2024-03-29T02:16:49Z
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=209
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
مطالعه تاثیر روشهای کالیبراسیون بر دقت معیارهای شکست نرم پدیدار شناختی در فرایند شکل-دهی ورقهای فلزی
حسین
طالبی قادیکلایی
حسن
مسلمی نائینی
محمدجواد
میرنیا
محمد علی
میرزایی
حمید
گرجی
سرگی
الکساندروف
در این مقاله، تعیین لحظه شکست توسط معیارهای شکست نرم و تاثیر توابع وزنی آسیب، روش ها و آزمون های کالیبراسیون، بر دقت پیش بینی لحظه شکست مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس بررسی های حالت تنش، سه آزمون کالیبراسیون کشش تک محوری، کشش کرنش صفحه ای و کشش نمونه دارای تورفتگی به منظور تعیین مقادیر بحرانی معیارهای شکست به کار گرفته شدند. به منظور بررسی رفتار شکست در آلومینیوم آلیاژی 6061، معیارهای شکست نرم پدیدارشناختی آیادا، رایس-تریسی و کوکرافت-لاتهام نرماله، از طریق روش ترکیبی تجربی-شبیه سازی کالیبره شدند. نرم افزار اجزای محدود اباکوس به منظور شبیه سازی فرایند استفاده شد و معیارهای شکست توسط زیربرنامه مناسب به بررسی های اجزای محدود اعمال شدند. مقادیر نیرو-جابجایی و طول کورس شکست در آزمون های تجربی، به منظور صحت سنجی نتایج عددی و بررسی دقت معیارها مورد استفاده قرار گرفتند. مطابق با نتایج، روش کالیبراسیون بر مبنای تاریخچه حالت تنش در مقایسه با روش مقدار میانگین نتایج دقیق تری در پیش بینی لحظه شکست ارائه می نماید (4/3 درصد کاهش در میانگین خطای پیش بینی شکست). در میان تمامی حالات، معیار کوکرافت-لاتهام نرماله تحت کالیبراسیون با آزمون کشش کرنش صفحه ای، مناسب ترین معیار و آزمون کالیبراسیون به منظور پیش بینی شکست در مقادیر مثبت پارامتر سه محوری تنش می باشند.
شکست
معیارهای شکست نرم پدیدارشناختی
آزمون های کالیبراسیون
پارامتر سه محوری تنش
آلومینیوم 6061
2020
03
20
1
16
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1798_f68ff215ede6d59294fc08c3f73e19bc.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
آنالیز تحلیلی و عددی نیروهای عکسالعمل در قید و بند قطعات با هندسه چندوجهی
هادی
پروز
در قید و بندها، نیروهای عکسالعمل در نقاط جاسازی در اثر اعمال نیروهای خارجی شامل نیروهای بست و ماشینکاری ایجاد میشوند. اندازه این نیروها در طراحی قید و بندها حائز اهمیت بالایی بوده و به عنوان ورودی در مراحلی همچون طرحریزی قید و بندها، طراحی المانها و صحتسنجی استفاده میشود. در این مقاله، روشی چابک و دقیق بر مبنای اصل کمینه اندازه نیروها، برای محاسبه نیروهای عکسالعمل در قید و بندهای ماشینکاری پیشنهاد میشود. روش پیشنهادی، قابلیت پیشبینی اندازه این نیروها را بدون نیاز به اجرای شبیهسازی المان محدود فراهم میسازد. برای صحتسنجی مقادیر پیشبینی شده از تئوری، شبیهسازی عددی بهکمک نرمافزار آباکوس بر روی قطعات با هندسه چندوجهی اجرا شده است. با مقایسه نتایج، انطباق مناسبی بین مقادیر پیشبینی شده برای مؤلفه عمودی نیروهای عکسالعمل از تئوری، نتایج آنالیز عددی و نتایج ارائهشده در پژوهشهای پیشین مشاهده شد. بیشینه خطا در پیشبینی نیروهای نرمال بر سطح از تحلیل پیشنهادی نسبت به نتایج شبیهسازی 9/3% بدست آمد. مقادیر بدستآمده از تحلیل ارائهشده برای مؤلفه مماسی نیروهای عکسالعمل دقیق نبوده و قابل اعتنا نیست. هرچند این موضوع را میتوان بهعنوان یکی از نقاط ضعف تحلیل ارائهشده دانست؛ ولیکن، با توجه به اندازه اندک این نیروها، امکان چشمپوشی از آنها در طراحی قید و بندها وجود دارد. اثر پارامترهای مؤثر شامل ضریب اصطکاک و نیروی بست بر روی نتایج نیز مطالعه شد. تطابق مناسب بین پیشبینیهای تئوری و نتایج عددی، بیانگر کارائی مدل ارائهشده برای محاسبه سریع نیروهای عکسالعمل در قید و بند قطعات با هندسه چندوجهی است.
جاسازی
ضریب اصطکاک
طراحی قید و بند
کمینه اندازه نیروها
نیروی عکس العمل
2020
03
20
17
29
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1799_809a901ad4d5b3e91800f68e2850fe97.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
تحلیل ارتعاش آزاد غیرخطی ورقهای مستطیلی از جنس ماده مدرج تابعی دوجهته
سهیل
هاشمی
علی اصغر
جعفری
در تحقیق حاضر، ارتعاش آزاد غیرخطی ورق مستطیلی دورمفصل از جنس مواد مدرج تابعی دوجهته برای اولین بار بهصورت کاملا تحلیلی بررسی شدهاست. برای این منظور به کمک اصل هامیلتون و روابط کرنش جابجایی غیرخطی ونکارمن، معادلات دیفرانسیل جزئی حرکت ورق استخراج شدهاند. پس از آن با اعمال روش گالرکین، معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی ورق به معادلات دیفرانسیل معمولی غیرخطی وابسته به زمان تبدیل گشتهاند. سپس به منظور محاسبه فرکانسهای غیرخطی ورق، معادله غیرخطی ورق بهصورت تحلیلی با استفاده از روش لیندشتد پوانکاره بهبودیافته حل شدهاست. خواص مواد ورق براساس مدل توزیع توانی در دوراستای طولی و عرضی ورق بهصورت پیوسته متغیر فرض شدهاند. درنهایت اثر برخی پارامترهای کلیدی سیستم همچون دامنه ارتعاش، اندیس ماده مدرج تابعی و نسبت هندسی ورق بر روی فرکانس غیرخطی ورق به صورت جزئی مورد تحلیل قرار گرفتهاند. برای صحهگذاری مساله، نتایج این پژوهش با نتایج ادبیات گذشته و همچنین حل عددی مقایسه شدهاست و تطابق بسیارخوبی مشاهده گشتهاست.
ارتعاش غیرخطی
ورق مستطیلی
مواد مدرج تابعی دوجهته
تئوری کلاسیک ورقها
روش لیندشتدپوانکاره بهبود یافته
2020
03
20
31
52
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1800_7d16376dce7f181f4432cba05e51e3d6.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
پارامترهای موثر بر خواص برشی ساندویچ پنل با رویه کامپوزیت وینیل استر- الیاف شیشه و هسته پلی وینیل کلراید
مهدی
عبدالهی آذغان
یوسف
امیریان
رضا
اسلامی فارسانی
علی
علیزاده
در این پژوهش، تاثیر نوع چسب اپوکسی (Epon 828 و Araldite EA 1103)، ناحیه هم پوشانی (mm 5/12 و 25) و اصلاح سطحی کامپوزیت پلیمری بر رفتار برشی ساندویچ پنل های با هسته فوم پلی وینیل کلراید (PVC) C7075 و رویه کامپوزیت پلیمری (وینیل استر- الیاف شیشه) به صورت تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج، نمونه حاوی چسب Epon استحکام برشی بیشتر و درصد کرنش کمتری در مقایسه با نمونه حاوی چسب Araldite ارائه داد. نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 5/12 خواص برشی بیشتری در مقایسه با نمونه های با ناحیه هم پوشانی mm 25 داشتند که علت آن وجود حباب و عیوب بیشتر در سطح هم پوشانی بیشتر است. نمونه هایی که کامپوزیت پلیمری آن ها با کاغذ سنباده 100 اصلاح سطحی شدند، خواص برشی بیشتری نسبت به نمونه های اصلاح سطحی شده با کاغذ سنباده 60 داشتند که علت آن افزایش سطح تماس و نفوذ بهتر چسب به داخل تخلخل ها است. بررسی مکانیزم شکست نشان داد که دو مکانیزم شکست چسب و پارگی فوم PVC باعث تخریب ساندویچ پنل می شوند که غلبه مکانیزم پارگی فوم بر شکست چسب افزایش خواص برشی ساندویچ پنل را سبب می شود. نتایج نشان داد که تطابق قابل قبولی میان نتایج تجربی و شبیه سازی وجود دارد.
ساندویچ پنل
اتصالات چسبی
عملیات سطحی
رویه کامپوزیتی
خواص برشی
2020
03
20
53
64
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1801_493fba00211118ad3b37b2a17b9ab258.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
تحلیل تیر تابعی هدفمند با ضخامت متغیر تحت بارهای مکانیکی و حرارتی بهکمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول
منوچهر
محمدحسینی میرزایی
محمد
عارفی
عباس
لقمان
در این مطالعه تحلیل ترموالاستیک تیرهای با ضخامت متغیر ساختهشده از مواد هدفمند تابعی انجام شده است. هندسه و شرایط مرزی تیر مشابه پره توربین است. تیر تحت ترکیبی از نیروهای عرضی گسترده و نیروهای حجمی حاصل از چرخش آن حول محور عمود بر طول تیر و میدان مشخصی از درجه حرارت قرار دارد. در ریشه تیر، شرایط مرزی گیردار و در لبه آن، بهصورت آزاد میباشد. خواص مکانیکی و حرارتی در راستای طولی تیر بهصورت توانی متغیر فرض میگردند. با استفاده از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، روابط جابجایی-کرنش و قانون هوک، دستگاه معادله دیفرانسیل مرتبه دومی بدست میآید. بهکمک روش بخشبندی، جابجاییهای طولی و عرضی و تنشهای طولی، برشی و موثر هر بخش حاصل شده است. برای شش توزیع ناهمگنی مختلف تحلیل انجام شد. بررسی نتایج مشخص نمود که در تیر ساختهشده با ماده هدفمند تابعی با پارامتر توزیع ناهمگنی مثبت و بزرگتر، جابجایی طولی و عرضی و تنشهای طولی، برشی و موثر بیشینه، کمتر خواهد بود.
تیر ضخامت متغیر
مواد هدفمند تابعی
توزیع ناهمگنی
تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول (FSDT)
2020
03
20
65
76
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1802_d4d07477555447a1653cdaec3ed236b6.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
بررسی تجربی ویژگیهای سطح شکست نمونه نامتجانس (با درز جوش افقی) آزمایش ضربه سقوطی فولاد API X65
مصطفی
تعظیمی
سید حجت
هاشمی
سعید
رهنما
در این پژوهش شکستنگاری نمونه نامتجانس (با درز جوش افقی) آزمایش ضربه سقوطی از جنس فولاد API X65 برای اولین بار انجام شده است. مقطع شکست نمونه آزمایش شامل سه ناحیه فلز پایه، متأثر از حرارت و جوش میباشد. آزمایش طبق استاندارد API 5L انجام شده است. ترک با شکست تورقی از ناحیه ریشه شیار شروع شده و تا 5/14 میلیمتر از مسیر شکست ادامه دارد. پس از ناحیه تورقی، سطح شکست با تغییر زاویه 45 درجه نسبت به صفحهی سطحی، به شکست نرم برشی تبدیل میشود که این زاویه تا ناحیه شکست معکوس ادامه دارد. در عکسهای حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی در هر سه ناحیه فلز پایه، متأثر از حرارت و جوش، علائم شکست نرم که شامل حفرههای مخروطی با اندازه، جهت و شکل متفاوت میباشد، مشاهده شد. همچنین در ناحیه فلز پایه علائم شورون ناقص با تراکم بالا در ریشه شیار ترک مشاهده شد. در ادامه مسیر رشد ترک و در ناحیه برخورد چکش، شکست معکوس تورقی مشاهده شد که از هر دو طرف توسط سطوح برشی با زاویه 45 درجه محصور شده است. سطح شکست نرم محاسبه شده در محدودهی استاندارد بوده و بیانگر چقرمگی مطلوب این فولادها جهت استفاده در خطوط انتقال گاز میباشد.
آزمایش ضربه سقوطی
سطح شکست
نمونه نامتجانس
فولاد API X65
لولههای انتقال گاز
2020
03
20
77
91
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1806_a827fd506b8dcfb5ceffb4eb11887996.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
بررسی تجربی و عددی ارتعاشات ورق کامپوزیتی کمانش یافته تقویت شده با سیم آلیاژ حافظهدار تحت عملیات حرارتی
رضا
خرم آبادی
جلیل
رضایی پژند
آلیاژهای حافظهدار عنوان گروهی از مواد هوشمندند با رفتار تنش- کرنش غیرخطی که شامل پدیدههای حافظهداری و شبهالاستیک که مبتنی بر تغییرات فاز آستنیت به مارتنزیت و بالعکس میباشد. اثرات عملیات حرارتی بر خواص آلیاژهای حافظهدار و در نتیجه ارتعاشات غیرخطی ورق کامپوزیتی کمانش یافته تقویت شده با این آلیاژها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. اثرات عملیات حرارتی بر خواص آلیاژ حافظهدار به صورت آزمایشگاهی مشخص شده و دماهای استحاله با استفاده از آنالیز گرما سنجی افتراقی (DSC) بدست آمدهاند. با توجه به عدم تعریف اولیه آلیاژهای حافظهدار در نرمافزار آباکوس، با توسعه و استفاده از زیرروال یومت (UMAT) بر پایه مدل بوید و لاگوداس، امکان استفاده از امکانات نرمافزار جهت تحلیل آلیاژهای حافظهدار در این نرمافزار فراهم شده و انجام گرفته است. در پایان این تحقیق، اثرات حضور آلیاژ حافظهدار، مقدار پیش فشردگی و تغییر خواص آن در اثر عملیات حرارتی بر ارتعاشات ورق کامپوزیتی قبل و بعد از کمانش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است.
آلیاژ حافظهدار
زیرروال یومت
ارتعاشات
کمانش
آنالیز گرماسنجی افتراقی
2020
03
20
93
106
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1807_08d085abd076ba7c49ec7b102988e949.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
مطالعه تجربی و عددی حد شکلدهی ورق دولایه مس-آلومینیوم در دمای بالا
امین
علی محمدی
عبدالحسین
جلالی اقچای
ورقهای دولایه فلزی جایگرین بسیار مهمی برای ورقهای فلزی تک لایه هستند که دارای مزایای فراوانی از جمله کاهش وزن و نسبت استحکام به وزن بالا میباشند. استفاده از این ورقها موجب صرفهجویی بالایی در انرژی میشود. از این رو جایگزینی ورقهای فلزی با ورقهای دولایه یکی از ضرورتهای صنعت محسوب میشود. یکی از مهمترین عیوب در شکلدهی ورقها، پارگی است. یکی از راههای به تعویق انداختن پارگی، گرم کردن ورق میباشد. با توجه به مطالعات انجامشده تاکنون تحقیقی راجع به شکلپذیری در فرآیندهای گرم ورق دولایه انجام نشده است. در این پژوهش هدف بررسی حد شکلپذیری ورقهای دولایه مس- آلومینیوم در محدودی دمایی گرمکاری به روش تجربی و عددی میباشد. در روش تجربی منحنی حد شکلپذیری با انجام آزمایشهای اتساع با سنبه سرکروی و کشش تک محوری حاصل گردید. نتایج حاصل از روش تجربی نشان داد که با افزایش دما میزان شکلپذیری، افزایش مییابد، میزان ماکزیمم نیروی شکلپذیری کاهش و همچنین میزان ارتفاع حد گنبدی شکل با افزایش دما، افزایش میبابد. و از طرفی مدل شبیه سازی شده در نرم افزار آباکوس تطابق خوبی با مدل تجربی داشت که بهترین مدل برای پیش بینی دقیق لحظه گلویی شدن مدل M-K می باشد.
شکلپذیری
ورق دولایه
منحنی حد شکلپذیری در دمای بالا
آزمایش اتساع
2020
03
20
107
120
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1808_9ffb5bd76d46060b795395ed45e84daa.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
کنترل سیستم تله اپراتوری دو طرفه غیرخطی نامعین مبتنی بر روش تطبیقی فازی پسگام
رضا
رحمانی
صالح
مبین
مهمترین چالش در سیستمهای تلهاپراتوری دو طرفه، دستیابی به حس درست اپراتور از محیط و ضمانت پایداری سیستم میباشد. تاکنون روشهای متنوعی برای کنترل این سیستمها ارائه شده است که در آنها از شرایط انفعال برای نیرویهای محیطی و اپراتور در اثبات پایداری تابع لیاپانوف استفاده شده است. این شرایط میتوانند محدودیتهای جدی به خصوص در حیطه کاربردهای پزشکی بر روی سیستمهای تلهاپراتوری تحمیل نمایند. وجود تأخیر زمانی متغیر با زمان در کانال ارتباطی راهبر-پیرو و همچنین عدم قطعیت (اغتشاش خارجی و دینامیکهای مدل نشده) که در مواقعی موجب بر هم زدن پایداری سیستم کنترلی میشوند، از جمله عوامل مهم و زمینهساز برای جلب توجه محققان بوده است. هدف اصلی این مقاله، پیشنهاد یک کنترلکننده تطبیقی فازی پسگام از نوع مقاوم برای کنترل سیستم تله اپراتوری دو طرفه غیرخطی در حضور تأخیر زمانی و عدم قطعیت پارامتری میباشد. تحلیل پایداری مبتنی بر لیاپانوف بوده و نتایج شبیه سازی، موفقیت روش پیشنهادی را در تحقق اهداف کنترلی نشان می دهد.
تله اپراتوری
رویکرد تطبیقی فازی
روش پسگام
تأخیر متغیر با زمان
عدم قطعیت
2020
03
20
121
132
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1809_25d63291a1160b4537f2b7c7817c9124.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
پاسخ ورق های فلزی تقویتشده با روکش پلیمر تحت ضربه پرتابه با سرعت بالا به روش اجزاء محدود و ارائه مدلی بر اساس رگرسیون تکاملی
رضا
هوشیار
توحید
میرزابابای مستوفی
مصطفی
سیاح بادخور
در این تحقیق، به بررسی عددی و مدلسازی بیبعد پاسخ دینامیکی ورقهای فولادی و آلومینیومی تقویتشده با لایههای پلیمری تحت ضربه پرتابههای صلب با هندسههای مختلف پرداخته شده است. در بخش مدلسازی عددی از نرم فزار المان محدود آباکوس و پلییومود برای شبیهسازی فرآیند استفاده شده است. از مدلهای پلاستیسیته و شکست جانسون-کوک برای تعریف ماده فلزی و همچنین مدل ساختاری مونی-ریولین برای ماده پلیمری استفاده شده است. جهت صحتسنجی مدل عددی، مقایسهای بین نتایج شبیهسازی با نتایج تجربی موجود در ادبیات تحقیق انجام شد. نتایج بدست آمده بیانگر دقت خوب مدل عددی در پیشبینی رفتار پلاستیک سازه و همپنین سرعت باقیمانده پرتابه بود. با استفاده از مدل عددی صحتسنجی شده، مطالعهای پارامتریک روی رفتار ساختارهای فلز-پلیمر تحت برخورد پرتابه با هندسههای مختلف انجام شد و از نتایج بدست آمده برای ارائه یک مدل ریاضی جهت تخمین سرعت باقیمانده پرتابه استفاده شد. بهمنظور مدلسازی ریاضی، اعداد بیبعد جدیدی برای فرآیند نفوذ پرتابه در اهداف فلز-پلیمر با استفاده از بیبعدسازی معادلات تعادل دینامیکی حاکم بر ورق ارائه شد.
پلی اوره
ساختار فلز-پلیمر
شبیه سازی عددی
مدل سازی ریاضی
نفوذ
2020
03
20
133
148
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1811_15e292d982750828fae057ec3c8fd538.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
طراحی کنترل کننده PID مرتبه کسری بهینه برای کنترل سرعت موتور DC با در نظر گرفتن دینامیک درایو و چاپر با رویکرد چند هدفه با الگوریتم بهینه سازی چرخه آب
مجید
مرادی زیرکوهی
چون موتورها دارای ساختاری ساده و طول عمر زیاد هستند کنترل دقیق سرعت آنها برای افزایش عملکرد و کاربردهای صنعتی بسیار مهم است. در این مقاله به کنترل سرعت موتور DC با در نظر گرفتن دینامیک درایو و چاپر با کنترل کننده PID مرتبه کسری پرداخته میشود. یک از نوآوریهای این مقاله در نظر گرفتن دینامیک چاپر است. در نظر گرفتن دینامیک چاپر از یک سو باعث پیچیده شدن دینامیک سیستم و از سویی دیگر از نقطه نظر عملی باعث کاهش ریپل جریان آرمیچر میشود. این مهم باعث بهبود پاسخ گذرا و در نتیجه تنظیم بهتر سرعت میشود. علاوه بر این به عنوان یک نوآوری سعی میشود تا با استفاده از روش جدید بهینهسازی چرخه آب با رویکردی چند هدفه ضرایب کنترل کننده PID مرتبه کسری بگونهای تنظیم شود که عملکرد کنترلی خوبی حاصل شود. مقایسه نتایج با الگوریتم بهینهسازی زنبور عسل و پرندگان نشان میدهد که کنترل کننده PID مرتبه کسری بهینه شده با الگوریتم بهینه سازی چرخه آب از نقطه نظر زمان صعود، فراجهش و خطای حالت ماندگار عملکرد بهتری دارد.
حسابان کسری
کنترل کننده PID مرتبه کسری
موتور DC
الگوریتم بهینهسازی چرخه آب
2020
03
20
149
160
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1812_aa6fd41710a7b26bdbffefd1ce3a5060.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
تخمین آلایندگی و صرفه اقتصادی سیستم تولید همزمان برق حرارت و برودت (CCHP) در شرایط ایدهآل و واقعی از دو دیدگاه محلی و سراسری
سید سروش
ساداتی فر
سینا
احمدی
محمد مصطفی
غفوریان
حمید
نیازمند
در پژوهش حاضر، پس از بهینهسازی ظرفیت تجهیزات سیستم CCHP با روش سه معیاره سود سالیانه نسبی، به بررسی آلایندههای تولیدی CO2، CH4، CO، NOx و SOx پرداخته شده است. طراحی سیستم با فرض قابلیت عملکرد در نقاط خارج از طراحی و امکان فروش الکتریسیته به شبکه انجام گردیده است. عملکرد سیستم در دو شرایط واقعی (تحت تأثیر شرایط محیطی دما و فشار) و ایدهآل و نیز برای دو سناریوی تولید آلایندهها در محل مصرف (حالت محلی،Local ) و کل آلایندههای تولیدی (حالت سراسری، (Global ارزیابی شده است. فرآیند بهینهسازی، یک موتور احتراق داخلی با ظرفیت نامی kW2440 را به عنوان محرک اولیه، برای مطالعه موردی هتل، پیشنهاد میدهد که علی رغم کاهش عمده آلایندههای تولیدی CO2، CO، NOx و SOx در حالت سراسری، باعث افزایش 5/92، 79/0 و 1/84 درصدی آلایندههای CH4، CO و NOx نسبت به سیستم سنتی، در محل مصرف میشود. از طرفی، عملکرد اقتصادی واحد تولید توان سیستم با تغییر در شرایط محیطی، نشان دهنده آن است که اگر شرایط واقعی محیطی در بازدهی موتورگازسوز در نظر گرفته نشود، درآمدهای محاسبه شده سیستم اطمینان لازم را نخواهد داشت.
سیستمهای تولید همزمان برق حرارت و برودت
سیستم سنتی
آلاینده
2020
03
20
161
176
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1815_042973251923b2241dbc2597ef6b1a51.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
بررسی اثر طول اسپایک در کاهش پسای موجی یک مدل استاندارد در جریان ماوراءصوت
مهدی
حسنی
عبدالعلی
حقیری
محمد هادی
اسلامی
بدنهی پخ در جریان ماوراءصوت پسا و گرمایش شدید آیرودینامیکی ایجاد میکند. یکی از موثرترین روشهای کاهش پسا و گرمایش آیرودینامیکی، استفاد از آیرودیسک در جلوی دماغه است. این مطالعه به بررسی روش آیرودیسک به عنوان یک ابزار مناسب در کاهش پسای آیرودینامیک دماغه استاندارد هایپرسونیک HB1 در رژیم جریان ماوراءصوت میپردازد. نتایج بهدست آمده، حاصل آزمون تجربی تونلباد ماوراءصوت و شبیهسازی عددی در عدد ماخ 4/6 میباشد. در این مطالعه اثر طول آیرودیسک بر کاهش پسای مدل استاندارد مورد ارزیابی قرارگرفت. به همین منظور، از چهار آیرودیسک با نسبت طول به قطر 5/0 ، 1، 5/1 و 2 استفاده گردید. حلعددی با نتایج تجربی سازگاری قابل توجهی داشت و مشاهده گردید که آیرودیسک تاثیر قابل ملاحظهای در کاهش پسای ماوراءصوت دماغه دارد و افزایش طول آن، میتواند کاهش پسای بیشتری را فراهم کند. طبق نتایج حاصل شده، آیرودیسک با نسبت طول به قطر2 با کاهش پسای 43درصدی، بهترین عملکرد را از خود نشان داد.
دماغه HB1
اسپایک
کاهش پسا
ماوراءصوت
آیرودیسک
2020
03
20
177
192
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1816_e522a635979ed03c4c7c13f5649b37ae.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
ارزیابی عملکرد مبدل حرارتی لوله مارپیچ و لوله مستقیم با استفاده ازنانو سیال هیبریدی
احمدرضا
رحمتی
فرزاد
چیت سازی
مهدی
رئیس زاده
در این پژوهش مقایسه انتقال حرارت مبدل حرارتی لوله مارپیچ و لوله مستقیم با استفاده از نانو سیال هیبریدی در جریان مغشوش به صورت تجربی پرداخته شده است. نانو سیال مورد استفاده در این پژوهش متشکل از مخلوط نانو ذره اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیسیم و اکسید منیزیم با قطر متوسط (30-20 نانومتر) در سیال پایه آب در محدوده دمایی بین 60-30 درجه سانتی گراد میباشد. نانو ذرات در محدوده کسرهای حجمی 25/0، 5/0، 75/0و 1 درصد استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که عدد ناسلت، با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی در لوله مارپیج نسبت به لوله مستقیم به طور متوسط %6/6 درصد افزایش پیدا کرد. همچنین نتایج که به صورت اختلاف دما گزارش شده است، استفاده از نانو ذرات مذکور در لوله مارپیچ نسبت به لوله مستقیم در کسر حجمی %25/0 و دمای60 درجه سانتی گراد %6/37 افزایش دارد. درصد افزایش اختلاف دمای بهینه نانوسیال هیبریدی در لوله مارپیچ در کسر حجمی %25/0 و دمای 60 درجه سانتی گراد می باشد که نسبت به سیال پایه افزایش 10 درصدی و در لوله مستقیم در کسر حجمی %75/0 و دمای 60 درجه سانتی گراد نسبت به سیال پایه باعث افزایش 6 درصدی اختلاف دما می شود.
نانوسیال هیبریدی
مبدل حرارتی
لوله مارپیچ
لوله مستقیم
انتقال حرارت
2020
03
20
193
207
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1817_2d8df61c918e5ac30d9db68d58425580.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
مطالعه تجربی جوشش استخری گذرای آب دیونیزه در دو حالت حضور و غیاب میدان مغناطیسی
احمدرضا
ایوبی
احمد رضا
فقیه خراسانی
در این پژوهش جوشش استخری گذرای آب دیونیزه در شرایط اشباع و فشار اتمسفر در دورههای زمانی 1، 10، 100 و 1000 ثانیه بررسی شده است. سیم آلیاژی آهن-آلومینیوم- کروم در حالت افقی به عنوان سطح گرم کن و برای بررسی اثر میدان مغناطیسی بر روی جوشش آب دیونیزه از دو آهن ربای دائمیاز جنس سرامیک استفاده شد. افزایش شار حرارتی در دورههای زمانی بصورت ایجاد اختلاف ولتاژ دو سر سیم گرم کن است و این اختلاف ولتاژ با زمان بطور خطی افزایش مییابد. افزایش شار حرارتی به وسیله یک تابع چندجمله ای درجه دوم با افزایش ولتاژ از صفر تا 50 ولت در هر دوره زمانی بدست آمده است. با حضور میدان مغانطیسی شار حرارتی بحرانی در دماهای مافوق گرم بزرگتر بدست آمد. مقدارهای شار حرارتی بحرانی در دورههای زمانی 100 و 1000 ثانیه در حضور میدان مغناطیسی بیشتر از مقدارهای مشابه در عدم حضور میدان مغناطیسی است که می تواند به سبب تغییر ویژگی های شیمیای-فیزیکی آب تحت میدان مغناطیسی باشد. مقدار افزایش شار حرارتی در اثرحضور میدان مغناطیسی نسبت حالت عدم حضور میدان برای دوره زمانی 100 ثانیه و 1000 ثانیه به ترتیب برابر با 74/12 % و 3/7 % بدست آمد.
جوشش گذرا
شار حرارتی بحراتی
ضریب انتقال حرارت جوششی گذرا
جوشش هستهای
جوشش فیلمی
2020
03
20
209
221
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1818_61c65e19fb0994597c394d5b132b131a.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
بررسی تاثیر ارتفاع صفحات پیچان بر دنباله استوانه
عبدالامیر
بک خوشنویس
مجتبی
بلوکی
میترا
یادگاری
در این پژوهش، بررسی تجربی برروی دنباله استوانه با صفحات پیچان در عدد رینولدز 20000Re = صورت گرفته است. روی سیلندر، تعداد 3 عدد صفحه با گام پیچش D3 و فواصل مساوی، نصب شده است. ضخامت(ارتفاع) صفحات نصب شده، نسبت به قطر سیلندر برابر با 1/0و 09/0، 07/0، 05/0H/D = میباشد. اثرات صفحات پیچان بر پروفیلهای سرعت متوسط، شدت اغتشاشات، سرعت نقصانی و عدد استروهال در خط مرکزی سیلندر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش، نشان میدهد که استفاده از صفحات پیچان با ارتفاعهای مختلف، تاثیرات متفاوتی بر ساختار دنباله دارد، به گونهای که این بررسی را میتوان در دو محدوده نزدیک به مدل (x≤D) و دور از مدل (x>D) در نظر گرفت. نتایج، بیانگر آن است که در ناحیه نزدیک مدل، استفاده از صفحات با ضخامت بیشتر، سبب بهبود دنباله و کاهش نقصان سرعت میگردد، در حالی که در نواحی دور از مدل، استفاده از صفحه با ارتفاع 07/0H/D = سبب بهبود تا 35% در کاهش میزان نقصان سرعت میشود، همچنین استفاده از صفحات پیچان، سبب 14% کاهش در مقدار حداکثر اغتشاشات در دنباله استوانه میشود.
دنباله
صفحات پیچان
استوانه دایرهای
جریانسنج سیم داغ
عدد استروهال
2020
03
20
223
236
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1819_172b4c70aa2035ce9690642405b3a361.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
برآورد شار حرارتی با استفاده از روش دنبالهایی دیجیتال فیلتر تیخونو و هموارسازی دماهای اندازهگیری شده
سمیه
داودآبادی فراهانی
در این نوشتار به ارائه روش دیجیتال فیلتر تیخونو برای برآورد برخط شار حرارتی در دیواره ای یک بعدی پرداخته شده است. برای بررسی روش پیشنهادی، دو مسئله معکوس طراحی شده است: در مسئله اول شرایط مرزی در دو طرف صفحه مجهول است و در مسئله دوم، دیواره از دولایه تشکیل شده است و شار حرارتی در دوطرف دیواره مجهول است. در هردو مسئله از دو سنسور دما برای اندازه گیری تاریخچه دمای داخل جسم استفاده شده است. در الگوریتم پیشنهادی، از یکی از سنسورها به عنوان شرط مرزی استفاده شده است. برای ارزیابی دقت و توانایی روش دیجیتال فیلتر تیخونو چندین آزمایش طراحی شده است.ضرایب فیلتر در روش پیشنهادی فقط یکبار محاسبه و در همه آزمایشات استفاده می شود. اثر شدت نویز موجود در دماهای اندازه گیری و اثرموقعیت ترموکوپل در داخل دیواره بر دقت تخمین شارحرارتی بررسی شده است و نتایج نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی با دقت خیلی خوبی شار حرارتی را برآورد نموده است و الگوریتم دیجیتال فیلتر تیخونو در مقایسه با روش دنباله ایی بک دارای دقت بیشتری است. همچنین هموارسازی داده های اندازه گیری شده در الگوریتم پیشنهادی باعث افزایش دقت و کارآیی روش شده است.
دیجیتال فیلتر
دوسنسور
روش هموارسازی
دو شرط مرزی مجهول
شار حرارتی
2020
03
20
237
252
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1820_74b2f4d2e35439368104291b341b1431.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
طراحی، بهینهسازی و ساخت چندراهه خارج کننده برای یک موتور برون نصب اشتعال جرقهای
حسین
نصری
علی
جلالی
علی
هدایتی
مطالعه حاضر یک مطالعه عددی و آزمایشگاهی بوده که به بررسی تأثیر استفاده از چندراهههای خارج کننده به عنوان جایگزین برای چندراهههای سنتی در یک موتور برون نصب اشتعال جرقهای با هدف افزایش توان حداکثر موتور میپردازد. بدین منظور یک موتور مشخص به عنوان موتور پایه در نظر گرفته شده است و برای بررسی تأثیر چندراهه خروج بر عملکرد موتور و انتخاب طرح برتر، مدل هندسی چندراهه خروج پیشنهادی در یک فرآیند شبیهسازی عددی بررسیشده و پس از بهینهسازی ابعادی، مدل مورد نظر در نرم افزارهای شبیه ساز موتور، مورد شبیه سازی و بررسی عددی قرار گفته که پس از تایید عددی صحت بهبود عملکرد، مدل مورد نظر ساختهشده و بر روی موتور نصب گردید. پس از نصب چندراهه خروج طراحیشده بر روی موتور، موتور با چندراهه خروج پایه و موتور با چندراهه خروج طراحیشده در اتاق آزمون مورد بررسی آزمایشگاهی و مقایسه توان خروجی قرار میگیرد. پس از آزمایش موتور مشاهده شد که چندراهه خروج طراحیشده موجب افزایش توان حداکثر موتور تا 15 درصد میشود که این مقدار افزایش راندمان موتور نسبت به هزینههای لازمه، مقدار بسیار حائز اهمیت و چشمگیری میباشد.
موتور برون نصب
چندراهه خارج کننده
طراحی و ساخت
بهبود توان
2020
03
20
253
268
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1821_cdef548fc5553d89f64bd5d73c085744.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
بررسی تجربی تاثیر جریان ثانویه بر عملکرد کلکتور صفحه تخت خورشیدی با استفاده از نانوسیال
مجتبی
مروج
فاطمه
نامدارنیا
لیلا
پرتابیان
در این پژوهش، به منظور بررسی اثر جریان ثانویه بر بازده کلکتور صفحه تخت، یک کلکتور دایروی با لولههای مارپیچ و یک کلکتور معمولی مستطیلی با هم و با شرایط یکسان ساخته شده و همزمان مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفتهاند. ارزیابی بر اساس استاندارد ASHRAE و در جنوب ایران بوده است. آزمایشات بر اساس شرایط مختلف محیطی با استفاده از دوسیال عامل آب معمولی و نانوسیال اکسید روی/آب انجام شده است. نتایج بررسی نشان میدهد که با تغییر در شرایط محیطی و همزمان با افزایش تابش و همچنین با افزایش دبی بازده هردو کلکتور مستطیل و دایروی افزایش می یابد ولی عملکرد کلکتور دایروی بهتر که دلیل اصلی آن تاثیر جریان ثانویه در افزایش انتقال حرارت از جدار لولهها به سیال عامل است. علاوه بر این در هنگام استفاده از نانوسیال به جای آب به عنوان سیال عامل، اگرچه بازده هردو کلکتور افزایش مییابد که امری بدیهی و اثبات شده است ولی تاثیرجریان ثانویه بر انتقال حرارت در استفاده از نانوسیال کاملا چشمگیر بوده که به دلیل حرکات ذرات نانوسیال در سوسپانسیون این تاثیر مضاعف می شود. همچنین حداکثر بازده ثبت شده مربوط به کلکتور دایرهای با استفاده از نانوسیال و به میزان 6/77% بوده است.
کلکتور صفحه تخت خورشیدی
لولههای مارپیچ
جریان ثانویه
نانوسیال
بازده
2020
03
20
269
280
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1822_7ac8858b4a2796f39ae4611aa8ccb7e3.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
طراحی میکروجداساز سلولهای سرطانی همراه جریان خون با استفاده از ترکیب روشهای جداسازی پینچ و دیالکتروفورسیس
علیا
نوروزشمسیان
آرمان
محسنی
محمد
مجدم
جداسازی سلول های خون کاربرد گسترده ای در علم پزشکی دارد. با جداسازی این سلول ها، می توان به شناسایی خواص آن ها پرداخت. شناسایی خواص سلول های سرطانی و اثر داروهای مختلف بر آن ها، به روند بهبود و درمان بیماران مبتلا به سرطان کمک قابل توجهی می کند. در سال های اخیر، توسعه تجهیزات میکروسیالی برای جداسازی این سلول ها اهمیت قابل توجهی یافته است. جداسازی سلول ها روش های مختلفی دارد. در این پژوهش، اندازه و خواص الکتریکی سلول ها بعنوان معیارهای اصلی جداسازی درنظر گرفته شده اند و با ترکیب روش تقسیم بندی جریان پینچ بعنوان یک روش غیرفعال و دی الکتروفورسیس برپایه ی رسانایی الکتریکی بعنوان یک روش فعال، تراشه جداساز برای جداسازی سلول های سرطان سینه MDA-435 از گلبولهای سفید و قرمز، طراحی شده است. این سلول ها دارای اختلاف اندازه بسیار کمی هستند و باتوجه به تحقیقات گسترده ای که در جداسازی به روش جریان پینچ انجام شده است، پایین بودن دقت جداسازی ذرات هم اندازه یا دارای اندازه مشابه، از چالش های اساسی این روش محسوب می شود. در این پژوهش، نیروی دی الکتروفورسیس در ناحیه ی پینچ، بین سلول سرطانی و گلبول سفید فاصله ایجاد می کند. پس از گسترش هیدرودینامیکی در ناحیه ی توسعه یافته، سلول سرطانی، گلبولهای سفید و قرمز در انشعاب های خروجی خاص خود قابل جمع آوری خواهندبود. نتایج نشان می دهد این روش ترکیبی به طور موثری قابلیت تفکیک سلول های مذکور را داراست.
میکروسیالی
جداسازی
سلول سرطانی
دی الکتروفورسیس
جریان پینچ
2020
03
20
281
296
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1829_754a25db873e3cf2c3ae8823c5a5f279.pdf
مکانیک سازه ها و شاره ها
2251-9475
2251-9475
1399
10
1
تحلیل اثر توزیع ضخامت پره بر عملکرد توربین توربوشارژ در حالت پذیرش کامل و جزئی
محمد حسن
شجاعی فرد
آزاده
ساجدین
ابوالفضل
خلخالی
پره توربین توربوشارژرها به دلیل فشار بسیار بالای جریان ورودی و همچنین پالسی بودن این جریان در معرض آسیب و شکست قرار می-گیرند در توربوماشینهای جدید که تمایل به نازک شدن در کنار افزایش بار به دلیل افزایش راندمان دارند، احتمال شکست بالاتر میرود. بنابراین انتخاب توزیع ضخامت بهینه روتور نیاز به مطالعه ایرواستاتیکی و ایرودینامیکی در شرایط مختلف عملکرد دارد. در این مطالعه به تحلیل برهمکنش سیال-سازه بر روی سطح مشترک پره و سیال با تلفیق کردن ابزارهای شبیهسازی دینامیک سیالات محاسباتی و طراحی سازهای توسط یک مدل کوپل شده یکپارچه بر اساس فرمولهای المان محدود در نرم افزار انسیس بر روی پره توربین توربوشارژر با ورودی دوگانه به منظور شناخت نیروی وارده از طرف سیال به پره و رفتار سازه برای سه توربین مختلف که تنها در توزیع ضخامت پره روتور متفاوت میباشند در شرایط تغذیه پذیرش کامل و جزئی پرداخته شدهاست. صحهگذاری نتایج با دادههای آزمایشگاهی حاصل از آزمایشگاه توربوشارژر دانشگاه امپریال کالج همخوانی خوبی را نشان میدهد. نتایج چگونگی و علت تغییرات راندمان به دلیل تغییر ضخامت بخشهای گوناگون را شرح میدهد. پرههای نازک انتخاب مناسبی برای این نوع توربوماشین میباشد ولی در پذیرش جزئی پره-های ضخیم عملکرد بهتری دارند.
توربین توربوشارژر
پروفیل پره
مطالعه برهمکنش سیال و سازه
راندمان توربین
2020
03
20
297
311
https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1830_500a99bd055815807aef348ece55ada8.pdf