دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
23
تاثیر روشهای آزمون تک لیف و دسته الیاف بر خواص مکانیکی الیاف کربن
1
10
FA
رضا
اسلامی فارسانی
0000-0002-7838-6199
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
eslami@kntu.ac.ir
سید محمدرضا
خلیلی
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
khalili@kntu.ac.ir
علیرضا
زنگی آبادی
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
alirezazangiabadi@yahoo.com
کوشا
عباس بنایی
مرکز تحقیق و توسعه الیاف پیشرفته
koushatextile@yahoo.com
10.22044/jsfm.2013.190
استحکام الیاف تقویت کننده، موثرترین عامل بر استحکام کامپوزیتها محسوب میشود، لذا روش دقیقی برای ارزیابی استحکام آن مورد نیاز است. دو روش برای تعیین استحکام و دیگر خواص کششی الیاف تقویت کننده (نظیر الیاف کربن) وجود دارد. این دو روش شامل آزمون تک لیف و آزمون دسته الیاف آغشته شده با رزین میباشند. هدف از این تحقیق، مقایسه دو روش مذکور جهت تعیین خواص مکانیکی الیاف کربن بر پایه الیاف پلی اکریلونیتریل (PAN)، است. الیاف کربن به کار رفته در این تحقیق شامل دو نوع الیاف کربن است که خواص مکانیکی آنها شامل استحکام کششی، مدول کششی، کرنش شکست و انرژی شکست با استفاده از دو روش آزمون تک لیف و آزمون دسته الیاف ارزیابی شدند. نتایج نشان میدهند که آزمون تک لیف اگرچه روشی دشوار است، اما در مقایسه با آزمون دسته الیاف، استحکام کششی و انرژی شکست بزرگتر، و مدول کششی و کرنش شکست کوچکتری برای الیاف کربن ارائه میدهد.
الیاف کربن,خواص کششی,آزمون تک لیف,آزمون دسته الیاف
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_190.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_190_5048be0852358e6e96be8132aa883ad7.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
23
کنترل مود لغزشی تطبیقی ربات متحرک
11
21
FA
محمد مهدی
فاتح
دانشگاه صنعتی شاهرود
mmfateh@shahroodut.ac.ir
علی اصغر
عرب
دانشگاه صنعتی شاهرود
aliasghar.arabs@gmail.com
10.22044/jsfm.2013.191
با توجه به دینامیک غیرخطی رباتهای متحرک چرخدار و حضور عدم قطعیت از کنترل مود لغزشی استفاده می شود. با این وجود، کنترل مود لغزشی با مشکل انتخاب حدود عدم قطعیت و وجود لرزش سیگنال کنترل مواجه است که عملکرد سیستم کنترل را تضعیف می نمایند. برای بهبود عملکرد، این مقاله کنترل نوین مود لغزشی تطبیقی را ارائه می نماید. نوآوری مقاله در ارائه مدل جدیدی از ربات در فضای حالت و بکارگیری رویکرد کنترل ولتاژ است. موتورها نیز در سیستم رباتیک منظور شده اند. در طرح های قبلی که مبتنی بر رویکرد کنترل گشتاور هستند دینامیک موتورها لحاظ نشده اند. در طرح پیشنهادی، حدود عدم قطعیت به صورت تطبیقی تعیین می گردد و لرزش سیگنال کنترل بهبود می یابد. روش پیشنهادی مبتنی بر تئوری پایداری لیاپانوف بوده و پایداری سیستم کنترل را تضمین می نماید. بعلاوه، از الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات، به منظور یافتن پارامترهای بهینه سیستم کنترل استفاده می شود. کنترل کننده نسبت به اغتشاش خارجی و دینامیک های مدل نشده نیز مقاوم است. نتایج شبیه سازی برتری روش پیشنهادی را نسبت به روش کنترل مود لغزشی مرسوم نشان می دهد.
کنترل مود لغزشی,کنترل مود لغزشی تطبیقی,ربات متحرک چرخدار,الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_191.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_191_7363f9a7ffcba1b382642a1eabb9b861.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
21
جبران سازی تغییرات دما در دستگاه سنجش حجم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات
23
32
FA
سید علی
سلیمانی ایوری
عضو هیئت علمی
solimani_ali@shahroodut.ac.ir
سید هادی
قادری
عضو هیئت علمی
s.h.ghaderi@shahroodut.ac.ir
10.22044/jsfm.2013.192
برای اندازهگیری حجم میتوان از دستگاه حجمسنج آکوستیک که از سه بخش کامپیوتر، کنترلکننده و محفظه مکانیکی تشکیل شده استفاده کرد. محفظه مکانیکی خود شامل دو محفظه مرجع و اندازهگیری است که با پرده یک بلندگو از هم جدا شدهاند. جسم مورد نظر درون محفظه اندازهگیری قرارگرفته، توسط بلندگو تغییر حجمی درون آن و محفظه مرجع ایجاد میگردد و با دو میکروفون تغییرات فشار حاصله اندازهگیری میشود. پس از جمع آوری اطلاعات، با استفاده از قوانین ترمودینامیک حجم جسم محاسبه میگردد. سرعت بالا در اندازهگیری، هزینه کم، سادگی و دقت قابل قبول، بارزترین ویژگیهای دستگاه ساخته شده است. دستگاه وابستگی شدید به تغییرات دمای محیط دارد که بررسیها و آزمونهای مختلف این حساسیت به دما را مربوط به محفظه مکانیکی نشان میدهد. کنترل دمای محیط، استفاده از میکروفونهای اندازهگیری به همراه قطعات خاص، استفاده از حجم مرجع در هر بار اندازهگیری و جبرانسازی دما راههای مقابله با تغییرات دما هستند. در این میان، جبرانسازی دما روشی کم هزینه است که این مقاله به آن میپردازد. برای این منظور، حسگر دما روی محفظه مکانیکی نصب شده، سپس با تغییرات کند دمای محیط، اطلاعات لازم از میکروفونها و حسگر دما دریافت و ثبت شده است. پس از جمع آوری دادهها با استفاده از روش بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO)، تابعی استخراج و توسط آن جبرانسازی دما انجام شده است. نتایج نشان می-دهد با این روش میتوان با تغییرات دما به خوبی مقابله کرد و اندازهگیری دقیقتری ارائه نمود.
اندازهگیری حجم,جمع آوری اطلاعات,الگوریتم PSO,جبران سازی دما
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_192.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_192_d4994873e39b05d7404cc6d9cf036b45.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
22
بررسی اثر بارگذاری ضربه ای در فرآیند رشد ترک در فولاد فورجEA4T
33
39
FA
امیر
ملک زاده
دانشجو/دانشگاه فردوسی مشهد
ammalekzadeh@gmail.com
خلیل
فرهنگ دوست
دانشیار دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده مهندسی مکانیک
farhang@ferdowsi.um.ac.ir
سعید
حدیدی مود
استادیار، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشگاه مهندسی مکانیک
s.hadidimoud@gmail.com
10.22044/jsfm.2013.193
با توجه به کاربرد گستردهی مواد فلزی تحت شرایط بارگذاری ضربهای در صنایع مختلف، در تحقیق حاضر فرایند رشد ترک در نمونهی استاندارد خمش سه نقطه و در محدوده ی نرخ کرنش〖10〗^1-〖10〗^3 (1/s) ، برای فولاد فورج پرکاربرد در ساخت محور چرخ واگن، بررسی شده است. مقادیر تجربی بدست آمده در نتیجهی اعمال انرژی ضربه معین با استفاده از آزمایش ضربه سقوط وزنه با مقادیر تحلیلی محاسبه شده به روش اجزای محدود برای نمونه مورد آزمایش مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که حد معینی از انرژی ضربه ای برای ایجاد ناحیه پلاستیک نوک ترک وجود دارد که میتواند موجب جوانه زنی ترک گردد. چنانچه انرژی ضربه کمتر از حد تعیین شده باشد، بار ضربهای موجب افزایش مقاومت در برابر رشد ترک و در نتیجه بهبود خواص ماده میشود. با اعمال انرژی ضربه بیش از حد تعیین شده، ترک در نمونه رشد خواهد کرد و نرخ رشد ترک با افزایش اندازه ی ناحیه ی پلاستیک نوک ترک کاهش مییابد.
: بارگذاری ضربهای,رشد ترک,انرژی ضربه,نرخ کرنش بالا,فولاد فورج EA4T
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_193.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_193_ab7ce033889bc1f548be51928952cf30.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
22
کاربرد روش تبدیل دیفرانسیلی در تعیین فرکانس های طبیعی تیر اولر- برنولی با پهنای متغیر و شرایط تکیه گاهی مختلف
41
50
FA
روح الله
درزی نفت چالی
مدرس دانشگاه آزاد اسلامی واحد قائمشهر
rdarzi@yahoo.com
سبحان
مسیبی درچه
مدرس دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد
sobhan_phd@yahoo.com
10.22044/jsfm.2013.194
در این مقاله روش تبدیل دیفرانسیلی برای تعیین فرکانسهای طبیعی ارتعاشات آزاد تیر ایزوتروپ اولر- برنولی با پهنای متغیر بهکار گرفته شده است. سطح مقطع تیر بصورت تابع نمایی با ضرایب رشد دلخواه تغییر میکند. معادله دیفرانسیل مشتق جزیی حاکم، پس از استخراج و بیبعدسازی، بر مبنای روش تفکیک متغیرها به دو معادله دیفرانسیل معمولی برحسب زمان و مکان، تفکیک شده است. سپس با حل معادله تابع مکان به کمک روشهای تحلیلی و تبدیل دیفرانسیلی، فرکانسهای طبیعی سیستم برای ضرایب رشد و شرایط مرزی مختلف بدست آمده است. شرایط مرزی بصورت ساده- ساده(SS)، دوسرگیردار(CC)، گیردار- ساده(CS)، آزاد- آزاد(FF)، گیردار- آزاد(CF) و ساده- آزاد(SF)، در نظر گرفته شده است. مقایسه فرکانسهای طبیعی بدست آمده از روش تبدیل دیفرانسیلی با حل تحلیلی، بیانگر دقت نسبتاً خوب روش مذکور در تعیین فرکانسهای طبیعی سیستم ارتعاشی، مخصوصاً در مدهای پایین، میباشد. از آنجائیکه این روش بر مبنای بسط سری تیلور پاسخ است، برای بدست آوردن فرکانسهای طبیعی دقیقتر و همچنین فرکانس مدهای بالاتر، تعداد جملات بیشتری از سری مورد نیاز میباشد. نتایج نشان میدهد که درحالت کلی به ازای تعداد جملات ثابت، اختلاف فرکانسهای طبیعی بدست آمده از روش تبدیل دیفرانسیلی با مقدار حل دقیق، با افزایش شماره مد، افزایش مییابد.
ارتعاشات آزاد تیر,تغییر پهنای نمایی,روش تبدیل دیفرانسیلی,حل تحلیلی,فرکانس طبیعی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_194.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_194_485e771e905c68ead518bece814e923a.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
22
شبیه سازی عددی دوفازی جریان و انتقال حرارت نانوسیالها در میکرو چاه حرارتی با استفاده از مدل مخلوط همگن
51
63
FA
دورنا
جمشید اصلی
دانشکده مکانیک - دانشگاه صنعتی امیرکبیر
d.jamshideasli@yahoo.com
عباس
عباسی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
abbassi@aut.ac.ir
10.22044/jsfm.2013.195
در مقاله حاضر، جریان و انتقال حرارت جابجایی آرام نانوسیالها در یک میکروکانال دو بعدی با صفحات موازی بدون و با در نظر گرفتن انتقال حرارت هم بسته به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. دو نوع نانوذرات آلومینوم اکسید و تیتانیم اکسید به ترتیب با قطرهای 47 و 27 نانومتر برای بررسی انتخاب شده اند. حل عددی در محدودهی اعداد رینولدز کمتر و مساوی 16، غلظت 1 تا 4 درصد و برای مقادیر مختلف نسبت هدایت گرمایی چاه حرارتی به هدایت گرمایی سیال پایه انجام شده است. همچنین، مدل مخلوط دوفازی به صورت همگن برای حل جریان استفاده شده است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی و کسر حجمی برای فاز ذرات با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. حضور نانوذرات باعث تغییراتی در پروفیل سرعت و توزیع دمای بی بعد شده می شود. نتایج نشان داد که انتقال حرارت نسبت به آب خالص، با افزایش عدد رینولدز، غلظت نانوذرات، هدایت گرمایی چاه حرارتی و استفاده از نانوسیال آلومینا/آب در مقایسه با تیتانیم اکسید/آب، افزایش می یابد. نتایج مدل مخلوط دو فازی همگن، تطابق خوبی با نتایج عددی دیگر محققان دارد.
"نانوسیال","میکروچاه حرارتی","مدل مخلوط","انتقال حرارت","میکروکانال"
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_195.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_195_010fcabd821fa68e5e861782c9d1fb68.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
23
حل عددی اثر میدان مغناطیسی یکنواخت بر انتقال حرارت جابجایی آزاد از روی صفحه ای عمودی
65
75
FA
سیروس
آقانجفی
دانشیار دانشکده مکانیک-دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
aghanajafi@kntu.ac.ir
عظیم
سعیدی
فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
azimsaeedi@gmail.com
10.22044/jsfm.2013.196
در این مقاله به بررسی اثر میدان مغناطیسی یکنواخت بر توزیع سرعت و دما درون لایه ی مرزی پرداخته و در نهایت نرخ انتقال حرارت از صفحات عمودی را در اثر جریان جابجایی آزاد مورد بررسی قرار داده شده است. معادلات مومنتوم و انرژی با در نظر گرفتن میدان مغناطیسی استخراج شده اند. به کمک پارامتر تشابهی مناسب و استفاده از تابع جریان و بازنویسی معادلات مومنتوم و انرژی بر حسب تابع جریان، معادلات دیفرانسیل مشتق جزیی حاصل به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و در نهایت هم معادلات حاصل با استفاده از روش عددی رانجه-کوتای مرتبه ی چهارم حل شده اند. پروفیل های سرعت و دما درون لایه ی مرزی بر حسب اعداد بی بعد متفاوت موجود، رسم شده اند. معلوم شد که با افزایش پارامتر میدان مغناطیسی، سرعت سیال درون لایه ی مرزی کاهش می یابد و از طرف دیگر، دما درون لایه ی مرزی افزایش یافته و نرخ انتقال حرارت از دیواره به سیال پیرامون هم کم شده است. همچنین مشاهده گردید که میدان مغناطیس با جهت در نظر گرفته شده،در حدود 15 درصد موجب کاهش نرخ انتقال حرارت نسبت به حالتیکه میدان مغناطیسی وجود ندارد می شود.
انتقال حرارت جابجایی آزاد,میدان مغناطیسی,پارامتر تشابهی,پروفیل دما,پروفیل سرعت
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_196.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_196_f3e6ffc89bc5ee776142043ce80924d6.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
23
بهینه سازی ستون میانی خودرو (B-pillar ) از جنس کامپوزیت جهت دستیابی به چیدمان مناسب لایهها در تست برخورد از کنار به کمک الگوریتم ژنتیک
77
86
FA
محمد حسن
شجاعی فرد
رئیس دانشکده مهندسی خودرو دانشگاه علم و صنعت ایران
mhshf@iust.ac.ir
روح الله
طالبی توتی
عضو هیئت علمی دانشگاه علم وصنعت ایران دانشکده مهندسی خودرو
rtalebi@iust.ac.ir
مرتضی
میرباقری
دانشجو
yarkhodabande@yahoo.com
منصور
ترابی
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه علم و صنعت دانشکده مهندسی خودرو
mtoraabi@auto.iust.ac.ir
10.22044/jsfm.2013.197
در مقاله پیشرو به منظور بهبود رفتار خودرو سمند در برخورد از کنار، بخش داخلی ستونمیانی خودرو سمند با استفاده از کامپوزیتهای لایهای ساخته شده از کربن – اپوکسی مدل شده است و سپس شبیه سازی تست برخورد از کنار بر اساس استاندارد FMVSS 214 از طریق آنالیز اجزای محدود صورت گرفته است. از آنجایی که تغییر در چیدمان لایهها سبب تغییر مقاومت سازه در برابر برخورد میشود، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی نتایج بهینه برای کمترین میزان نفوذ ستون ارائه گردیده است. همچنین به منظور دستیابی به چیدمانهای یکنواخت از روشهای طراحی آزمایش تاگوچی و همرسلی استفاده شده است که از آن جمله میتوان به 49 آزمایش تاگوچی برای 8 لایه در محدوده 90- تا 90 درجه، 120 آزمایش همرسلی برای 8 لایه در محدوده صفر تا 90 درجه، 120 آزمایش همرسلی برای 4 لایه در محدوده صفر تا 90 درجه و ... اشاره کرد. بر اساس نتایج ارائه شده و دادههای بدست آمده از الگوریتمهای بهینهسازی و نیز بررسی کامل صحت آزمایشات، بهترین رفتار سازه در این برخورد در محدوده چیدمان 40 تا 50 درجه اتفاق افتاده و برای چیدمان خاص ارائه شده در بخش نتایج کمترین میزان جابجایی و نفوذ بدست میآید. بدین ترتیب بیشترین محافظت از محفظه سرنشینان صورت میگیرد که از مهمترین چالشها در برخورد از کنار میباشد.
ستونمیانی,کامپوزیت لایهای,شبکه عصبی,طراحی آزمایش همرسلی,طراحی آزمایش تاگوچی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_197.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_197_9437fd1248ad05064eeed678ad4e0267.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
3
2
2013
11
23
بررسی تجربی سیستم گرمایش جدید تک منظوره و دو منظوره خورشیدی
87
97
FA
امید
نعمت الهی
کارشناس ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان
o.nematollahi@gmail.com
پوریا
علمداری
کارشناس ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان
p.alamdari@me.iut.ac.ir
محمد رضا
عصاری
استادیار دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول
mr_assari@yahoo.com
10.22044/jsfm.2013.198
در این پژوهش یک سیستم گرمایش تک منظوره گرمایش آب با یک سیستم گرمایش دو منظوره گرمایش آب و هوا در شرایط یکسان، بصورت تجربی مقایسه شدهاند. این سیستم از یک گردآورنده خورشیدی دو منظورهی صفحه تخت و یک مخزن ذخیرهی عمودی آب که در حالت بدون برداشت عمل میکند، تشکیل شده است. آب و هوا به ترتیب بصورت طبیعی و اجباری در گردآورنده جریان دارند. هدف از بکارگیری سیستمهای دو منظوره دستیابی به بازده بیشتر و کاهش اتلاف حرارت میباشد. از این سیستمها میتوان بطور همزمان جهت گرمایش آب و هوا استفاده نمود. از آب گرم می توان جهت مصارف خانگی و سیستمهای گرمایشی استفاده نمود. همچنین از هوای گرم نیز میتوان برای کاربری در سیستمهای تهویه مطبوع و خشککنها استفاده نمود. بنابراین استفاده از این گردآورنده ها صرفه جویی بالایی در انرژی خواهد داشت. در این پژوهش تغییرات دمای صفحه جاذب، دمای میانگین مخزن ذخیره و بازده سیستم در دو سرعت مختلف هوا در ساعات مختلف آزمایش ارایه شده است. همچنین بازده ساعتی در حالت دو منظوره و تک منظوره مقایسه شدهاند. نتایج نشان می دهند که، بازده متوسط در حالت تک منظوره 8/67 درصد و بازده متوسط در حالت دو منظوره در سرعت هوای 8/2 و 2/3 متر بر ثانیه به ترتیب 6/71 و 3/72 درصد است.
انرژی خورشیدی,بازده حرارتی,گردآورنده دو منظوره خورشیدی,مخزن ذخیره عمودی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_198.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_198_23d4e7efe1bcb5b238ab96de50fde3b2.pdf