دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی غیرخطی آیروالاستیسیته صفحه ترکدار همسانگرد در جریان فراصوت
1
12
FA
سید سعید
مظفریان
دانشجوی دکتری، آزمایشگاه سازههای هوشمند و کامپوزیتی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
mozafareiyan.ss@um.ac.ir
جلیل
رضایی پژند
استاد، آزمایشگاه سازههای هوشمند و کامپوزیتی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
jrezaeep@um.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.9263.3090
در مقاله حاضر، مدلی تحلیلی جهت بررسی پاسخ غیرخطی آیروالاستیک صفحه ترکدار در جریان فراصوت ارائه شده است. به این منظور معادله خمش خالص دوبعدی صفحه همسانگرد ترکدار با شرایط تکیهگاهی ساده پیشنهاد شده است. برای تشکیل این معادله، مدلسازی صفحه بر اساس تئوری صفحه کلاسیک و روابط غیرخطی ون-کارمن، مدل خط-فنر برای ناحیه ترک و تئوری خطی پیستون برای محاسبه فشار آیرودینامیکی در نظر گرفته شده است. با اعمال روش گلرکین و مودهای فرضی صفحه، معادلات دیفرانسیل با مشتقهای جزئی به معادلات دیفرانسیل با مشتقهای معمولی تبدیل میشود. سپس با بهرهگیری از روش حل عددی رانج –کوتا این معادلات، حل و نتایج بررسی شده است. بعد از مقایسه نتایج با منابع تحلیلی و اطمینان از صحت روش، اثرهای ابعاد و جهت ترک بر پایداری آیروالاستیک صفحه، مرز فلاتر و نوسانها چرخه محدود مطالعه گردید. نتایج نشان میدهد وجود ترک باعث وقوع زود هنگام فلاتر، افزایش بیشینه دامنه نوسانها چرخه محدود و در نهایت کاهش سرعت ناپایداری آیروالاستیک صفحه میشود.
صفحه ترکدار,پایداری آیروالاستیک,نوسانهای چرخه محدود,فلاتر: روش گلرکین
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2065.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2065_ff681ba809ecd48350602f79a125180a.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
کنترل فعال ارتعاشات پوسته مخروطی مدرج تابعی چرخان از طریق وصلههای پیزوالکتریک
13
29
FA
محمد
جعفری نیاسر
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
mohammad.jafariniasar@gmail.com
علی اصغر
جعفری
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
ajafari@kntu.ac.ir
محسن
ایرانی رهقی
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
irani@kashanu.ac.ir
محمد جواد
بابایی
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
mjavad.babaei@yahoo.com
10.22044/jsfm.2020.9885.3220
در مقاله حاضر کنترل دامنه ارتعاشات اجباری یک پوسته مخروطی از جنس مواد مدرج تابعی در حالت چرخان با استفاده از وصله های پیزوالکتریک از جنس مواد مدرج تابعی تحلیل گردیده است. تعداد ۴ تکه پیزوالکتریک داخل پوسته و مشابه همین روی پوسته قرار گرفته اند. برای بدست آوردن دینامیک سیستم از روش انرژی و نظریه کلاسیک استفاده شده است. پاسخ ارتعاشات با شرایط مرزی دو سر ساده به صورت عبارتی با جدا سازی توابع مکان و زمان و همچنین ضرایب متغیر با زمان برای هر متغیر سیستم در نظر گرفته شده است. پس از آن با قرار دادن پاسخ های در نظر گرفته شده در توابع انرژی و در نهایت استفاده از معادله لاگرانژ، دینامیک حاکم بر سیستم حاصل می گردد. فرکانس های طبیعی پوسته غیرچرخان و چرخان با نتایج پژوهش های قبلی مقایسه شده است. همچنین برای کنترل ارتعاشات از پسخورد سرعت استفاده شده به گونه ای که ولتاژ سنسور که وابسته به سطح، ضخامت و محل قرار گیری هر سنسور است محاسبه شده و در ولتاژ عملگر از آن استفاده می شود. در ادامه، کنترل سیستم ابتدا در مود اول و سپس برای سیستم همگرا شده انجام می گیرد که در هر دو حالت حلقه کنترلی به خوبی دامنه ارتعاشاتی اجباری را مستهلک می کند.
پوسته مخروطی چرخان,پوسته مدرج تابعی,وصله های پیزوالکتریک,کنترل فعال ارتعاشات
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2066.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2066_f0e9c791f10d9dc7afb219b09192a69c.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بهینه سازی رفتار ترمومکانیکی هورن فراصوت از طریق اصلاح هندسه
31
42
FA
محمد
ظهورمسگر
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک
mohammadn5340@yahoo.com
حامد
صفی خانی
دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک
h-safikhani@araku.ac.ir
محمدرضا
شیخ الاسلامی
استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک
m-sheykholeslami@araku.ac.ir
سیامک
مزدک
استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تفرش
mazdak@tafreshu.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.8874.3014
انتقال ارتعاشات ترانسدیوسر فراصوت به بار، توسط قطعهای به نام هورن صورت میگیرد. بسته به کاربرد هورن، میتوان ارتعاشات را متمرکز و یا پخش نمود. این قطعه در کاربردهای گوناگون همانند جوشکاری فراصوت مورد استفاده قرار میگیرد. محدودیت این قطعه، افزایش دمای آن در حین کارکرد به دلیل میرایی ساختاری است. به سبب این که این قطعه در فرکانس تشدید در مود محوری در حال ارتعاش است، افزایش دما داده و در اثر آن خواص مکانیکی آن تغییر کرده و موجب تغییر فرکانس تشدید و افت شدید راندمان ارتعاشات میشود. در این مقاله با هدف کاهش دمای هورن، هندسه بهینۀ جدید ارائه شده است. هندسۀ جدید از لحاظ انتقال حرارت بهینه است و به صورت هم زمان سعی شده تا کمترین مود جانبی ممکن به دست آید. به منظور بهبود این مشکل و مقابله با آن، مدل عددی رشد دمایی قطعه مورد نظر در حالت پایدار به به دست آمده است به علاوه با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه سازی حرارتی هورن با ایده پره، در دو مرحله متوالی انجام شده است. در قسمت نتایج جزئیات هندسۀ جدید ارائه و به صورت مبسوط در مورد جوانب مختلف آن بحث شده است.
هورن,ترانسدیوسر فراصوت,فرکانس تشدید,مود جانبی,بهینه سازی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2067.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2067_1c3b38ab5cc8e28a913f81020baeeb1b.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی تجربی تاثیر موقعیت و شدت میدان مغناطیسی ثابت بر انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال Fe2O3/آب در ناحیه در حال توسعه حرارتی
43
58
FA
محمد حسین
طالبی
0000-0002-4350-137X
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
talebi@sau.ac.ir
هادی
کارگر شریف آباد
0000-0001-8145-5127
استادیار، مرکز تحقیقات انرژی و توسعه پایدار، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
hadikargarsharif@gmail.com
ولی
کلانتر
0000- 0003- 4498- 19
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
vkalantar@yazd.ac.ir
محمدرضا
نظری
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران
mnazari@yazd.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.8885.3012
در این تحقیق تجربی، انتقال حرارت جابجایی اجباری در حال توسعه حرارتی نانوسیال Fe2O3/ آب در داخل لوله مسی تحت میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط تعدادی آهنربای دائمی تخت بررسی شده است. آزمایشات در شرایط رژیم جریان آرام و شرط مرزی شار حرارتی یکنواخت انجام شده و تاثیر موقعیت و شدت میدان مغناطیسی بررسی شده است. اهداف این تحقیق بررسی تاثیر استفاده از نانوسیال Fe2O3/ آب ، عدد رینولدز جریان، شدت و موقعیت میدان مغناطیسی ثابت در رفتار حرارتی جریان بوده است. اعتبار سنجی دستگاه آزمایش با استفاده از آب مقطر و مقایسه با نتایج تئوری انجام شده است که در نهایت تطابق خوبی حاصل شده است. نتایج نشان می دهد به علت تاثیر میدان مغناطیسی بر نانوسیال Fe2O3/ آب، بوجود آمدن جریان های ثانویه و تغییر شکل لایه مرزی، انتقال حرارت تغییر می کند و تغییرات آن به مشخصات جریان و شدت و موقعیت میدان مغناطیسی وابسته است. افزایش شدت میدان مغناطیسی عمود بر جریان در یک نقطه در رینولدز ثابت باعث افزایش ناگهانی ضریب انتقال حرارت جابجایی موضعی می شود در صورتی که همین میدان در نقاط مختلف تقسیم شود افزایش کمتری نسبت به یک نقطه مشاهده می شود ولی ضریب انتقال حرارت جابجایی متوسط در حالت دوم بیشتر از حالت اول است.
نانوسیال Fe2O3/ آب,انتقال حرارت جابجایی,میدان مغناطیسی,مطالعه تجربی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2068.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2068_e309375ba341684071b386f9c976bb74.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بهکارگیری روش همگنسازی عددی برای مطالعه تأثیر آسیبهای میکروسکوپی بر استحکام ماکروسکوپی ساختارهای پلی کریستالی
59
71
FA
احمد
اکبری
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران
ahmad.akbari.r@gmail.com
10.22044/jsfm.2021.9428.3125
در این مقاله نشان داده میشود که میتوان با استفاده از روش همگنسازی عددی نمودار ماکروسکوپی سطح شکست یک ماده پلی کریستالی را در حضور آسیبهای اولیه میکروسکوپی به دست آورد. به این منظور نمونههایی از ساختار میکروسکوپی ماده بهصورت دوبعدی در قالب حجم نمونههایی در نظر گرفته میشوند که شامل تعدادی دانه با خواص الاستیک خطی با مرز دانههایی از نوع ترک چسبناک غیرخطی هستند. در این مدلسازی محل جوانهزنی و رشد میکرو ترکها مرز دانهها میباشند. بهمنظور مطالعهی اثر آسیب اولیه بر خواص ماکروسکوپی ماده، در مرکز هندسی حجم نمونهها سه شکل متفاوت از آسیبهای اولیه ایجاد میگردد بهگونهای که مرز دانههای آن ناحیه هیچگونه توانایی ذخیره انرژی کششی یا برشی را ندارند. شرایط مرزی بهصورت جابجایی دومحوره و برگرفته از تانسور کرنش ماکروسکوپی بهصورت گامبهگام بر مرز بیرونی حجم نمونهها اعمال میگردد و تا لحظه شکست حجم نمونه ادامه مییابد. نتایج بهدستآمده نشان میدهد که وجود آسیبهای اولیه استحکام ماده را به مقدار چشمگیری کاهش میدهد و میتواند سبب نامتقارن شدن نمودار سطح تسلیم ماده گردد. این در حالی است که وجود این آسیبها تأثیری بر مدول الاستیسیته ی ماده ندارد.
تحلیل چندمقیاسه,همگنسازی عددی,آسیب میکروسکوپی,ساختار پلی کریستالی,مرز دانه چسبناک
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2069.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2069_a0200e6ad34939570f9119d3f5cd22f5.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
ارائه یک روش ارزیابی اصطکاک در ناحیه ورودی قالب اکستروژن بر اساس ترکیب آزمونهای اکستروژن معکوس قالب باز و فشار حلقه
73
88
FA
مهرداد
خاندائی
استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشکاهی مواد و فناوریهای ساخت
m_khandaei@mut.ac.ir
سعید
محمدی فیروزجائی
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشکاهی مواد و فناوریهای ساخت
saeedmohammadi941@gmail.com
حمید
عربی
محقق ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشکاهی مواد و فناوریهای ساخت
hamidarabi20@gmail.com
10.22044/jsfm.2021.9646.3177
در این مقاله یک روش ترکیبی جدید، شامل آزمونهای فشار حلقه و اکستروژن معکوس قالب باز، به منظور ارزیابی ضریب اصطکاک در فرآیند اکستروژن ارائه میگردد. در این روش، رفتار اصطکاکی در ناحیهی سطح آزاد قالب و حفره قالب اکستروژن با هم متفاوت در نظر گرفته شدهاند. از این رو، ضریب اصطکاک در سطح آزاد قالب با استفاده از آزمون فشار حلقه به دست میآید و در شبیهسازیهای آزمون اکستروژن معکوس قالب باز در ناحیه سطح آزاد قالب اعمال میگردد. سپس شبیهسازیهای المان محدود آزمون اکستروژن معکوس قالب باز، با فرض معلوم بودن ضریب اصطکاک در سطح آزاد قالب، برای ضرایب اصطکاک مختلف در حفره قالب اکستروژن انجام میشوند تا منحنیهای کالیبراسیون اصطکاک در این ناحیه به دست آیند. در نهایت با مقایسهی نتایج آزمایشهای تجربی با منحنیهای کالیبراسیون، ضریب اصطکاک در حفره قالب به دست میآید. مقایسهی ضرایب اصطکاک حاصل از سه آزمون نشان میدهد که ضریب اصطکاک در کانال اکستروژن قالب بیشتر از سطح آزاد آن است.
آزمون فشار حلقه,آزمون اکستروژن معکوس قالب باز,فرآیند اکستروژن,ضریب اصطکاک
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2070.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2070_59f079a72ee437028578982f076a8068.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
اندازهگیری تجربی انرژی شکست نمونه فولادی ایپیآی ایکس شصتوپنج در آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتابسنج
89
96
FA
حامد
خسروی خور
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
h.kh.kh1985@gmail.com
سید حجت
هاشمی
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
s_h_hashemi@yahoo.com
مهدی
راغبی
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
raghebi@yahoo.com
10.22044/jsfm.2021.9221.3082
آزمایش ضربه سقوطی بیش از هفت دهه در صنعت نفت و گاز بعنوان یکی از مهمترین آزمایشها بمنظور تعیین انرژی شکست و بررسی ویژگیهای شکست نرم و ترد لولههای انتقال انرژی استفاده شده است. در این پژوهش انرژی شکست فولاد API X65 با تحلیل منحنی شتاب حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتابسنج بهدست آمد. نمونه آزمایشگاهی از لوله انتقال گاز طبیعی به قطر خارجی 1219 میلیمتر و ضخامت 3/14 میلیمتر جدا شد. آزمایش طبق استاندارد API 5L با استفاده از دستگاه ضربه سقوطی با چکشی به وزن 700 کیلوگرم (مجهز به شتابسنج) با ارتفاع سقوط 3 متری انجام شد. با استفاده از فرکانس طبیعی بهدست آمده نمونه و فیلتر پایینگذر باترورث، نوسانهای ناخواسته از دادههای آزمایش حذف گردید. مقدار انرژی شکست (سطح زیر منحنی نیرو-تغییر مکان) برابر6791 ژول بهدست آمد که در مقایسه با مقادیر انرژی حاصل از آزمایش ضربه سقوطی مجهز به کرنشسنج در پژوهشهای گذشته حدودا 4 درصد تفاوت دارد. با توجه به این اختلاف جزئی، صحت آزمایش ضربه سقوطی مجهز به شتابسنج تایید میشود.
آزمایش ضربه سقوطی,فرکانس طبیعی,فولاد API X65,فیلتر باترورث,انرژی شکست
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2071.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2071_b2bb258564101ef5a3d4a55e2a3685e2.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
تعیین ثابتهای مدل آسیب جانسون-کوک برای ورق مس خالص تجاری توسط آزمایش کشش بر روی نمونه های شیاردار
97
110
FA
مسعود
رخش خورشید
0000-0002-1874-0336
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
rakhshkhorshid@birjandut.ac.ir
صادق
رنجبر
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
ranjbarsadegh1372@gmail.com
سید احسان
افتخاری شهری
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران
e.eftekhari@birjandut.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.9856.3215
امروزه از مدلهای آسیب جهت شبیهسازی و پیشبینی مناطق وقوع شکست در فرایندهای تولید استفاده میشود. یکی از مدلهای مشهور که به طور گسترده در نرمافزارهای تجاری اجزاء محدود استفاده میشود، مدل آسیب جانسون-کوک است. هدف از تحقیق حاضر تعیین ثابتهای مدل آسیب جانسون-کوک برای ورق مس خالص تجاری است. بدین منظور ابتدا سه نمونه کشش (یک نمونه بدون شیار و دو نمونه شیاردار با شیارهای متفاوت به شعاعهای 10 و 2 میلیمتر) در راستای نورد از ورق جدا و آزمایش کشش بر روی آنها انجام شد. نسبت تنش سه محوره برای هر یک از نمونهها از رابطه بریجمن بدست آمد. سپس، با توجه به قانون حجم ثابت وابستگی کرنش شکست نسبت به تنش سه محوره در مدل آسیب جانسون-کوک، ثابتهای این مدل آسیب تعیین گردید. از شبیهسازی عددی آزمایشهای کشش انجام شده برای ارزیابی موفقیت روش استفاده شده برای تعیین ثابتهای مدل جانسون-کوک استفاده شد. برای این کار، از معیار خطای جابجایی استفاده شد و مقدار آن برای هر یک از نمونه ها تعیین گردید. مقدار میانگین خطای جابجایی برای سه نمونه مورد آزمایش برابر 07/9 درصد محاسبه شد که نشان دهنده موفقیت روش مورد استفاده جهت تعیین ثابتهای مدل آسیب جانسون-کوک در تحقیق حاضر است. از نتایج این تحقیق میتوان جهت شبیهسازی فرآیندهای تولید ورق مسی مورد مطالعه استفاده کرد.
روش اجزاء محدود,آسیب نرم,مدل آسیب نرم جانسون-کوک,ورق مس خالص تجاری
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2072.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2072_b231a65f0434ea586f2c6ce183eeaad5.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی عددی و بهبود عملکرد شستشوی دهانه ماشینکاری در فرایند میکروماشینکاری تخلیه الکتریکی با در نظر گرفتن اثر عمق سوراخ و سیال دیالکتریک
111
122
FA
احسان
طبیبی
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
e.tabibi@email.kntu.ac.ir
مجید
قریشی
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ghoreishi@kntu.ac.ir
سجاد
بیگمرادی
دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
beigmoradi@email.kntu.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.9486.3139
شستشوی دهانه ماشینکاری یکی از عوامل مهم در میکروماشینکاری تخلیه الکتریکی است که نه تنها دهانه ماشینکاری را از برادهها پاکسازی میکند، بلکه سبب افزایش بازده ماشینکاری نیز میگردد. درک صحیح از جریان دیالکتریک کمک شایانی به بهبود عملکرد شستشوی دهانه ماشینکاری میکند. در این پژوهش، اثر پارامترهای عمق سوراخ و سیال دیالکتریک بر جریان شستشوی دهانه در میکروماشینکاری تخلیه الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پارامتر طراحی عمق در سه سطح 5، 10 و 15 میلیمتر در کنار سه دیالکتریک آب دیونیزه، نفت سفید و روغن EDM-30 مورد مطالعه قرار گرفته است. جریان دیالکتریک درون دهانه ماشینکاری به کمک دینامیک سیالات محاسباتی تجزیه و تحلیل شده و معادلات حاکم نیز با استفاده از روش حجم محدود گسستهسازی شده است. برای اعتبارسنجی، مقایسهای بین نتایج حاصل از شبیهسازی با نتایج تجربی و عددی تحقیقات پیشین صورت گرفته است. حداکثر اختلاف بین نتایج این شبیهسازی با نتایج تجربی 81/10 درصد است که از تطابق خوب این نتایج با نتایج تحقیقات پیشین حکایت دارد. با بررسی نتایج عددی مشاهده میشود که با کاهش عمق سوراخ و استفاده از آب دیونیزه به عنوان سیال دیالکتریک، سرعت جریان درون دهانه ماشینکاری افزایش یافته و ناحیه رکود تشکیل شده درون سوراخ کاهش مییابد.
میکروماشینکاری تخلیه الکتریکی,دیالکتریک,شستشوی دهانه ماشینکاری,دینامیک سیالات محاسباتی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2073.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2073_edd281aabf20f99cdfdb6f5e97bbc736.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
مطالعه تجربی تغییر شکل بزرگ پلاستیک ورقهای دایرهای تک و چندلایه آلومینیومی در برابر بارگذاری دفعی یکنواخت مکرر
123
137
FA
مجتبی
ضیاءشمامی
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
ziyashamami@gmail.com
هاشم
بابایی
0000-0002-4001-1279
دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
ghbabaei@guilan.ac.ir
توحید
میرزابابای مستوفی
0000-0002-0460-8799
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، ایران
t.m.mostofi@gmail.com
حسین
خدارحمی
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه ایوانکی، ایوانکی، ایران
hkhdrhmi@gmail.com
10.22044/jsfm.2020.9345.3112
در این تحقیق، تعدادی آزمایش روی ورقهای آلومینیومی به منظور مطالعه تغییر شکل ورقهای تکلایه، دولایه و سهلایه تحت بارگذاری دفعی یکنواخت مکرر تا 5 دفعه انجام شد. برای انجام آزمایشها، نمونهها روی سامانه آونگ بالستیک بسته شدند. در حالت کلی، نمونههای آزمایشی تغییر شکل بزرگ پلاستیکی بهصورت گنبدی شکل همراه با نازک شدگی یا پارگی در لبههای مرزی به علت یکنواخت بودن بارگذاری از خود نشان دادند. نتایج تجربی نشان داد که خیز مرکزی ورقهای تکلایه و چندلایه با افزایش تعداد انفجار و جرم خرج افزایش مییابد. علاوه بر آن، خیز جلو رونده نمونه؛ یعنی، اختلاف خیز در دو مرحله متوالی انفجار، به علت آنکه نمونه بعد از هر دفعه انفجار کار سختی تحمل میکند، بهصورت نمایی کاهش مییابد. نتایج همچنین نشان داد که ممکن است ساختارهای سهلایه همجنس در انفجار اول در ایمپالس پایین عملکرد انفجاری مناسبی در مقایسه با ساختارهای دولایه داشته باشد اما با بالا رفتن تعداد انفجار، مقاومت انفجاری آنها کاهش مییابد. اگرچه این رفتار برای انفجار در ایمپالسهای بالا دیده نشد و ساختارهای چندلایه رفتاری متفاوتی دارند.
بارگذاری یکنواخت مکرر,ساختار چندلایه,مقاومت انفجاری,ورق دایرهای
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2074.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2074_f93e9cbf2077d32b12b9233437a9c6bd.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
آنالیز تجربی، مدلسازی ریاضی و تحلیل حساسیت آماری زبری سطح در فرآیند فرزکاری اورتوپدی (پلی متیل متاکریلات)
139
152
FA
مهدی
قاسمی
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران
mqasemi@sru.ac.ir
محمد مراد
شیخی
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران
m.sheikhi@sru.ac.ir
وحید
طهماسبی
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک
tahmasbi@arakut.ac.ir
مجتبیl
ذوالفقاری
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک
m-zolfaghari@araku.ac.ir
10.22044/jsfm.2020.8788.2991
از جمله درمانهای رایج در جراحی اورتوپدی، ماشینکاری مفصلهای زانو برای جاسازی مفصل مصنوعی است. در این جراحی آمادهسازی سطوح تیبیا و فمور برای کسب سینماتیک صحیح مفصل و تعادل رباط ها لازم است. بدین منظور فرزکاری برای ماشینکاری دقیق سطوح استخوان و ایجاد شیارهای دقیق مورد نیاز است. در این مطالعه، عملیات فرزکاری روی پلی متیل متاکریلات بعنوان قطعه کار و جانشین مناسب برای استخوان انجام شد و برای اولین بار به طور مشخص روی مدلسازی و بهینهسازی پارامترهای موثر در فرزکاری یعنی سرعت برش، پیشروی، عمق برش و قطر ابزار با روش پاسخ سطح جهت بررسی زبری سطح متمرکز شده است. معادله رگرسیون خطی مرتبه دوم حاکم بر مدل استخراج گردیده است و تأثیر پارامترهای ورودی و بر همکنش آنها بر روی پارامتر خروجی زبری سطح به دقت بررسی شده است. همچنین با بهره گیری از روش تحلیل حساسیت آماری سوبل مقدار کمی اثر پارامترهای ورودی مشخص شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که برای رسیدن به کیفیت سطح مطلوب باید حداقل پیشروی، حداقل سرعت دورانی، قطر ابزار کوچکتر و عمق برش کم لحاظ شود. نتایج نشان میدهد از بین پارامترهای ورودی با در نظر گرفتن تغییرات همزمان تمامی پارامترها در بازه آزمایشها، به ترتیب سرعت دورانی ابزار، نرخ پیشروی، قطر ابزار و عمق برش بیشترین اثر را در رفتار زبری سطح داشتهاند.
فرزکاری پلی متیل متاکریلات,زبری سطح,روش پاسخ سطح,آنالیز حساسیت آماری
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2075.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2075_e677964674a9fc8a947f5692f193c959.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بهینهسازی توپولوژی هندسه یک کانال دارای سه خروجی با دبیهای مشخص در خروجیها
153
168
FA
زهرا
طالبپور
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
talebpour.zahra@mail.um.ac.ir
امیدرضا
محمدیپور
استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه پیامنور، تهران
o.mohammadipour@pnu.ac.ir
حسین
عجم
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
h.ajam@um.ac.ir
حمید
نیازمند
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
niazmand@um.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.8989.3047
در مقاله حاضر، هندسه بهینه یک کانال چندراهی دوبعدی با یک ورودی و سه خروجی در عدد رینولدز 10 Re=مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی، بهینهسازی توپولوژی بر اساس روش تخلخل و به کمک شبیهسازی شبکه بولتزمن صورت گرفته و درنهایت طرح بهینه با استفاده از آنالیز حساسیت یک تابع هدف ارائه شده است. برخلاف تحقیقات پیشین به جای ثابت نگاه داشتن عرض مجرا در خروجیها، سرعت متوسط در این مقاطع یکسان در نظر گرفته شده است درحالیکه مقایسه نتایج نشان میدهد مقدار اتلافات انرژی در طرح بهینه چندراهی به میزان 04/26 درصد کاهش خواهد یافت که این خود موید مزیت تغییر در عرض مجرا در مقایسه با تغییر در سرعت متوسط جریان است. در این حالت، شرایط هندسه مجرای ورودی شامل عرض و موقعیت مجرا نقش به سزایی در طرح نهایی خواهد داشت که پرداختن به آن هدف اصلی این تحقیق به شمار میرود. نتایج عددی حاکی از آن است که با فرض تغییرات خطی عرض مجرا در خروجیها، کمترین افت توان جریان زمانی حاصل خواهد شد که عرض ورودی برابر با بزرگترین خروجی باشد. قراردادن ورودی در مقابل عریضترین خروجی، هندسی نهایی را هموارتر از سایر حالات خواهد کرد اما این حالت از نظر اتلافات کاملاً بهینه نیست. برای رسیدن به کمترین اتلافات انرژی، ورودی جریان می بایست همراستا با فضای میانی دو خروجی با عرضهای متوسط و بزرگ قرار گیرد. در این حالت اتلافات به میزان 18/23% کمتر از حالتی است که ورودی در مقابل باریکترین مجرا قرار گرفته باشد.
کانال چندراهی,جریان آرام,بهینهسازی,بهینهسازی توپولوژی,روش لتیس-بولتزمن
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2076.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2076_fa8c6223f3da439a5ddacd1a639f5641.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
تحلیل اگزرژی و بررسی اثر پروفیل نازل روی عملکرد توربین فراصوت در پذیرش جزئی
169
184
FA
علی
چراغی
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
cheraqi.a@gmail.com
رضا
ابراهیمی
استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
rebrahimi@kntu.ac.ir
حسن
کریمی
استاد، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
karimi@kntu.ac.ir
رضا
آقایی طوق
0000-0002-5702-7824
استادیار، گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران
reza_tog@srbiau.ac.ir
محمدجواد
منتظری
دکترای هوافضا، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی
mj.montazeri@dena.kntu.ac.ir
10.22044/jsfm.2020.7208.2658
در توربینهایی با دبی جرمی ورودی اندک، از پذیرش جزئی در ورود روتور استفاده میشود. برای بهدست آوردن کار ویژه بالا، لازم است توربین با جریان فراصوت یا افت فشار بالا کار کند. در این مقاله، ابتدا توربین فراصوت با پذیرش جزئی و دلایل استفاده از آن به طور مبسوط تشریح میشود. پذیرش جزئی در این توربینها با استفاده از شیپورهها یا نازلهای همگرا- واگرا تأمین میشود. هدف اصلی مقاله بررسی اثر پروفیل قسمت همگرای نازل روی عملکرد توربین فراصوت با پذیرش جزئی است. برای اینکار، با استفاده از یکی از روشهای پروفیل کردن نازل، چند مدل مختلف ساخته شده است. جریان در توربین با دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی شده و عملکرد توربین با بررسی بازده قانون اول و بازده قانون دوم و همچنین تحلیل اگزرژی و تخریب اگزرژی بررسی شده است. در مقایسه نتایج بهدست آمده با نتایج مدل اصلی، مشاهده شد که پروفیل نازل نقش موثری در افزایش راندمان توربین و پیشگیری از هدر رفتن انرژی دارد.
توربین فراصوت,پذیرش جزئی,پروفیل نازل,تخریب اگزرژی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2077.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2077_9d1d7d009092e7b5585517bf042e4084.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
مدلسازی و تحلیل عددی عملکرد پره استاتور توربین از دیدگاه قانون دوم ترمودینامیک
185
198
FA
محسن
سروشان
کارشناس ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، ایران
mossorou10@gmail.com
جاماسب
پیرکندی
0000000178617471
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، ایران
jamasb_p@yahoo.com
حمید
پرهیزکار
استادیار، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا، ایران
hparhiz@aut.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.8498.2928
طراحی مناسب پره استاتور توربین کمک شایانی به افزایش عملکرد آن و بازده کلی موتور میکند. در این پژوهش به کمک نرمافزار فلوئنت تولید آنتروپی محلی و نرخ اگزرژی تخریبی پره استاتور توربین آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در تحلیل انجام شده آنتروپی تولیدی محلی به دو بخش آنتروپی تولیدی چسبندگی و آنتروپی تولیدی حرارتی تقسیمبندی شده و معادلات حاکم به کمک udf داخل نرم-افزار فلوئنت تعریف شده است. بعد از محاسبه آنتروپی تولیدی محلی و مشخص شدن مقدار بازگشتناپذیریها، طبق معادلهی گویا-استودلا مقدار اگزرژی تخریبی نیز به کمک روش عددی محاسبه شده است. بررسی نتایج نشان میدهد که دو مدل اسپالارت آلماراس و k-ω(SST) بهترین پیشبینی ویک پره را انجام دادهاند. مقدار آنتروپی تولیدی چسبندگی و آنتروپی تولیدی حرارتی به ترتیب 69 و 31 درصد است. مقادیر تولید آنتروپی محلی محاسبه شده با نتایج یک پرهی استاتور توربین مقاله معتبر اعتبارسنجی شده که تطابق قابل قبولی در آن مشاهده میشود. اگزرژی تخریبی محاسبه شده 281 کیلووات بوده که در محدوده توربینگازهای هوایی مدرن برای یک طبقه توربین پرفشار قرار دارد.
پره استاتور,توربین,تحلیل عددی,قانون دوم ترمودینامیک,تولید آنتروپی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2078.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2078_21d752b3d2fe368d3f31c2394f33264a.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
شناسایی ناحیه تشکیل احتراق گروه قطره بهوسیله پارامتر شاخص شعله در شعله اسپری جریان متقابل آرام
212
199
FA
مراد
هواسی
کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
m.hawasi@modares.ac.ir
فتح الله
امی
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
fommi@modares.ac.ir
فاطمه
چیتگرها
دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
chitgarha.mech@gmail.com
زهیر
صبوحی
استادیار، پژوهشگاه هوافضا، تهران، ایران
zoheir.saboohi@gmail.com
10.22044/jsfm.2020.8802.2998
شبیهسازی عددی دوبعدی شعله اسپری در پیکربندی جریان متقابل آرام انجام شده و ناحیه تشکیل احتراق گروهی قطرات به وسیله پارامتر شاخص شعله برای نرخ کرنش، نسبت همارزی و قطر قطرات مختلف در نسبت همارزیهای بالا تعیین شده است. از n-decane (C10H22) به عنوان یک سوخت اسپری مایع استفاده شده و یک واکنش کلی یک مرحلهای برای مدل واکنش احتراق به کار گرفته شده است. قطرات سوخت به صورت تصادفی با استفاده از یک کد UDF در ورودی هوا تزریق میشوند و حرکت قطره با روش لاگرانژ محاسبه شده است. با توجه به نتایج در نسبت همارزیهای بالا، نرخ کرنشهای بالا و قطرهای بزرگ قطرات، دمای مرکز شعله به دلیل سرکوب شدن واکنش شیمیایی ناشی از کاهش کسرجرمی اکسیدکننده، افت پیدا میکند و رژیم غالب شعله در این حالتها به صورت غیرپیش-آمیخته میباشد. احتراق گروه خارجی قطره در لایه بالا و پایین شعله رخ داده، و احتراق گروه داخلی در مرکز شعله اتفاق میافتد.<br />کلمات کلیدی: پیکربندی جریان متقابل، احتراق اسپری، احتراق گروه قطره، شاخص شعله.
پیکربندی جریان متقابل,احتراق اسپری,احتراق گروه قطره,شاخص شعله
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2079.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2079_109a90380a5ed01ba882e7ce1b7a10b4.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی اثر صفحات کریستالی و ابزار غیرصلب بر سختی نیکل در فرایند نانودندانهگذاری با استفاده از شبیهسازی دینامیک مولکولی
213
226
FA
نفیسه
مهدیار
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
n.mahdiyar2013@gmail.com
سید وحید
حسینی
0000-0003-4632-3262
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
v_hosseini@shahroodut.ac.ir
10.22044/jsfm.2021.2151
از آنجایی که نیکل خواص ضد سایش و خوردگی مناسب به همراه استحکام و شکل پذیری قابل قبول دارد، در سالیان اخیر کاربرد وسیعی به ویژه در زمینه سطوح خارجی و پوشش ها داشته است. در این مقاله فرایند نانو دندانه گذاری نیکل با استفاده از روش دینامیک مولکولی شبیه سازی شد. قطعه کار بصورت تک کریستال و ابزار بصورت نیمه کروی در نظر گرفته شد. در مدل ارائه شده، از تابع پتانسیل بین اتمی هیبرید استفاده شد که شامل توابع پتانسیل دو و چند اتمی می باشد. صحت نتایج سختی بر حسب جابجایی ابزار با نتایج موجود در دیگر پژوهش ها تعیین اعتبار شد. در مقیاس اتمی ساختارکریستالی دارای خواص جهتی می باشد. زمانی که نانو دندانه گذاری یک لایه اتمی به اتمام می رسد و نوبت به لایه ی بعدی می شود، مکانیزم تغییرشکل، نیروی ابزار و سختی قطعه می تواند تغییر کند که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، بیشترین سختی مربوط به صفحه کریستالی (111) در عمق 1/5 نانومتر شد. از طرف دیگر، فرآیند شبیهسازی در دو حالت ابزار صلب و ابزار غیرصلب انجام گرفت تا اثر تغییرشکل ابزار بر فرآیند سختی مورد مطالعه قرار گیرد. بر اساس نتایج، بدلیل عدم تغییرشکل ابزار صلب نیروهای وارد بر ابزار به میزان % 4/6 در تک کریستال نیکل افزایش داشت. از طرف دیگر بدلیل کاهش سطح تماس و افزایش نیرو، سختی تا % 6/3 در ابزار صلب نسبت به ابزار غیرصلب افزایش یافت.
نانو دندانهگذاری,شبیهسازی دینامیک مولکولی,تککریستال,جهت کریستالی,ابزار غیرصلب
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2151.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2151_e9c4ef85a328d29e5322ed403124630c.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی عددی و تجربی استحکام سازهای کف پهپاد آبنشین هنگام برخورد با سطح آب
227
238
FA
محمدصادق
شاهسوند
0000-0001-7893-5672
پژوهشگر، دانشگاه جامع امام حسین (ع)
msh91648@gmail.com
حسین
گل پرور
استادیار، دانشگاه جامع امام حسین (ع)
golparvar@chmail.ir
10.22044/jsfm.2021.2152
در این مقاله شبیهسازی تئوری و تجربی استحکام سازه کف پهپاد آبنشین در فاز فرود بر روی سطح آب مورد مطالعه قرارگرفته است. در طراحی پرنده آبنشین محاسبه مقاومت سازهای در مقابل ضربه حاصل از سطح آب به آن دارای اهمیت ویژه میباشد. در ابتدا برخورد کف پهپاد با سطح آب با استفاده از روش المان محدود، شبیهسازی عددی تداخل سازه با سیال(تحلیل دوفازی) شده است. سپس با انجام یک مطالعه تجربی با سرعت متغیر نتایج حاصل از حل عددی و آزمایش تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفته است. از مقایسه نتایج و نمودارهای بهدستآمده از روش عددی با آزمایش تجربی مشاهده گردید که پرتاب سقوط آزاد پرنده بر سطح آب می-تواند شبیهسازی بحرانیترین حالت برای فرود باشد. نتایج نشان میدهد که افزایش ارتفاع نزول و سرعت وسیله هنگام برخورد با سطح آب، بیشترین گرادیان کرنش را در راستای محور عمود بر کف پرنده آبنشین و کمترین تغییرات را در راستای محور مماس با سطح آب به وجود میآورد. مطابق دادههای حاصل از معیارهای گسیختگی تسای هیل و تسای وو برای حل عددی و آزمایش تجربی، مقادیر تنش و استحکام سازه کف پرنده در محدوده مجاز طراحی قرار دارند.
پهپاد آب نشین,روش المان محدود,تداخل دوفازی,استحکام سازه ای,آزمایش تجربی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2152.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2152_dfe64bbce17e89b1aef3b997d522b6ab.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
استفاده از روش ماشین بینایی به منظور تنظیم غیرمستقیم قطعات ریختهگری شده روی ماشین فرز کنترل عددی با رویکرد کاربرد صنعتی
239
255
FA
بابک
هوشمند
دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
bhoushmand1986@yahoo.com
حسین
امیرآبادی
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه نیشابور، نیشابور
hoamirabadi@yahoo.com
خلیل
خلیلی
استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه ای تی اچ، زوریخ
kkhalili@yahoo.com
در استفاده از ماشینهای کنترل عددی، تنظیمات و راهاندازی غیر برخط با بهرهگیری از نرمافزارهای متنوعی درحیطه مدلسازی و ماشینکاری بدون نیاز به اجرای یک فرآیند توسط ماشین ممکن شده است. لذا بسیاری از تصمیمات را قبل از اجرای فرآیند ماشینکاری توسط ماشینابزار میتوان اتخاذ کرد. در این حیطه، ماشین بینایی از جمله فناوریهایی است که میتوان از آن به منظور تعیین موقعیت قطعه به صورت غیر برخط و پیش از اجرای عملیات ماشینکاری، در ماشینهای ابزار مجهز به سیستم کنترل عددی استفاده نمود. در این تحقیق، از این روش به منظور موقعیتیابی دو نمونه قطعهکار ریختهگری شده بر روی میز ماشینابزار فرز مجهز به سیستم کنترل عددی استفاده شد. میانگین خطای به دست آمده در پیدا کردن مرکز دایرهای نوعی در پوش ریختهگری شده شامل 361/0 میلیمتر در امتداد محور x و 372/0 میلیمتر در امتداد محور y و میانگین خطای یافتن نقطه صفر پره پمپ ریختهگری شده 2/0 میلیمتر پس از 10 بار تکرار آزمایش گزارش شد. همچنین در پیدا کردن محل لبه در پوش ریختهگری شده، به منظور کاهش زمان تعیین مسیر حرکت ابزار نسبت به قطعهکار بسته شده روی میز ماشین ابزار مربوطه برای عملیات ماشینکاری، 25/0 میلیمتر در هر دو راستای x و y و 4/0 میلیمتر در امتداد z، و خطای مدل بازیابی شده از نقاط استخراج شده از طریق پردازش تصاویر مربوط به پره پمپ ریختهگری شده با هدف تعیین موقعیت آن، 363/0 میلیمتر در هر سه راستای x، y و z به دست آمد.
تنظیم غیر برخط,ماشینکاری,قطعه ریختهگری شده,ماشین بینایی,انطباق استریو
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2156.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2156_afa031a1ebb3a3e8537da07098ea8a37.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی دینامیکی میکروتیر حاوی جریان سیال بر روی بستر ویسکوالاستیک-پسترناک و تحت بار محوری با استفاده از نظریه تنش کوپل اصلاح شده
257
273
FA
احمد
مامندی
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران.
am_2001h@yahoo.com
علیرضا
مهرابی محب
کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد پرند، دانشگاه آزاد اسلامی، پرند، ایران
alireza_mehrabi@yahoo.com
در این مقاله، دینامیک خطی میکروتیر حاوی جریان داخلی سیال تراکم ناپذیر بر روی بستر ویسکوالاستیک-پسترناک غیرخطی و تحت تاثیر بار محوری بر اساس نظریه تنش کوپل اصلاح شده، مورد بررسی قرار گرفتهاست. معادله حاکم بر حرکت میکروتیر با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده و سپس با استفاده از روش گالرکین حل شدهاست. شرایط تکیهگاهی گیردار-آزاد و گیردار-گیردار و سطح مقطع تیر به صورت مستطیلی و دایرهای توخالی در نظر گرفته شدهاست. اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند سرعت جریان سیال، پارامتر مقیاس طول (اثر اندازه)، سفتی خطی و غیرخطی ، میرایی، سفتی لایه برشی لزج بستر و نیروی محوری بر روی فرکانس طبیعی خطی و غیرخطی میکروتیر بررسی شدهاست. افزایش نیروی محوری فشاری به کاهش فرکانسهای طبیعی میکروتیر میانجامد. همچنین، محدوده پایداری میکروتیر با تکیهگاه گیردار-آزاد نسبت به میکروتیر با تکیهگاه گیردار-گیردار کمتر است. با در نظر گرفتن نظریه تنش کوپل اصلاح شده، فرکانس و سرعت بحرانی و در نتیجه محدوده پایداری بزرگتری نسبت به مدل کلاسیک تیر پیشبینی میگردد.
ارتعاشات میکروتیر,جریان سیال داخلی,بستر غیرخطی ویسکوالاستیک-پسترناک,بار محوری,نظریه تنش کوپل اصلاح شده
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2157.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2157_747eca116807750a4492d9f914d146bc.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
تحلیل ارتعاش آزاد تیر هدفمند ترکدار عرضی با استفاده از تئوریهای تیموشنکو و مرتبه بالای برشی
275
289
FA
کرامت
ملک زاده فرد
استاد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
kmalekzadeh@mut.ac.ir
علیرضا
پورموید
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء (ص)، تهران
pourmoayed@mut.ac.ir
علیرضا
رحیمی
کارشناس ارشد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران
a.rahimi70@gmail.com
در این پژوهش، تحلیل دینامیکی تیر ضخیم هدفمند مرکب با وجود ترک عرضی به کمک تئوری تیموشنکو و تئوری مرتبه بالای تغییر شکل برشی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات بنیادی و شرایط مرزی تیر هدفمند مرکب و ضخیم با استفاده از تئوریهای تیموشنکو، ردی و همچنین اصل کمینهسازی انرژی سیستم به دست آمده است. فرض شده است خواص مکانیکی غیر همگن تیر بهصورت تابعی از ضخامت بهصورت تابع توانی که در آن ضخامت تیر متغیر است، باشد. همچنین شرایط مرزی دوسرگیردار در نظر گرفته شده است. با توجه به این شرایط، جواب فرم بسته برای فرکانسهای طبیعی تیر هدفمند مرکب با وجود ترک به دست آمده است. در ادامه نتایج مورد تحلیل قرار گرفته و با نتایج سایر پژوهشها و نرمافزار آباکوس مورد صحتسنجی قرار گرفت. در نهایت نتایج نشان داد که درصد بهبود جواب حاصل از تئوری مرتبه سوم برشی ردی نسبت به تئوری تیموشنکو برای تیر ضخیم حدود 24 درصد میباشد و برای تیر نازک جوابها به هم نزدیک میشوند.
تیر هدفمند مرکب,ترک,تئوری مرتبه بالای تیر,روش ریتز
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2158.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2158_5ba8364dceae71524eb83cb2b7b8264e.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
پاسخ معادلات مشخصه فرکانسی پانلهای ساندویچی نوع لوی با هسته لانهزنبوری آگزتیک بر اساس تئوری بهبودیافته مرتبه سوم ردی
291
310
FA
علیرضا
پاکرویان
دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران
arpakrooyan@gmail.com
پیمان
یوسفی
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران
p1967y@gmail.com
کوروش
خورشیدی
0000-0002-7321-972X
دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک، ایران
k-khorshidi@araku.ac.ir
سید محمد مهدی
نجفی زاده
استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران
mohammadnajafizadeh@yahoo.com
علیرضا
نظامآبادی
استادیار، گروه مهندسی مکانیک،دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران
alireza.nezamabadi@gmail.com
در این مقاله، بهمنظور بررسی ارتعاشات آزاد عرضی پانلهای ساندویچی مستطیلی با شرایط مرزی نوع لوی، معادلات حرکت براساس تئوری بهبودیافته تغییرشکل برشی مرتبه سوم همراه با ضرایب تصحیح برشی، استخراج شدهاند. تئوری مرتبه سوم ردی برای محاسبه تنش برشی عرضی در راستای ضخامت ورق، یک توزیع سهموی را اختصاص داده و برای ورقهای تک لایه نازک تا نسبتاً ضخیم مناسب است. لیکن برای ورقهای ساندویچی، در تئوری ردی شرط پیوستگی تنشهای برشی بین لایهها ارضاء نمیگردد. این نقیصه با افزودن ضرایب تصحیح برشی و فقط از لحاظ انرژی اصلاح میگردد. پانل ساندویچی شامل رویههای ایزوتروپ و هسته لانهزنبوری آگزتیک از جنس همان رویهها است. خواص موثر هسته لانهزنبوری مطابق جدیدترین مدل اصلاح شده گیبسون و بر اساس تئوری تیر تیموشنکو محاسبه شدهاند. برای اعتبارسنجی روش حل، به مقایسه نتایج حاضر با برخی گزارشهای موجود در مقالات و همچنین نرم افزار اجزاء محدود انسیس پرداخته شده است. نتایج اعتبارسنجی نشاندهنده تأثیر بسزای ضرایب تصحیح برشی مناسب در کاهش خطا میباشند. سرانجام اثرات شرایط مرزی، نسبت ضخامت بهطول پانل، نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل پانل و پارامترهای هندسی سلول ششضلعی درونرو بر روی فرکانسهای طبیعی بیبعد، مورد بررسی قرار گرفته و نتایج در قالب چند نمودار ارائه شدهاند.
ارتعاش آزاد,شرایط مرزی لوی,پانل ساندویچی آگزتیک,تئوری بهبودیافته مرتبه سوم ردی,ضرایب تصحیح برشی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2159.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2159_673c87c13471557eb40f5c841dca8ea5.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
تحلیل تجربی و عددی پارامترهای هندسی موثر بر میزان جذب انرژی در سازههای با نسبت پواسون منفی از جنس آلیاژ آلومینیوم 1100
311
324
FA
احسان
اعتمادی
استادیار، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده فنی و مهندسی
etemadi@hsu.ac.ir
علی رضا
ملا محمد زمانی
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده مهندسی مکانیک
alireza.mmzamani1397@gmail.com
محسن
صفی خانی نسیم
فارغالتحصیل کارشناسی ارشد، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده مهندسی مکانیک
mohsensafi2014@gmail.com
در این مقاله، به بررسی تجربی و عددی پارامترهای هندسی موثر بر میزان جذب انرژی توسط سازههایی با نسبت پواسون منفی (سازههای آگزتیکی) پرداخته میشود. در قسمت تجربی سازهای با ساختار آگزتیکی درونسو از جنس آلومینیوم 1100 ساخته شده و تحت فشار شبه استاتیکی قرار گرفته و نمودار تنش- کرنش و از آنجا میزان جذب انرژی و میزان جذب انرژی مخصوص محاسبه میشود. همچنین مقدار نسبت پواسون منفی در هر حالت بارگذاری بدست میآید. سپس نتایج تجربی با نتایج به روش المان محدود مقایسه میشوند. توافق خوبی بین نتایج تجربی و روش المان محدود وجود دارد. در ادامه به بررسی پارامترهای هندسی سلول واحد بر میزان جذب انرژی پرداخته میشود. این پارامترها شامل عضو افقی، مایل، زاویه اولیه و ضخامت ساختار میباشد. به طور خلاصه، نتایج نشان میدهد که با افزایش ضخامت ساختار و کاهش زاویه اولیه، طول عضو افقی و مایل میزان جذب انرژی و انرژی جذب شده مخصوص افزایش پیدا میکند. در انتها نتایج نشان میدهد که ساختار آگزتیکی قابلیت جذب انرژی بالاتری نسبت به ساختارهای لانهزنبوری دارد.
ساختار آگزتیکی درونسو,جاذب انرژی,روش اجزاء محدود,بارگذاری شبه استاتیک
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2160.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2160_4ee8a6496891db9571eecd04395bcf0b.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
کاربرد روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف محدود برای شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی مغشوش نانوسیال
325
350
FA
احمدرضا
رحمتی
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
ar_rahmati@kashanu.ac.ir
امیر
عربی
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
amirsaeed.arabi@gmail.com
علی
غیبی
دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان
aligheibi90@yahoo.com
در کار حاضر برای اولین بار با استفاده از روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف - محدود انتقال حرارت جابهجایی مغشوش نانوسیال درون محفظه مربعی شکل و کانال شبیه سازی شده و تاثیر عوامل مختلف از جمله عدد رایلی، کسر حجمی نانوسیال و عدد رینولدز بررسی شده است. برای مدلسازی جریان مغشوش، از روش شبیهسازی گردابههای بزرگ استفاده شده است. جریان انتقال حرارت جابجایی طبیعی داخل حفره برای محدوده عدد رایلی 103 تا 1010 و محدوده کسر حجمی 0 تا 1 درصد بررسی شده است. جریان انتقال حرارت جابجایی اجباری داخل کانال برای محدوده عدد رینولدز 50 تا 3000 و محدوده کسر حجمی 0 تا 1 درصد بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف - محدود توانایی شبیه سازی جریانهای مغشوش را در هندسههای مختلف دارد. همچنین نتایج نشان میدهد در انتقال حرارت جابجایی آزاد داخل حفره با افزایش عدد رایلی و افزایش کسر حجمی نانوذرات، نرخ انتقال حرارت افزایش مییابد. در انتقال حرارت جابجایی اجباری داخل کانال، با افزایش عدد رینولدز و افزایش کسر حجمی نانوذرات نرخ انتقال حرارت افزایش مییابد.
کلیدواژگان: روش شبکه بولتزمن مبتنی بر اختلاف-محدود,جریان مغشوش,انتقال حرارت,نانوسیال
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2161.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2161_047b401a87049fbe965d6acc05459b10.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
بررسی اثر شرایط محیطی بر دودکش خورشیدی: تحلیل اگزرژی و اقتصادی و انتخاب شهر مناسب
351
364
FA
سمیه
داودآبادی فراهانی
استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک
sdfarahani@arakut.ac.ir
علی
خزاعی نژاد
دانشجو، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک
khazaee@gmail.com
در این مطالعه اثرات شرایط محیطی بر اگزرژی و هزینه دودکش خورشیدی بررسی و راهکاری برای انتخاب شهر مناسب برای بهرهمندی از دودکش خورشیدی ارائه شده است. در بررسی اثر شرایط محیطی پارامترهایی مانند شدت تابش، دمای محیط و مقدار رطوبت محیط در نظر گرفته شده است. در این تحلیل پنج شهر با اقلیم آب و هوایی مختلف در ایران (اراک، اهواز، تبریز، رشت وکرمان) در نظر گرفته شده است. راندمان اگزرژی دودکش خورشیدی و تابع هزینه در طی یکسال برای همه شهرها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد در تحلیل اگزرژی بیشترین اثر را به ترتیب پارامتر شدت تابش، دمای محیط و مقدار رطوبت محیط دارند. همچنین شهر اهواز نسبت به سایر شهر ها دارای بیشترین راندمان اگزرژی درطول سال است. بیشترین تابع هزینه مرتبط به شهر تبریز است. با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و بر اساس دو معیار راندمان اگزرژی و تابع هرینه، شهرهای مورد بررسی در ایران برای نصب دودکش خورشیدی اولویت بندی شده اند. با استفاده از استراتژِی پیشنهادی شهر اهواز با امتیاز 3/0 در جایگاه اول و شهر تبریز با امتیاز0.16 در جایگاه آخر برای نصب دودکش خورشیدی قرار دارد.
دودکش خورشیدی,تحلیل اگزرژی,تابع هزینه,روش تحلیل سلسله مراتبی,شرایط محیطی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2162.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2162_fbc225e2f892b344abe47a66f8fbf36c.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
11
1
2021
03
21
ارزیابی فنی اقتصادی تولید آب آشامیدنی با بهکارگیری محرکهای مختلف در سیستم تولید همزمان سرمایش، حرارت، توان و آب شیرین
365
379
FA
حسن
حاج عبداللهی
دانشیار مهندسی مکانیک، دانشگاه ولیعصر رفسنجان
h.hajabdollahi@vru.ac.ir
وحید
قمری
0000-0001-9754-2065
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه ولیعصر رفسنجان
v.ghamari@yahoo.com
امین
صالح
0000-0001-5711-9086
کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه ولیعصر رفسنجان
amin.saleh@stu.vru.ac.ir
در این پژوهش ابتدا بهمدلسازی یک سیستم تولید همزمان سرمایش، حرارت و توان CCHP و سپس یک آب شیرین کن تبخیری چند اثره با تراکم بخار حرارتی MEE-TVC پرداخته میشود. محرکهای اصلی در نظر گرفته شده برای سیستم CCHP سه نوع شامل توربین گازی، موتور گاز سوز و موتور دیزل بهصورت جداگانه، بهمنظور تامین بخشی از توان و گرمای مورد نیاز میباشد. هدف اصلی در این پژوهش مقایسه فنی و اقتصادی آب شیرین کن MEE-TVC کوپل شده با سیستم CCHP توسط محرکهای مذکور است. برنامه تمامی معادلات حاکم بر سیستم در نرم افزار MATLAB توسعه داده شده و بهمنظور کمینه سازی هزینه سالیانه با الگوریتم ژنتیک، بهینه میشوند. نتایج نشان میدهد که گرانترین هزینه سالیانه $/year 106×931765/1 مربوط بهسیستم با محرک موتور گازسوز، میباشد. همچنین ارزانترین هزینه سالیانه برای سیستم با محرک موتور دیزل و برابر با $/year 106×552271/1 حاصل شده است. در نهایت با انتخاب توربین گازی بهعنوان محرک سیستم این هزینه $/year 106×899054/1 بهدست آمده است. بهبیان دیگر هزینه سالیانه سیستم با محرک موتور دیزل در مقایسه با موتور گاز سوز و توربین گازی % 64/19 و %26/ 18 بهترتیب کاهش یافته است.
سیستم تولید همزمان,آّب شیرین کن,ارزیابی اقتصادی,بهینه سازی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2163.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_2163_75a80b14edf922f83e3c8164f0e2ed99.pdf