آن می‌باشد. در فرآیند داخل‌تراشی با نسبت طول‌به‌قطر بالا، جهت افزایش پایداری ابزار، از روش‌های کنترل ارتعاشات غیرفعال یا فعال استفاده می‌شود. روشهای فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا می‌باشند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف ماشینکاری میرا کنند. هدف این پژوهش بهبود مقاومت به چتر ابزار داخل‌تراش در مقیاس صنعتی از طریق افزایش صلبیت دینامیکی می‌باشد. به منظور کنترل ارتعاشات ابزار از عملگر الکترومغناطیسی استفاده گردیده است. طراحی بستر آزمایش به نحوی صورت گرفته است که بتوان در راستای شعاعی ارتعاشات ابزار را کنترل نمود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از آزمون مودال تجربی، مشخصات دینامیکی ابزار بورینگ بدست آمده است. سپس با استفاده از تحریک سینوسی جاروبی تابع تبدیل عملگر-ابزار شناسایی شده است. حلقه کنترل ارتعاشات نیز با استفاده از الگوریتم پسخور مستقیم سرعت پیاده‌سازی شده است. نتایج آزمون‌های ماشینکاری نشان می‌دهد که عملگر در کاهش ارتعاشات و افزایش صلبیت دینامیکی و در نتیجه مقاومت در برابر چتر دارای عملکرد خوبی می‌باشد.

---

یکی از مهمترین محدودیتهای بهره‌ وری در تولید، ارتعاشات ماشینکاری است. این ارتعاشات منجر به افزایش هزینه‌های ماشینکاری، کاهش دقت قطعات و کاهش عمر ابزار برشی می‌گردد. مؤثرترین راه‌حل برای افزایش پایداری فرآیند برش و حذف ارتعاشات ، افزایش صلبیت دینامیکی سازه می‌باشد. شیوه‌های مختلفی برای افزایش صلبیت دینامیکی سازه‌ها با استفاده از روشهای کنترل ارتعاشات غیرفعال و فعال ارائه شده است. اگرچه روشهای غیرفعال کنترل ارتعاشات همیشه پایدار هستند ولی دارای عملکرد محدودی می‌باشند. روشهای فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا می‌باشند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف میرا کنند. هدف این پژوهش افزایش صلبیت دینامیکی یک ابزار داخل‌تراش در مقیاس صنعتی با استفاده از میرایی فعال می‌باشد. فرآیند برش عمدتاً در معرض تغییرات پارامترها و اغتشاشات ناشناخته خارجی است، بنابراین طراحی یک سیستم کنترل ارتعاش فعال برای فرآیند برش یک مشکل چالش برانگیز است. در این پژوهش روش کنترلی بر اساس مفهوم مشاهده‌گر حالت گسترش یافته برای غلبه بر این عدم قطعیتها ارائه شده است. این استراتژی در سیستم کنترل ارتعاشات ابزار داخل‌تراش بکار گرفته شده است. همچنین الگوریتم پسخور مستقیم سرعت نیز در کنترل حلقه بسته ارتعاشات پیاده‌سازی شده است. نتایج آزمون‌های کنترل ضربه نشان می‌دهد که الگوریتم‌های کنترلی در کاهش ارتعاشات و افزایش صلبیت دینامیکی سازه دارای عملکرد خوبی می‌باشند. نتایج آزمون ضربه ولتاژی نیز نشان می‌دهد کنترلر ADRC نسبت به کنترلر پسخور مستقیم سرعت از تلاش کنترلی کمتری برخوردار است.

---

---

---

---

در فرآیند پولیش‌کاری، یکی از عوامل تأثیرگذار بر حذف مواد، نیروی تماسی بین ابزار و قطعه‌کار می‌باشد. پارامتر نیروی تماسی به این لحاظ حائز اهمیت است که در این فرآیند مقدار این نیرو نسبت به سایر فرآیندهای ماشین‌کاری کمتر است، در نتیجه نیروی تماسی یکی از موضوعات مهم است که باید کنترل شود. در این پژوهش یک سیستم کنترل نیرو مبتنی بر پیاده‌سازی الگوریتم کنترل 
تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) با قابلیت تنظیم در برد آردوینو ارائه می‌گردد. اعمال سیگنال‌های فرمان به عملگر، توسط واحد مدولاسیون عرض پالس (PWM) برد آردوینو امکان‌پذیر است. بستر آزمایشگاهی پولیش‌کاری در این پژوهش شامل سلونوئید، نیروسنج، موتور جریان مستقیم (DC) و سنباده نواری می‌باشد. ضرایب کنترل PID توسط روش شناسایی سیستم و با استفاده از ابزارهای نرم‌افزار متلب تخمین زده شدند. نتایج نشان می‌دهند که سیستم کنترلی طراحی شده بر روی برد آردوینو، پایداری موردنظر برای کنترل نیروی پولیش‌کاری را با خطای قابل قبول ارائه می‌دهد. از دیگر مزایای سیستم توسعه یافته، نیاز به تجهیزات اضافی نسبت به سایر 
سیستم‌های تجاری کاهش یافته و صرفه اقتصادی بیشتر است.

---

فرآیند تراشکاری داخلی فرآیندی است که در آن قطر سوراخ داخلی قطعه‌کار معمولا طی مراحلی از اندازه‌ی اولیه به مقدار دلخواه افزایش قطر پیدا می‌کند .از آنجاییکه هر گونه ارتعاشات ناخواسته در این عملیات منجر به کاهش صافی سطح شده، از جاذب‌های دینامیکی فعال به منظور میراشدن ارتعاشات در این پژوهش بهره گرفته شده است. در این پژوهش، از دو حسگر شتاب آنالوگ و دیجیتال به همراه جاذب دینامیکی فعال نصب شده بر روی ابزار داخل تراش به طول ۷۲۰ میلی‌متر استفاده شده است. حسگر آنالوگ آن به عنوان صحت سنجی مقادیر شتاب در حسگر شتاب دیجیتال که بسیار مقرون به صرفه بوده، مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین به کمک روش پسخور سرعت، ارتعاشات ناشی ازهرگونه تحریک‌ ضربه میرا شده و با حالت بدون وجود جاذب دینامیکی فعال مقایسه شده است. همچنین در این پژوهش، با افزایش میزان ولتاژ ورودی به تقویت‌کننده نتایج میراشده‌ی ضربه اعمالی به انتهای ابزار داخل‌تراش ارائه و طیف فرکانسی برای پیش‌بینی کیفی میرایی‌ بررسی شده است.