دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
طراحی و پیادهسازی کنترل فازی دوربین رباتیک جهت ردگیری هدف
1
10
FA
علی اصغر
عرب
دانشگاه صنعتی شاهرود
aliasghar.arabs@gmail.com
محمد مهدی
فاتح
دانشگاه صنعتی شاهرود
mmfateh@shahroodut.ac.ir
سید محمد رضا
یزدان پرست
گروه همت
reza_yazdan@yahoo.com
10.22044/jsfm.2014.252
این مقاله به طراحی و پیادهسازی کنترل فازی دوربین رباتیک برای ردگیری هدف میپردازد. دوربین رباتیک که از بازوی رباتیک و دوربین تشکیل شده­است هدف متحرک را در مرکز فریم تصویر قرار میدهد. طرح کنترلکننده پیشنهادی از راهبرد کنترل ولتاژ استفاده مینماید و خطای ردگیری فضای کار را توسط سیستم­های فازی به خطای ردگیری فضای مفصلی تبدیل مینماید. این طرح کنترلی که برای نخستین بار در عمل اجرا شده­است مستقل از مدل دینامیکی ربات بوده و نسبت به عدم قطعیتهای اطلاعات تصویر نیز مقاوم است. روش کنترل پیشنهادی سادهتر و کم محاسبهتر از روش مرسوم کنترل ربات است که مبتنی بر راهبرد کنترل گشتاور است. همچنین جهت ردگیری جسم در فریم تصویر، از ترکیب الگوریتم ردگیری مرکز و الگوریتم ردگیری حباب استفاده میشود. نتایج تجربی روی دوربین رباتیک دو-رابط مجهز به موتورهای جریان مستقیم مغناطیس دائم نشان میدهد که کنترل پیشنهادی در مقایسه با کنترل تناسبی-مشتقی عملکرد بهتری دارد.
دوربین رباتیک,کنترل فازی,ردگیری هدف,راهبرد کنترل ولتاژ
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_252.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_252_2363b8e10b5ab4d2127d5196f50e9d16.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
بررسی و تحلیل عوامل موثر در سرعت پاسخ برای مدل غیر خطی عملگر الکتروهیدرواستاتیکی
11
23
FA
محمد جواد
میرشجاعیان حسینی
دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
mj_mir@ee.kntu.ac.ir
مهدی
علیاری شوره دلی
هیئت علمی گروه مکاترونیک/دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
aliyari@eetd.kntu.ac.ir
10.22044/jsfm.2014.293
عملگرهای الکتروهیدرواستاتیکی با ساختاری جدید برای پوشش معایب عملگرهای الکتروهیدرولیکی و الکترومکانیکی طراحی شدهاند. در این مقاله پس از بررسی ساختار عملگر الکتروهیدرواستاتیکی، با استفاده از نرم افزار متلب- جعبه ابزار سیمهیدرولیک این عملگر شبیهسازی و مدل سازی میشود. برای مدلهای خطی، پهنای باند معیاری از سرعت پاسخ است، ولی مدل عملگر الکتروهیدرواستاتیکی، مدلی غیرخطی است. به علت رفتار غیرخطی مدل عملگر الکتروهیدرواستاتیکی، عدم وجود معیاری برای سرعت پاسخ مدل غیر خطی عملگر الکتروهیدرواستاتیکی و اینکه شبیه-سازی به روش ترتیبی چندگانه انجام شده، به روشی نوین سرعت پاسخ نیرویی عملگر و عوامل موثر بر آن بررسی شده است. در این روش توانایی پیگیری مرجع در فرکانس مربوطه نشان دهندهی سرعت پاسخ سیستم است. نتایج نشان دهنده آن است که بارگذاری خارجی تاثیر قابل توجهی روی سرعت پاسخ نیرویی عملگر دارد. در این بررسیها، تاثیر عواملی همچون جابجایی حجمی پمپ، اندازهی انباره و سیلندر برای جبران کاهش سرعت پاسخ دیده شد. تغییر حجم سیلندر بیشترین تاثیر، تغییر حجم انباره و جابجایی حجمی پمپ کمترین تاثیر را در سرعت پاسخ به همراه داشت.
عملگر الکتروهیدرواستاتیکی,پهنای باند,سرعت پاسخ,مدل سازی ترتیبی چندگانه
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_293.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_293_7d5fedebe0dad1a3a67081690bbe43f4.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
بررسی تاثیر میراگر خارجی الکترورئولوژیکال بر رفتار کمانش دینامیکی صفحه فلزی
25
36
FA
محمد
حسین زاده
دانشگاه فردوسی مشهد
yamahdi86@gmail.com
جلیل
رضائی پژند
دانشگاه فردوسی مشهد
jrezaeep@um.ac.ir
10.22044/jsfm.2014.294
در این مقاله، کمانش دینامیکی صفحه فلزی با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور بهبود نواحی پایداری صفحه و افزایش ظرفیت حمل بار آن، از یک میراگر خارجی الکترورئولوژیکال (ER) استفاده شده است. در مدل میراگر ER، رفتار پس از تسلیم سیال ER در کد المان محدود در نظر گرفته می شود. سیال هوشمند در ناحیه پس از تسلیم به صورت غیر خطی رفتار می کند. سیالات ER دسته ای از سیالات هستند که خصوصیات مکانیکی آن ها با اعمال میدان الکتریکی در کسری از ثانیه تغییر می کند. به عبارت دیگر، در صورت اعمال میدان به این سیالات، لزجت آن ها به سرعت افزایش می یابد. از این خاصیت می توان به منظور افزایش میرایی و در نتیجه افزایش پایداری سیستم استفاده کرد. تغییر پارامترهای میزان ولتاژ اعمالی به الکترودها، شعاع الکترودها و فاصله نسبی اولیه الکترودها در میراگر ER می تواند منجر به تغییرات پایداری سازه شود. در هنگام طراحی میراگر، با تغییر در برخی از پارامترها می توان پایداری سازه را تغییر داد. در ادامه، تاثیر این پارامترها روی نواحی پایداری سازه مورد بررسی قرار می گیرد.
صفحه فلزی,پایداری دینامیکی,سیال الکترورئولوژیکال (ER)
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_294.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_294_7317b711d568aa0b6edd9dbe548c523a.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
بهینهسازی وزنی و کمانشی پوستههای تقویتشده کامپوزیتی لایه ای
37
49
FA
مرتضی
باقری
دانشگاه هوایی شهید ستاری- دانشکده مهندسی هوافضا
bagheri@alborz.kntu.ac.ir
علی اصغر
جعفری
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی- دانشکده مهندسی مکانیک
jafari@kantu.ac.ir
مرتضی
صادقی فر
دانشگاه آزاد نوشهر- دانشکده مهندسی مکانیک
sadeghifar.morteza@gmail.com
10.22044/jsfm.2014.247
در این تحقیق، بهینهسازی پوستههای استوانهای تقویتشده کامپوزیتی لایه ای با تقویتکنندههای رینگی با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شدهاست. توابع هدف شامل رسیدن به حداکثر بار کمانش کلی و حداقل وزن پوسته تقویتشده لایهای میباشد. بار کمانش با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول لوو و روش حل ریلی ریتز به دست آمد. در این تحقیق از معادلات انرژی کرنشی برای پوسته تقویتشده کامپوزیتی استفاده شدهاست و هر تقویتکننده به صورت مجزا در نظر گرفته شدهاست به طوری که ابعاد هندسی و خصوصیات موادی هر تقویتکننده میتواند از بقیه متفاوت باشد. به علاوه، استفاده از این روش توانایی متفاوت در نظر گرفتن خصوصیات موادی تقویتکنندهها از پوسته اصلی را نیز به طراح میدهد.
پوسته استوانهای,تقویتکننده لایهای,بار کمانش,وزن,الگوریتم ژنتیک
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_247.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_247_0c45931461c8b2f14a5259d6c508ad28.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
بررسی تجربی و عددی تاثیر هندسه مقطع و فوم فلزی بر روی تغییر شکل و ویژگی های جذب انرژی لوله های جدارنازک
51
63
FA
علی
علوی نیا
دانشگاه بوعلی سینا
alavi1338@yahoo.com
علی
فرشاد
دانشگاه آزاد تاکستان
farshad34@yahoo.com
10.22044/jsfm.2014.295
در این تحقیق، اثر هندسه مقطع و وجود پرکننده فوم فلزی بر رفتار مکانیکی مقاطع جدار نازک تحت تاثیر بارهای محوری شبه استاتیک به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. سه نوع از مقاطع جدار نازک (دایره­ای، شش­ضلعی و مربع) از جنس آلومینیوم 1200 به صورت توخالی و پرشده از فوم تحت بارگذاری محوری شبه­استاتیکی قرار داده شده و خصوصیات جذب انرژی آنها شامل نیروی بیشینه، نیروی متوسط لهیدگی، انرژی جذب شده و نحوه تغییرشکل مورد مطالعه و مقایسه واقع شده­اند. از دستگاه اینسترون مدل 8305 برای بارگذاری شبه­استاتیکی استفاده شده است. نتایج پژوهش نشان داد که مقطع دایره­ای دارای بیشترین میزان جذب انرژی و نیروی متوسط است؛ فوم فلزی باعث بالا رفتن میزان جذب انرژی و مقدار نیروی میانگین می­شود؛ فوم فلزی در حالت کلی تاثیری بر تعداد چین­خوردگی­ها ندارد و نهایتا مقدار جذب انرژی سازه پرشده از فوم، از مجموع انرژی­های جذب شده توسط لوله­توخالی و فوم تنها بیشتر است. بعلاوه، نتایج حاصل از شبیه­سازی عددی و داده­های تجربی تطابق خوبی با هم دارند.
لوله جدارنازک,فوم فلزی,جذب انرژی,حالت تغییرشکل
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_295.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_295_d4c53cf0609153231c3c63f3993281d3.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
جابه جایی ها و تنش ها در پوسته های استوانه ای توخالی جدارضخیم چرخان FGM تحت فشار به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم
65
78
FA
مهدی
قناد کهتوئی
دانشگاه صنعتی شاهرود
ghannad.mehdi@gmail.com
حامد
قارونی
دانشگاه صنعتی شاهرود-دانشکده مکانیک
gharooni.hamed@gmail.com
10.22044/jsfm.2014.248
در این مقاله به منظور تحلیل الاستیک پوسته­های استوانه­ای تشکیل شده از مواد هدفمند (FGM)، معادلات دیفرانسیل حاکم بر استوانه­های جدارضخیم چرخان FGM تحت فشار در حالت متقارن محوری به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم (TSDT) استخراج و حلّ عمومی آنها برای شرایط انتهایی دو سرگیردار ارائه شده است. سپس با انجام مطالعه­ موردی و همچنین ارائه­ یک حلّ عددی، توزیع جابه­جایی و تنش حاصل از حلّ تحلیلی به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه­ سوم با نتایج حاصل از مدل­سازی عددی مقایسه شده­اند. جنس استوانه، ماده­ ناهمگن و همسانگرد با تغییرات خواص مکانیکی شامل مدول الاستیسیته و چگالی در راستای شعاعی به صورت توانی و نسبت پواسون ثابت می­باشد. در ادامه تأثیر سرعت چرخش استوانه بر مقادیر جابه­جایی و تنش بررسی شده است. نهایتاً به منظور بررسی تأثیر افزایش مرتبه­ تئوری تغییر شکل برشی بر مقادیر جابه­جایی و تنش، مقایسه­ای بین نتایج حاصل از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه­ اول و سوم صورت گرفته است.
Hollow cylindrical shells,Rotating cylinders,FGM,HSDT,FEM
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_248.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_248_84039886d3fd9061efb6ca9c1cbccdee.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
تغییر در دینامیک یک سیستم با استفاده از ورودی های زمان محدود: کاربرد در درمان و مدلسازی سرطان
79
91
FA
علی
غفاری
استاد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ghaffari@kntu.ac.ir
مصطفی
نظری
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
nazari.mes@gmail.com
مصطفی
خزائی
دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
khazaee_m@iust.ac.ir
بهناز
بهمئی
کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
behnazbahmaie@yahoo.com
10.22044/jsfm.2014.296
در این مقاله، یک مدل ریاضی جدید جهت نمایش اندرکنش بین سلول­های سالم و سرطانی در داخل بدن، ارائه می­گردد. برای این هدف، اثر ورودی بر روی دینامیک یک سیستم مورد بررسی قرار می­گیرد. سوال این است که اگر یک ورودی که تنها برای یک دوره محدود زمانی، به یک سیستم دینامیکی اعمال می­شود، قادر به تغییر در مشخصه­های دینامیکی سیستم می­باشد؟؛ بطوریکه رفتار سیستم آزاد، پس از حذف ورودی، متفاوت با رفتار سیستم آزاد قبل از اعمال آن ورودی باشد. نشان داده شده است که غیرخطی بودن سیستم، یک شرط لازم برای تغییر دینامیک آن سیستم با ورودی اعمالی در زمان محدود است. بر مبنای نتایج، پروتکل شتابی بهترین پروتکل رادیودرمانی می­باشد. همچنین، پس از اتمام رادیودرمانی، بیمار بهبودی کامل خود را بازمی­یابد و سرطان به دلیل اصلاح دینامیک آن با استفاده از ورودی، قادر به بازگشت نمی­باشد. از این رو، تحلیل حاضر پیشنهاد می­کند که یک روش درمانی مناسب باید دینامیک مدل سرطان را نیز، علاوه بر کاهش تعداد سلول­های سرطانی، اصلاح نماید.
سرطان,پایداری,رادیودرمانی,ورودی زمان محدود (Limited Time Input)
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_296.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_296_1c06302da57f273ffc6fea721fa3b79b.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
طراحی کنترل کننده مد لغزشی موجکی با لایه مرزی تطبیقی مبتنی بر تابع لغزشی متغیر با زمان برای خودخلبان پیچشی
93
106
FA
مجید
یاراحمدی
استادیار ریاضی کاربردی، دانشگاه لرستان، لرستان
majyarahmadi@gmail.com
صبا
یعقوبی پور
مربی، ریاضی کاربردی ،دانشگاه لرستان، لرستان
sabishad@hotmail.com
10.22044/jsfm.2014.250
در این مقاله روش غیرخطی کنترل کننده مد لغزشی موجکی با لایه مرزی تطبیقی از طریق تابع لغزشی متغیر با زمان در خودخلبان پیچشی برای موشک EMRAAT که قابلیت هدایت با مانور BTT را دارد، به کارکرفته می­شود.سطح لغزشی متغیر با زمان همه فرکانس­های مدل نشده سیستم را فیلتر می­کند. پهنای لایه مرزی، پهنای باند شکست فرکانس و پارامترهایی که در تقریب شبکه موجکی عصبی پدید می­آیند همگی قابل تنطیم هستند. از اینرو می توان تاثیرات منفی نامعینی­ها و فرکانس­های مدل نشده سیستم را بر فرآیند کنترل کاهش داد. پدیده چترینگ رخ نخواهد داد و هزینه کنترل در مقایسه با دیگر روش­ها کمتر است. ردیابی بهینه بدست می­آید. برای سهولت در طراحی کنترل کننده و اجرای آن، سه قضیه و یک لم ارائه می­شود. در شبکه موجکی، موجک کلاه مکزیکی به عنوان تابع پایه­ای انتخاب شده است. در آخر به منظور بررسی عملکرد و فواید روش ارائه شده، علاوه بر خودخلبان پیچشی، پاندول معکوس را نیز به عنوان مثال دوم شبیه سازی خواهیم کرد.
پهنای شکست فرکانس,تنطیم کننده بازگشتی,کنترل مد لغزشی,موشک,خودخلبان,لایه مرزی متغیربا زمان موجکی,شبکه
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_250.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_250_bae0aeb0e6a00223550645b41f01134a.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
بررسی دوبعدی میدان جریان جابجایی آزاد حول یک استوانه افقی داغ غوطه ور در آب با استفاده از تکنیک PIV
107
117
FA
میثم
طاهریان
دانشگاه صنعتی اصفهان
gh.taherian@gmail.com
مهدی
نیلی احمدآبادی
هیئت علمی/دانشگاه صنعتی اصفهان
mahdinili@yahoo.com
محمد
ضابطیان
دانشگاه صنعتی شریف
mzabetian@gmail.com
مهران
کرباسی پور
دانشگاه صنعتی اصفهان
gh.taheria@gmail.com
10.22044/jsfm.2014.251
در تحقیق حاضر میدان جریان حاصل از پدیده جابجایی آزاد حول استوانه فلزی با شار حرارتی یکنواخت با استفاده از تکنیک PIV مورد بررسی تجربی قرار می­گیرد. آزمایش­ها در یک ظرف مکعبی حاوی سیال آب که سطح آزاد آن با هوا در ارتباط است و یک استوانه فلزی که بطور افقی از دیواره جانبی آن عبور کرده است، انجام می­شود. برای ایجاد جریان دوبعدی، دو صفحه موازی داخل ظرف قرار می­گیرد و سپس، استوانه فلزی از میان آن عبور می کند. آزمایش برای ارتفاع­های مختلف آب صورت گرفته و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه می­شود. برای اندازه­گیری سرعت جریان در ناحیه موردنظر از روش سرعت­سنجی PIV استفاده می­شود. این آزمایش­ها توسط یک لیزر 200 میلی وات پیوسته و یک دوربینCCD 25 فریم بر ثانیه صورت میگیرد. در این آزمایش­ها، در یک بازه زمانی مشخص با ردیابی ذرات هم چگالی با آب میدان جریان اطراف استوانه در لحظات متوالی بدست می­آید. تحلیل­های متوالی میدان جریان در لحظات مختلف، میدان جریان غیردائم را بدست میآورد. نتایج نشان میدهد علی رغم حذف اثرات سه بعدی جریان، میدان جریان شدیدا نوسانی و غیردائم است.
جابجایی آزاد,استوانه,شار حرارتی یکنواخت,اندازهگیری PIV,توزیع سرعت
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_251.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_251_91e9a0696fca4bde623ed59ccf011c64.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
مطالعه آزمایشگاهی و عددی فرآیند خشک شدن سرامیکها و ایجاد ترک درآنها
119
129
FA
خلیل
خلیلی
دانشیار گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
khkhalili@yahoo.com
سید یوسف
احمدی بروغنی
0000-0002-7468-616X
استادیار گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
syahmadi@yahoo.com
محسن
باقریان
دانشجوی دکتری گروه مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند
mbmanufacture@gmail.com
10.22044/jsfm.2014.297
اکثر عیوب خشک کردن محصولات سرامیکی به علت انقباضی است که در اثر حذف رطوبت از قطعه طی خشک شدن رخ میدهد. سرعت هوا، دمای محیط، درصد رطوبت قطعه و محیط پارامترهای تاثیر گذار بر خشک کردن سرامیکها هستند. بررسی تجربی اثرات عوامل فوق بر روی خشک شدن قطعه، وقت گیر و هزینه بر است که مدلسازی فرآیند میتواند راه مناسبی برای مطالعه آن باشد. از مدل خشک شدن می­توان به عنوان ابزاری مناسب جهت مهندسی معکوس در راستای طراحی و ساخت قالبهای سرامیکی استفاده نمود. همچنین مدل­سازی، توانایی شناسایی تمرکز تنش را دارا بوده و می­توان پارامترها را در راستای کنترل و یا حذف تنش ها تغییر داد. در این تحقیق به طور تجربی فرآیند خشک شدن یک قطعه سرامیکی با حجم 100×50×20 میلیمتر مکعب در سه دمای C°35، 55 و 75 انجام شد و همزمان تغییرات درجه حرارت سطح قطعه طی فرآیند خشک شدن به کمک دوربین ترموگرافی بررسی گردید. تاثیرات دمای خشک­کن بر توزیع تنش، انقباضات، ایجاد ترک و مدت زمان رسیدن به ترک مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از آزمایشات، ضرایب نفوذ رطوبت و انتقال جرم محاسبه و مدل سازی فرآیند انجام شد.
انقباض خشک شدن,اجزاء محدود,ترموگرافی سطح,تحلیل عددی
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_297.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_297_ab10ee6bc7d4de21739e50ff2dc9951c.pdf
دانشگاه صنعتی شاهرود
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9483
4
1
2014
03
21
طراحی سنسور شش مؤلفه ای نیرو – گشتاور برای تونل کاویتاسیون
131
137
FA
نوروز محمد
نوری
دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم صنعت ایران، تهران
mnouri@iust.ac.ir
کریم
مصطفی پور
دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران ، تهران
k_mostafapoor@yahoo.com
مریم
کامران
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
m.kamran.mech@gmail.com
رباب
بهادری
کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
robab_bahadori@yahoo.com
10.22044/jsfm.2014.249
اندازه­گیری نیروهای هیدرودینامیکی روی اجسام زیر آب یکی از کاربردهای اساسی تونل آب می­باشد. برای این منظور، یک بالانس دقیق نیرو نیاز است. در این مقاله به طراحی یک بالانس کرنش­سنج شش مؤلفه­ای جدید، جهت اندازه­گیری نیروها و گشتاورهای وارده بر مدل بطور همزمان و مستقیم تحت شرایط با و بدون کاویتاسیون در تونل آب پرداخته شده­است. این بالانس، یک سازه پیچیده فنری است که از طریق اندازه­گیری کرنش ایجادشده بر روی المان­های فنری، نیروهای وارد بر مدل تونل آب را با دقت بالا اندازه­گیری می­کند. کرنش اندازه­گیری­شده به وسیله کرنش­سنج­ها به یک سیگنال الکتریکی تبدیل شده و این سیگنال تابعی از بارهای خارجی اعمال­شده به مدل می­باشد. ایده اصلی طراحی بالانس جدید، تبدیل بارهای وارده بر مدل به کرنش خمشی در محل نصب کرنش­سنج می­باشد. بالانس چند مؤلفه­ای دارای ساختاری پیچیده با تعداد بی­شماری ابعاد است. بنابراین نمی­توان به تنهایی با استفاده از روش تحلیلی، ابعاد مقاطع را محاسبه کرد. ابعاد بهینه بالانس و میزان تغییر شکل آن تحت بارهای مختلف، با ترکیبی از روش تحلیل دستی و نرمافزاری با استفاده از روش اجزا محدود محاسبه شده­ است. در این راستا بارهای هیدرودینامیکی وارده بر مدل­های تونل آب محاسبه شده و نتایج جهت تعیین سطح کرنش مورد نیاز، مورد استفاده قرار گرفتند. اندازه تیرهای خمشی مقاطع اندازه­گیری به منظور ایجاد کرنش مورد نیاز در تست­ها، به دقت محاسبه شده­اند.
کاویتاسیون,بالانس نیرو,کرنش سنج,تونل آب,پل وتستون
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_249.html
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_249_35bd19fbe89ec4479ec8d164b2a0efb9.pdf