2024-03-29T02:42:43Z
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=177
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
پاسخ دینامیکی تیر دوبل با لایهی میانی ویسکوالاستیک تحت عبور خودرو با شتاب ثابت
روح الله
طالبی توتی
کمال الدین
ناصری نژاد
پژوهش حاضر، به پاسخ اجباری یک تیر دوبل با لایهی میانی ویسکوالاستیک تحت اثر عبور دو نیرو با شتاب و سرعت اولیهی ثابت میپردازد. نیروهای عبوری، نیروهای محور عقب و جلوی یک خودرو میباشند و دارای مقادیر متغیر در شتابهای مختلف هستند. از معادلات تیر اویلر- برنولی برای تیرها و از مدل وینکلر برای لایهی ویسکوالاستیک استفاده شده است. پس از استخراج معادلات، با استفاده از بسط مودال و تعامد مودها، پاسخ دینامیکی به دست آمده است. نمودارهای خیز نقطهی میانی هر دو تیر در شتابهای مختلف و به ازای مقادیر مختلفی از ضریب میرایی و سفتی لایهی ویسکوالاستیک به دست آمده و بررسی شدهاند. پژوهش حاضر با مقایسه با کار دیگر پژوهشگران اعتبارسنجی شده است. بررسی نمودارها نشان میدهد که اثر ضریب میرایی در خیز نقطهی میانی تیر فوقانی ناچیز و بر خیز این نقطه در تیر تحتانی قابل توجه است. افزایش سفتی لایهی ویسکوالاستیک منجر به کاهش اثر ضریب میرایی بر خیز نقطهی میانی تیر دوبل، کاهش خیز نقطهی میانی تیر فوقانی و افزایش این خیز در تیر تحتانی میشود. افزایش شتاب بر رفتار کلی منحنی خیز تیر دوبل تأثیری ندارد. در شتابهای بالاتر، افزایش سفتی با شدت کمتری منجر به کم شدن اثر ضریب میرایی میگردد.
بار متحرک
تیر دوبل
لایهی ویسکوالاستیک
خودرو
شتاب ثابت
2019
03
21
1
13
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1466_96d8f6436c968425004aa8d2bea905d7.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی تئوری و پارامتریک عملکرد میراگر ضربهای قطر متغیر در ارتعاشات آزاد سیستم یک درجه آزادی
حسین
صفایی فر
انوشیروان
فرشیدیانفر
میراگر ضربهای زنجیره ذرات خطی نوعی از میراگر ضربهای است که جرمهای ضربهای به صورت یک زنجیره در امتداد یک خط راست قرار میگیرند. این میراگر یکی از انواع میراگرهای ضربهای چند جرمی میباشد که عملکرد آن از عملکرد میراگر ضربهای تک جرمی بهتر میباشد. پژوهشهای انجام شده در خصوص عملکرد میراگر ضربهای زنجیره ذرات خطی تاکنون عمدتاً به صورت عددی و آزمایشگاهی بوده است. علاوه بر این تاکنون در خصوص نوع چیدمان جرمها در این میراگر پژوهشی انجام نشده است. در این مقاله بررسی تحلیلی عملکرد میراگر ضربهای زنجیره ذرات خطی صلب در تحلیل ارتعاشات آزاد یک سیستم یک درجه آزادی به صورت پارامتریک انجام شده است. به این منظور، اثر پارامترهایی چون تعداد جرم، نسبت جرمی، فاصله خالی، ضریب بازگشت و نوع چیدمان جرمها بر عملکرد میراگر مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی اثر چیدمان جرمها، دو نوع میراگر ضربهای سه جرمی و پنج جرمی در نظر گرفته شده است. چیدمانهای مورد بررسی به صورت چیدمان یکنواخت، هشتی، خطی و لوزی میباشد. پس از بررسی مشخص شده است که کارآیی چیدمان لوزی از دیگر چیدمانها بهتر است.
مطالعه پارامتریک
میراگر ضربهای
زنجیره ذرات خطی قطر متغیر
چیدمان هشتی
چیدمان لوزی
2019
03
21
15
26
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1467_03d74ed465718533c9126f757f0ecbba.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
تحلیل دینامیکی اتوفریتاژ تحت بارگذاری گذرا در استوانه جدار ضخیم از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن رفتار کار سختی به روش عددی
سید حسین
رضی موسوی
مجتبی
محزون
محمد حسن
کدیور
حسین
محمدی
در این مقاله برای تحلیل دینامیکی پروسه اتوفریتاژ و تعیین تنش پسماند و رفتار هنگام اعمال فشار کاری، از روش عددی استفاده شده است. ابتدا معادلات دینامیکی استخراج شده سپس معادلات حاصل براساس روش تفاضل محدود به معادلات گسسته تبدیل گردیده است. از معادلات دیفرانسیل حرکت، با توجه به هندسه و شرایط مرزی انتگرالگیری شده، سپس با استفاده از قضیه گوس انتگرال روی سطح با انتگرال روی محیط جایگزین گردیده است. پس از آمادهسازی معادلات گسسته، با استفاده از برنامهنویسی C++/C برنامه عددی به روش صریح لاگرانژی آماده شده است. پس از آن، تاثیر بارگذاری گذرا و هندسه با استفاده از انتشار امواج تنش الاستوپلاستیک در مواد مدرج تابعی در پروسه اتوفریتاژ مورد بررسی قرار گرفته است. تنش پسماند ایجاد شده در اثر اعمال فشار داخلی در سیلندرها باعث تغییر ظرفیت باربری خواهد شد. نتایج برای مواد مدرج تابعی که تغییر خواص مکانیکی این مواد به طور پیوسته و تابعی تغییر میکند، متفاوت خواهد بود. بیبعدسازی در تحلیل دینامیکی در راستای شعاع برخلاف تحلیلهای استاتیکی تابع پارامترهای دینامیکی بوده و براساس تغییر اندازه هندسی پاسخهای متفاوتی را آشکار میسازد.
مواد مدرج تابعی
اتوفریتاژ
استوانه جدار ضخیم
حل عددی گذرا
امواج تنش الاستوپلاستیک
2019
03
21
27
43
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1468_6f4d949a5fe566a638f4a5efc0bdb097.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند سوراخکاری لیزر سوپرآلیاژ Hastelloy X روی مشخصههای هندسی سوراخ
علی
خرم
محمدرضا
رزازان
عبدالحسین
جلالی
در سالهای اخیر، فرآیند سوراخکاری لیزری به عنوان یکی از روشهای موثر برای سوراخکاری ریز قطعات با دقت بالا، زمان کم و نسبت طول به قطر بالا در صنایع گوناگون به ویژه صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بهبود کیفیت فرآیند سوراخکاری، شناسایی پارامترهای فرآیند و بررسی تاثیر آنها بر روی مشخصههای خروجی سوراخ لازم است. در این پژوهش فرآیند سوراخکاری لیزری Nd:YAG به روش چند پالسی بر روی سوپرآلیاژ Hastelloy X انجام گرفت و تاثیر پارامترهای فرآیند شامل فرکانس لیزر، عرض پالس و زمان نگهداری پرتو بر روی مشخصههای هندسی سوراخ (قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی، دایرهای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی و زاویه مخروطی سوراخ) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان میدهد با افزایش فرکانس لیزر، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میزان دایرهای بودن در قسمت ورودی و خروجی کاهش مییابد و همچنین زاویه مخروطیشدن سوراخ نیز کمتر میشود. با افزایش عرض پالس، میانگین قطر در قسمت ورودی و خروجی و دایرهای بودن سوراخ در قسمت ورودی و خروجی به ترتیب افزایش و کاهش مییابند. همچنین میزان مخروطیشدن سوراخ با افزایش عرض پالس کاهش مییابد. با افزایش زمان نگهداری پرتو، میانگین قطر سوراخ در قسمت ورودی و خروجی افزایش یافته اما میانگین دایرهای بودن ورودی و خروجی سوراخ کمتر شده و زاویه مخروطی سوراخ کاهش مییابد.
سوپرآلیاژ Hastelloy X
سوراخ کاری لیزر
لیزر Nd:YAG
مشخصات هندسی سوراخ
2019
03
21
45
54
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1469_dc1c94a9533f058dadc874c1697524dc.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بهبود عملکرد ضربهپذیری لوله آلومینیومی AA7075 تحت بارگذاری ضربهای با تغییر در هندسه
مسعود
افروشه
جواد
مرزبان راد
سازههای جدار نازک یکی از بهترین جاذبهای انرژی در بارگذاریهای ضربهای بوده که به شکلهای مختلف ازجمله لولههای استوانه و پروفیلهای مربعی و به روشهای مختلف مانند بارگذاری محوری و مایل موردمطالعه قرارگرفته است. این سازهها در صنایع مختلفی مثل هوافضا، ریلی و حملونقل جادهای استفاده میشود، خصوصاً در خودرو برای کاهش صدمه به سرنشین در تصادف کاربرد دارد. در جهت بهبود عملکرد ضربهپذیری سازه، یکی از پارامترهای مهمْ نیروی بیشینه عکسالعمل در جاذب است که به بخشهای بعدی خودرو و نهایتاً به سرنشین وارد میشود. در این تحقیق سعی شده است جهت آزمونهای تجربی از لولههای آلومینیومی ساختهشده از آلیاژ فوق سبک AA7075 با خاصیت جذب انرژی بالا استفاده شود. با در نظر گرفتن روابط تشکیل لولای پلاستیک در مقاطع جدار نازک، هندسهای پیشنهادشده که با ترکیب شدن بارگذاری محوری و بارگذاری مایل بتوان نیروی بیشینه را بهتر کنترل کرد. با تغییر در هندسه سر لوله به فرم شیپوری، پس از انجام آزمونهای تجربی و تطابق نتایج شبیهسازیهای اجزای محدود، مطابق روابط تحلیلی ارائه شده تأثیر این قوس سبب 30% کاهش نیروی بیشینه اولیه شده و همچنین اثر پارامترهای هندسی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این خصوص نیز نتایج قابل قبولی جهت کنترل نیروی بیشینه حاصلشده است. با تغییر ارتفاع قوس به دو برابر و نصف، نیروی بیشینه اولیه به ترتیب 15% افزایش و 20% کاهش داشته است.
آلومینیوم AA7075
بارگذاری ضربهای
عملکرد ضربهپذیری
نیروی بیشینه
هندسه لوله
2019
03
21
55
69
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1471_c833ef7fdf5f74dc702747951893a3b0.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
تغییرشکل پلاستیک ورقهای آلومینیومی با روکش پلیمری تحت بارگذاری انفجار مخلوط گازها: بخش اول: مطالعات تجربی
توحید
میرزابابای مستوفی
هاشم
بابایی
در این تحقیق، از یک فرآیند شکلدهی نوین به نام روش انفجار مخلوط گازها برای تغییر شکل بزرگ ورقهای نازک مستطیلی آلومینیومی با روکش پلیمری استفادهشده است. بر اساس این ایده جدید، یک مجموعه آزمایش روی رفتار پلاستیک ساختارهای دولایه فلز-پلیمری با هدف افزایش آستانه تحمل بار دفعی انجامشده است. در این ساختارها، از روکش پلیمری پلیاوره با ضخامتهای مختلف 3 و 4 میلیمتری بهعنوان یک لایه تقویتکننده برای ورقهای آلومینیومی استفادهشده است. در این سری از آزمایشها، اثر ضخامت لایههای عقبی و جلویی بر رفتار ساختار دولایه فلز-پلیمری تحت پنج بار دفعی مختلف موردمطالعه قرارگرفته است. نتایج تجربی نشان داد که افزودن روکش پلیمری با ضخامتهای 3 و 4 میلیمتر به ورق آلومینیومی 2 میلیمتری به ترتیب موجب کاهش خیز دائمی ساختار به میزان %7/12 و %1/21 در ایمپالس N·s 1/19، %2/22 و %9/30 در ایمپالس N·s 1/28 و در نهایت %3/23 و %3/31 در ایمپالس N·s 3/32 میشود. برای ورقهای آلومینیومی با ضخامت 1 میلیمتر، استفاده از روکش پلیمری 3 و 4 میلیمتری، به ترتیب موجب 1/2 و 4/2 برابر کردن آستانه تحمل بار دفعی میشود.
آزمایش
تغییر شکل پلاستیک
روکش پلیمری
شکلدهی با انفجار مخلوط گاز
ورق آلومینیومی
2019
03
21
71
83
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1472_8e3dda1c4285fbe564dc8300ac75ec7a.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
آنالیز مودال صفحه مستطیلی قائم نیمهمغروق در آب با شرایط تکیهگاهی مختلف
امیر
ناصرالاسلامی
محمود
سالاری
بدنه بسیاری از شناورهای دریایی در معرض بارگذاری دینامیکی امواج سطح آزاد دریا میباشند، لذا شناسایی رفتار دینامیکی و ارتعاشی سازه-های دریایی که تحت تاثیر اثرات نامتقارن و ناهمگن محیطی قرار دارند یکی از موضوعات مهم در بحث طراحی این نوع از سازهها میباشد. در این مقاله، به آنالیز ارتعاشی صفحه مستطیلی به عنوان مدلی از پوسته فلزی بدنه شناورهای دریایی، در شرایط مغروق در مجاورت سطح آزاد توسط نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. جهت اعتبارسنجی روش عددی، اثرات عمق غوطهوری بر فرکانس طبیعی مود اول یک ورق دایروی مقید محیطی که موازی با سطح آزاد آب قرار گرفته است به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. با ارزیابی 81 مود ارتعاشی استخراج شده، مشخص شد که افت شدید فرکانس طبیعی با افزایش ارتفاع سیال، از یک موقعیت خاص آغاز میشود که موقعیت آن ارتباط مستقیم با نوع شرایط مرزی دارد. در آنالیز مودال سازهها میتوان اذعان نمود که عمده فرکانس کاهش یافته بر اثر جرم افزوده، با تماس یک طرفه سیال و سازه ایجاد میشود و پس از آن درصورتی که طرف دیگر سازه در تماس با سیال قرار بگیرد تاثیر بسیار کمی در کاهش فرکانس طبیعی خواهد داشت که در این تحقیق به وضوح نمایان است.
آنالیز مودال
آنالیز تجربی
صفحه مستطیلی
عمق غوطه وری
سطح آزاد آب
2019
03
21
85
96
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1473_2b61ec66e8249bc65e235784b3889bfc.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
تحلیل تنش ورقهای دایرهای با تغییرات ضخامت بصورت نامتقارن عرضی
محمد
ملاعلی پور
محمد
شرعیات
در این مطالعه تحلیل تنش ورق دایرهای با ضخامت متغیر تحت شرایط مرزی گیردار و ساده ارائه شده است. در اکثر مطالعاتی که تاکنون بر روی ورقهای با ضخامت متغیر انجام شده است ضخامت ورق بنحوی تغییر میکند که ورق نسبت به لایه میانی متقارن باشد اما در این مقاله برای اولین بار با در نظر گرفتن دو تابع مستقل برای سطوح رویین و زیرین، ورقهای ضخامت متغیر در حالت عدم تقارن عرضی نیز قابل تحلیل میباشند. با استفاده از ترکیب تئوری برشی مرتبه اول و روش الاستیسیته سه بعدی تمامی مولفههای تنشهای برشی و عمودی از جمله تنشهای قائم و برشی عرضی استخراج شدهاند. جهت بررسی دقت نتایج حاصل از تحلیل حاضر، نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از نرمافزار آباکوس که بر اساس الاستیسیته سهبعدی و روش اجزای محدود استخراج شدهاند مقایسه گردیده است. مقایسه نتایج نشان میدهد که حل ارائه شده از دقت بسیار بالایی برخوردار بوده و روند ارائه شده جهت تحلیل تنش ورقهای دایرهای روشی بسیار موثر میباشد. بر اساس روند ارائه شده در این مطالعه، نمودارهای سهبعدی تنشها بر حسب شعاع و ضخامت براحتی قابل استخراج می-باشد که این امر موجب میشود مولفههای تنش بصورت موثرتری بررسی شوند.
تحلیل تنش
ورق دایرهای
ضخامت متغیر
حل تحلیلی
2019
03
21
97
109
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1474_637a23dadb0d4628007f350c56f9d8d0.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
حذف نویز از سیگنالهای ارتعاشی ماشینهای دوّار به کمک تبدیل موجک تجربی و روشهای رایج آستانهگذاری
سعید
نظامیوند چگینی
فاطمه
ظریف
احمد
باقری
مجید
علی طاولی
در این مقاله، روش جدیدی برای حذف نویز سیگنالهای ارتعاشی اکتساب شده از ماشینهای دوّار بر پایهی تبدیل موجک تجربی و آستانهگذاری نرم ارائه شده است. تبدیل موجک تجربی روش جدیدی است که هر سیگنال را بر اساس اطلاعات فرکانسیاش به مولفه-های تشکیل دهندهی آن که مود تجربی نامیده میشوند، تجزیه میکند. پس از تجزیه هر سیگنال، روش آستانهگذاری نرم به هر کدام از مولفههای حاصل از تجزیه اعمال شده و سیگنال بینویز شده بازسازی میشود. برای ارزیابی روش حذف نویز پیشنهادی در این مطالعه، از این تکنیک برای عیبیابی یاتاقانها استفاده شده است. برای این منظور، فاکتور کشیدگی و طیف پوش هر سیگنال بینویز شده به ترتیب برای شناسایی حضور عیب و تشخیص نوع عیب محاسبه شدهاند. نتایج نشان میدهند که روش پیشنهادی کیفیت سیگنالهای ارتعاشی را به گونهای افزایش میدهد که فاکتور کشیدگی به دست آمده به حضور عیوب موجود در رینگهای داخلی و خارجی حساستر میباشد. از طرف دیگر، با مشاهدهی فرکانسهای پدیدار شده در طیف پوش سیگنالهای بینویز شده توسط روش تبدیل موجک تجربی میتوان نوع عیب را به خوبی تشخیص داد. نتایج نشان میدهند که رویکرد بینویزسازی به کمک تبدیل موجک تجربی برتر از روش بینویزسازی تجزیه مود تجربی در فرآیند عیبیابی ماشینهای دوّار میباشد.
بینویزسازی
تبدیل موجک تجربی
تحلیل طیف پوش
عیبیابی
2019
03
21
111
124
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1475_cf880efaccc56aa8eada437aae05c1b7.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی استحکام برشی ناحیه اتصال ورقهای ناهمنام آلیاژهای آلومینیوم در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای
محمد
کاظمی نصرآبادی
کاظم
صادقپور
در مقایسه با فرآیند جوشکاری نقطه ای مقاومتی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای یک فرآیند ایده آل برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم است. در این تحقیق اثر پارامترهای جوشکاری نظیر عمق نفوذ ابزار، سرعت دورانی ابزار، سرعت نفوذ ابزار و ترتیب قرار گرفتن ورق های ناهمنام آلیاژهای آلومینیوم ۳T-2024 و ۶T-7075 بر استحکام برشی ناحیه اتصال در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای مورد بررسی قرار گرفته است. با انتخاب مناسب این پارامترها، استحکام برشی بهینه اتصال قابل دستیابی است. نتایج آزمایش برشی نشان می -دهد که افزایش سرعت دورانی از 800 به 1250 دور بر دقیقه باعث افزایش نیروی برشی می شود. اما با افزایش سرعت دورانی ابزار به 1600 و 2000 دور بر دقیقه نیروی برشی کاهش می یابد. با افزایش عمق نفوذ ابزار، نیروی برشی افزایش می یابد. اگر آلیاژ آلومینیوم ۳T-2024 به عنوان ورق رویی اتصال مورد استفاده قرار گیرد استحکام برشی ناحیه اتصال جوش وضعیت بهتری دارد.
جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای
سرعت دورانی
سرعت پیشروی
استحکام برشی
2019
03
21
125
138
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1476_6d6c63e5f2a3badec8b6cd9fd34767e1.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
مطالعهی عددی و تجربی تولید آنتروپی در یک ورودی هوای فراصوتی در عدد ماخ طراحی
سید رضا
معادی
حسین
سبزعلی
جواد
سپاهی یونسی
در این مطالعه کیفیت جریان در یک ورودی هوای فراصوتی تقارنمحوری از نوع تراکم ترکیبی که برای عدد ماخ 2.0 طراحی شده، بهصورت تجربی و عددی بررسی شده است. حل عددی بهمنظور درک بهتر آرایش امواج ضربهای در درون ورودی انجام شده است. ورودی هوا به علت وجود امواج ضربهای و لایه مرزی، همواره دارای بازگشتناپذیری است. یکی از ابزارهای مفید برای بررسی کیفیت هوای ورودی به موتور، بررسی آنتروپی تولید شده در اثر عوامل مختلف است. در این مطالعه پس از صحتسنجی نتایج حاصل از شبیهسازی عددی به کمک نتایج تجربی، ورودی موردنظر در نسبت پسفشارهای مختلف از نظر تولید آنتروپی بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که با کاهش طول شبهامواج ضربهای، نرخ تولید آنتروپی جریان به مقدار قابلملاحظهای کاهش پیدا میکند. در مرحله بعدی تأثیر نوسانات فشاری جریان بر تولید آنتروپی مورد مطالعه قرار گرفت و مشاهده شد که نوسانات فشاری میتواند تأثیر قابلملاحظهای بر برگشتناپذیری جریان داشته باشد. با توجه به نتایج بهدستآمده با افزایش نسبت انسداد ورودی از 55% به 62.5%، به علت کاهش طول شبهامواج ضربهای، کاهش جدایش جریان در انتهای ورودی و کاهش نوسانات فشاری، نرخ تولید آنتروپی جریان به اندازهی %33 کاهش پیدا میکند.
ورودی فراصوتی
قانون دوم ترمودینامیک
تولید آنتروپی
تداخل امواج ضربهای با لایه مرزی
شبه امواج ضربهای
2019
03
21
139
152
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1477_e0a950efefe9ecf01d8e02fb9afc5df8.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی پاسخ گذرای حرارتی لوله موتور پالس دتونیشن تحت کارکرد متوالی
محمد جواد
ترکمان اسدی
مجید
میرزایی
به منظور به کارگیری عملیاتی و طولانی مدت موتورهای پالس دتونیش، باید دما در لولههای دتونیشن کنترل شود. ماهیت دتونیشن از یک سو و تکرار سریع فرایندهای مختلف در یک سیکل کارکرد موتور همراه با تغییرات شدید دامنه سرعت، دما و فشار در داخل لوله، محیط حرارتی بسیار متفاوتی را با موتورهای متداول ایجاد میکند که تعیین و کنترل حرارت را دشوار میکند. در این مقاله ابتدا به بررسی فرایندهای مختلف یک سیکل از کارکرد موتور پرداخته و الگویی برای بارگذاری و شرایط مرزی حرارتی ارائه شده است. در ادامه مدلسازی عددی و تحلیلی مطابق فرضیات شرح داده شده ایجاد و پاسخ حرارتی لوله برای سیکلهای پیاپی به دست آمده است. نرخ شدید تغییرات دما در جداره داخلی لوله و زمان بسیار کوتاه انفجار باعث افزایش حساسیت پاسخ به پارامترهای حل میشود که همگرایی پاسخ را تحت تاثیر قرار میدهد. صحت سنجی و دقت سنجی نتایج با مقایسه نتایج تحلیلی و عددی با یکدیگر و در نهایت مقایسه با نتایج تجربی گزارش شده انجام شده است. نتایج به دست آمده ضمن توصیف شرایط دمایی لوله دتونیشن و امکان طراحی کنترل حرارتی آن، برای سایر تحلیلهای مرتبط با موتورهای پالس دتونیشن مانند تحلیل ترموالاستیک و خستگی حرارتی قابل استفاده است.
موتور پالس دتونیشن
انفجار گازی پیاپی
انتقال حرارت
شرایط مرزی متناوب
2019
03
21
153
171
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1479_4832c7682a279016c3c8cf20fec4cd80.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
مطالعه و بررسی تانکتهنشینی ثانویه مجهز به لاملا با استفاده از مدل فاز گسسته (DPM)
صابر
دلدار
علی
جعفریان
امید
مهدوی کشاور
فرایند پیشتصفیهی آبهای مورد استفاده در بخشهای صنعتی به منظور سختیزدایی و جلوگیری از تشکیل رسوب در تبخیرکنندهها، دارای اهمیت است. زلالسازهای مجهز به لاملا باعث بهبود فرآیند تصفیه و کاهش هزینه میگردد. در پژوهش حاضر با بهرهگیری از ابزار CFD جریان داخل تانک تهنشینی مجهز به لاملا مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از مدل فازگسسته (DPM) و با توجه به کوپلینگ دو طرفه بین فاز اصلی (سیال) و فاز گسسته (ذرات)، مسیر حرکت ذرات ردیابی شدهاند. مدل توربولانسk-ε RNG به منظور شبیهسازی جریان چرخشی موجود داخل تانک استفاده شده است. محاسبه بازدهی حذف تانک تهنشینی درحالت حضور یا عدم حضور لاملا، اندازه مختلف ذرات و زوایای مختلف لاملا از جمله مطالعات و بررسیهای صورت گرفته در پژوهش حاضر است. نتایج پژوهش نشان میدهد، وجود لاملا، با بهبود مشخصات تاثیرگذار بر فرآیند تهنشینی، از جمله سرعتبالاروندگی آب، انرژی توربولانسی جریان و کاهش حجم ناحیهی چرخش باعث افزایش بازدهی حذف ناخالصی تانک به میزان 47/6 درصد میگردد. از سویی دیگر وجود لاملا ثبات در میزان بازدهی حذف ناخالصی در دبیهای مختلف را به دنبال دارد. مطالعه پارامتری بر روی زوایای مختلف لاملا نشان میدهد تغییر زاویه از 60 به 45 درجه، افزایش 66/14درصدی در میزان بازدهی را در پی دارد.
پیش تصفیه
تانک تهنشینی
لاملا
بازدهی حذف ناخالصی
مدل فاز گسسته
2019
03
21
173
186
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1480_b1fb67991cff0fb544d7afdd50368d24.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی عددی اختلاط دو سیال با لزجت متفاوت در یک میکرو کانال در نسبتهای منظری مختلف پره به روش شبکه بولتزمن
رضا
کاوه
محمد
سفید
محسن
مظفری شمسی
در مطالعه حاضر اختلاط دو سیال با لزجتهای مختلف در یک میکرو کانال مجهز به پره نوسانی به روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه شبیهسازیشده و اثرات نسبت منظری پره (AR) بر بازده اختلاط بررسیشده است. شبیهسازی در عدد رینولدز 50، عدد اشمیت 10 انجامشده است. نتایج نشان میدهد در دامنه نوسان (K) کم، در اعداد استروهال (St) پایین، افزایش AR باعث بهبود بازده اختلاط ولی در سایر اعداد استروهال، ابتدا باعث کاهش و سپس افزایش بازده شده است. در K متوسط، افزایش AR در St کم و میانی، باعث کاهش بازده و در St بالاتر، ابتدا باعث کاهش و سپس افزایش بازده شده است. در K بالا، در St کم و زیاد، افزایش AR موجب بهبود در بازده نمیشود و در St میانی، بازده ابتدا کاهش و سپس افزایش مییابد. در محدوده مطالعه حاضر در نسبت لگاریتمی لزجت 2 میتوان مقدار بهینه را در حالت 7/0AR=، 5/0K= و 1St= در نظر گرفت. در بررسی بازده اختلاط در نسبتهای مختلف لگاریتمی لزجت (R)، نتایج نشان میدهد که در دو سیال با لزجت متفاوت، در اعداد استروهال خیلی کوچک، با افزایش R، بازده افزایش و در بقیه اعداد استروهال، بازده کاهش چشمگیری مییابد. بهطورکلی در دو سیال با لزجت متفاوت، بازده اختلاط در میکرو کانال با پره در نسبتهای منظری کوچک بهتر است.
اختلاط
میکرو کانال
لزجت متفاوت
روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه
پره نوسانی
2019
03
21
187
202
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1481_7d0fd12670674ea2e2ac6d13d1292bd9.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
شبیهسازی جریان دوفاز روغن و هوا در یاتاقان پایینی ژنراتور نیروگاه سد شهید عباسپور
سارا
طاهری پور
محمدرضا
صفاریان
علیرضا
دنه دزفولی
جریان دوفاز روغن و هوا در یاتاقان ژورنال ژنراتور نیروگاه سد شهید عباسپور، به صورت عددی شبیهسازی میشود. مسئله بهصورت ناپایا و در زمانهای مختلف از لحظه شروع به کار ژنراتور مورد بررسی قرار می گیرد. هندسه مسئله سهبعدی و جریان آرام است. این هندسه از چند بخش مجزا شامل مخزن روغن دوار، یاتاقان ژورنال و شافت فولادی تشکیل شده است که تمامی بخشها با لوله به هم متصل هستند و جریان از میان آنها عبور میکند. با توجه به تکراری بودن ناحیه محاسباتی، یک چهارم از هندسه مدلسازی می شود. بهدلیل پیچیدگی هندسه، مدل هندسی به حجمهای کوچکتر تقسیم شده و به صورت باسازمان شبکهبندی می شود. میدان سرعت، توزیع فشار و کسر حجمی با حل معادلات پیوستگی و اندازه حرکت بدست می آیند. روش حجم سیال برای مدل سازی جریان دوفاز مورد استفاده قرار میگیرد. نتایج حاصل از حل عددی با دادههای بدست آمده از فشارسنج واقع بر یاتاقان ارزیابی می شوند. نتایج نشان میدهند که حرکت روغن با شرایط فیزیکی واقعی تطابق دارد. با توجه به لزوم اصلاح سیستم خنک کاری، لازم است تا نقاط پرفشار حاوی روغن در یاتاقان جهت انشعابگیری مشخص شوند که با محاسبه و بررسی توزیع فشار در یاتاقان این امر محقق می شود.
یاتاقان ژورنال
شبیهسازی
جریان دوفاز
دینامیک سیالات محاسباتی
مدل حجم سیال
2019
03
21
203
216
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1482_5746c987565e784015cd3e8ec568d83e.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
شبیه سازی CFD پیل سوختی اکسید جامد پایه آندی
عارف
شاهی
نسیبه
حاجیلری
ماشاءالله
رضاکاظمی
یک مدل سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی از پیل سوختی اکسید جامد پایه آندی در این تحقیق ارائه شده است. این مدل در بردارنده پدیدههای مهم انتقال در پیل سوختی از قبیل انتقال حرارت، انتقال جرم، سینتیک الکترود و میدان پتانسیل است. نتایج شبیهسازی مدل با دادههای آزمایشگاهی موجود در منابع در شرایط مشابه مقایسه شد و تطابق خوبی را نیز نشان داد. در این مدل تأثیر پارامترهای مختلف از جمله دما، فشار، استوکیومتری و ضخامت الکترولیت بر روی عملکرد پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از این مدل توزیع گونهها اعم از واکنشگرها و محصولات، توزیع دما، توزیع پتانسیل و توزیع چگالی جریان موضعی را به خوبی مشخص میکند. نتایج نشان داد دما، فشار و استوکیومتری آند تأثیر به سزایی بر عملکرد پیل میگذارند به نحوی که افزایش هر کدام از پارامترها به بهبود عملکرد پیل سوختی کمک میکند ازسوی دیگر افزایش ضخامت الکترولیت می تواند اثرات نامطلوبی را بر عملکرد پیل سوختی بگذارد.
مدل CFDسه بعدی
واکنش های الکتروشیمیایی
SOFC
ضخامت الکترولیت
2019
03
21
217
235
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1427_32782557cfb6cea39a38da31b623c01f.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی تجربی اثر موقعیت برآمدگی استوانهای شکل بر بردار پیشرانش یک نازل همگرا-واگرا در رژیم مافوق صوت
داود
مختاری
محمد
حججی
مسعود
افرند
در این پژوهش اثر یک برآمدگی استوانهای شکل بر بردار پیشرانش یک جت مافوق صوت به عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشرانش مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور یک نازل همگرا-واگرا طراحی و ساخته شد. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل 2 میباشد. دیواره این نازل برای اندازهگیری تغییرات فشار مجهز به سوراخهای فشار شده است. همچنین، در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک برآمدگی در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازهگیری فشار و همچنین، از سیستم شلرین برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل بهره برده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایشها ثابت بوده و در دو حالت برابر NPR=6.6 و NPR=9 میباشد. برآمدگی هر مرحله در قسمت واگرای نازل در موقعیت X⁄L=0.6,0.7,0.8,0.9 و با میزان نفوذ ثابت H⁄D* =0.2 قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان میدهد که با ااستفاده از برآمدگی میتوان زاویه بردار تراست را کنترل نمود. همچنین، بهترین موقعیت برآمدگی در موقعیت X⁄L=0.9 میباشد که در این حالت زاویه بردار تراست به 3.1 درجه میرسد. همچنین تغییر نسبت فشار نازل در موقعیتهای نصب مختلف تاثیر متفاوتی بر زاویه بردار تراست و میزان افت تراست محوری دارد.
کنترل بردار تراست
مافوق صوت
نازل همگرا- واگرا
برآمدگی
آیرودینامیک تجربی
2019
03
21
237
249
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1483_17e6b738e2597054604ff74e400d1c9f.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
طراحی آیرودینامیکی فن محوری گذرصوت با نسبت منظری کم و اعتبارسنجی نتایج
ثاراله
عباسی
در سالهای اخیر گرایش به سمت طراحی فنهای محوری گذرصوت با نسبت منظری کم افزایش یافته است. استفاده از این نوع پرهها منجر به افزایش راندمان رتور نسبت به پرههای با نسبت منظری زیاد میگردد. در مقابل، بکارگیری چنین پرههایی موجب تشدید جریان سهبعدی، افزایش افتهای ثانویه و ایجاد افتهای ناشی از رخداد شوک میگردد. در مقاله حاضر با استفاده از روش انحنای خطوط جریان، طراحی فن محوری دو طبقه با نسبت منظری کم صورت گرفته است. به منظور استخراج مقادیر افت در فن محوری، از مدلهای مناسب جهت افتهای پروفیل، افت ثانویه، افت شوک و افت درز نوک استفاده گردیده است. در استخراج پروفیل پره، از کمبر چند جملهای و توزیع ضخامت ناکا 65 استفاده شده است. مقایسه نتایج بدست آمده نظیر مقادیر افت در پرهها، توزیع سرعت نصفالنهاری، توزیع فشار و ضریب پخش و همچنین پارامترهای هندسی پرهها نظیر زاویه نصب، طول کورد، ضریب صلبیت و زاویه کمبر، با نتایج آزمایشگاهی حکایت از تطابق خوب نتایج دارد. با محاسبه زاویه نصب و توزیع ضخامت در هر مقطع، شکل سهبعدی پرهها استخراج گردیده است.
طراحی آیرودینامیکی
فن محوری
نسبت منظری کم
رژیم گذرصوت
2019
03
21
251
264
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1484_bbb57001e90cc67cdac913453b013a1f.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
بررسی فرکتالی ناپایداری انگشتی لزج دو سیال واکنش پذیر قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن
محمدرضا
شاه نظری
علی
صابری
ناپایداری انگشتی لزج در محیط متخلخل یکی از فرایندهای طبیعی است که در مسائل مختلفی از جمله فرایند ازدیاد برداشت نفت کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله شبیهسازی غیرخطی ناپایداری انگشتی لزج دو سیال قابل امتزاج واکنشپذیر در یک محیط متخلخل همگن مورد بررسی قرار گرفتهاست. در این حالت، سیال تولیدی در مرز مشترک را میتوان مشابه خط ساحلی در نظر گرفت، لذا تحلیل چندفرکتالی و تکفرکتالی بر روی این نوع ناپایداری قابل بررسی است. ابتدا کانتورهای غلظت به ازای حالتهای مختلف ناپایداری ترسیم شدهاند و سپس با استفاده از آنالیز تصویر، عدد بعد هر کدام از این ناپایداریها در زمانهای مختلف به ازای هر دو حالت تکفرکتالی و چندفرکتالی ترسیم شدهاست. میتوان دریافت که عدد بعد در هندسه فرکتالی در مساله ناپایداری میتواند یکی از پارامترهای مهمی باشد که میزان پیچیدگی الگو را توصیف میکند. همچنین با ترسیم طیف مولتیفرکتالی برای حالات مختلف ناپایداری، نتایج نشان میدهد هنگامی که مرز تنها از یک سمت ناپایدار است عدد بعد نیز با زمان افزایش مییابد، اما در شرایطی که در هر دو سمت مرز ناپایداری رخ میدهد به دلیل ایجاد الگوهای مختلف انگشتیها و ترکیب آنها با هم امکان دارد از میزان عدد بعد کاستهشود.
ناپایداری انگشتیشدن لزج
واکنش شیمیایی
فرکتال
شبیهسازی غیرخطی
2019
03
21
265
278
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1485_967edc3b54410b179d27c61061320470.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1398
9
1
تجزیه و تحلیل رفتار دینامیکی پرتابه پرسرعت سوپرکاویتاسیون، مبتنی بر دادههای یک پژوهش آزمایشگاهی
محمد امین
اکبری
جلال
محمدی
جلیل
فریدونی
در مقاله حاضر، با استفاده از اطلاعات یک پژوهش آزمایشگاهی انجام شده قبلی، نیروها و ممان وارده بر یک پرتابه سوپرکاویتاسیون استخراج و مورد ارزیابی قرار گرفته است. به جرات میتوان این آزمایش را با توجه به سرعت بالای پرتابه و تکنیک تصویرنگاری، از نمونههای کم نظیر، در شمار آورد. در آزمایش پیش گفته، پرتابه بعد از خروج از پرتابگر و پیمایش مسیری کوتاه در هوا، با زاویهای اندک نسبت به سطح آزاد سیال (آب)، بدان ورود مییابد. با توجه به در اختیار بودن فیلم سرعت بالای این آزمایش و به کمک تکنیکهای پردازش تصویر انجام شده، در ابتدا، مقادیر سرعت و شتاب پرتابه در هر لحظه از زمان، استخراج گردید. در مرحله بعد، نیروها، ممان و متعاقب آن ضرایب هیدرودینامیکی وارده بر پرتابه، حاصل گردید. نتایج برازش اطلاعات در این پژوهش نشان میدهد، مقدار ضریب درگ (C_D) با پیشبینیهای موجود همخوانی نسبی دارد اما نتایج مرتبط با مقادیر ضرایب برآ و گشتاور پیچشی (C_L و C_M)، حاوی اطلاعات کم نظیری است که سبب تغییر برخی از فرضیات قبلی موجود در ادبیات پرتابههای سوپرکاویتاسیونی خواهد شد. پژوهش حاضر همچنین اطلاعات سودمندی در ارتباط با نحوهی تغییرات سرعت زاویهای پرتابه، ارائه مینماید که در موضوع بررسی رفتار پایداری این وسایل کاربرد دارد.
پرتابه
سوپرکاویتاسیون
فیلم سرعت بالا
2019
03
21
279
291
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1486_28740c89283befb75702800387f1d932.pdf