دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Design, Fabrication and Control of a New Type of The Omnidirectional Spherical Wristطراحی، ساخت و کنترل یک نوع مچ کروی جدید همه جهته111130010.22044/jsfm.2018.7238.2666FAحمید آریسدانشجوی کارشناسی ارشد، مکاترونیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودحبیب احمدیهیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودمسعود عبدالمحمدیدانشجوی کارشناسی ارشد، مکاترونیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودJournal Article20180705In this paper, a new type of spherical wrist is investigated. By using CAD/CAM software, simulation and analysis have been done. So, a new type of mechanism has been fabricated by involute axes in the form of conical gears that can create an unlimited revolution for the wrist without singularity. This wrist has the special ability due to its structure and mechanism to use robots for high precision applications and continuous movements without singularity. According to the drawings, the manufacturing of the model for molding and casting of pieces is carried out and then by machining, the dimensions of the parts are achieved to the standard of drawing. After the assembly, the mechanical work pieces are prepared. The direct and inverse kinematics of the involute angles are obtained for the directions of the wrist. Also, according to the kinematics of the robot, the position of the end-effector is calculated. At first, Matlab software is used to simulate the wrist model and also the experimental test is done for validation. At the end, the PD controller is designed to control the yaw, roll and pitch angles and the changes necessary to improve the wrist control have been applied in the controller and AVR-based microcontrollers. Finally, simulation results are verified through theoretical and experimental test.در این مقاله نوع جدیدی از مچ کروی ارائه شدهاست. با استفاده از طراحی، مدلسازی به کمک نرم افزار کتیا انجام شده با تحلیل به کمک نرم افزار آدامز برای انتخاب موتور مناسب تحلیل انجام گرفته و مکانیزم نوع جدیدی توسط محورهای تودرتو به کمک چرخدندههای مخروطی ایجاد شدهاست که میتواند دوران نامحدود و بدون تکینگی را برای مچ ایجاد کند. این مچ با توجه به ساختار و مکانیزم انتقال نیرو، قابلیت استفاده برروی انواع ربات جهت کاربردهای با دقت بالا و حرکات پیوسته و بدون تکینگی را داراست. با توجه به نقشهها، ساخت مدل جهت قالبگیری و ریختهگری قطعات انجام شده و با عملیات ماشینکاری ابعاد قطعات به استاندارد نقشه میرسد و بعد از مونتاژ قطعات قسمت مکانیکی آن آماده شدهاست. سینماتیک مستقیم و معکوس زوایای دوران برای جهتگیری مچ به دست آمده و موقعیت مجرینهایی با توجه به سینماتیک ربات محاسبه شدهاست. جهت شبیهسازی و رسم نمودارهای حاصل از تست تجربی، از نرمافزار متلب استفاده شدهاست. در انتها کنترلکننده PD جهت کنترل زوایای سمت، غلت و فراز طراحی شده و تغییرات لازم جهت بهبود کنترل مچ در کنترلکننده اعمال شده-است. سپس کنترلکننده بر روی میکروکنترلرهای مبتنی بر AVR پیادهسازی شده است و نتایج شبیهسازی به صورت نظری و تجربی صحت سنجی شدهاست.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1300_d8ad3c885dc2ef148762aa07136c9699.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Design and simulation of a two-axis thermal MEMS accelerometer with optimized sensitivityطراحی و شبیه سازی شتاب سنج حرارتی MEMS با حساسیت بهینه شده و قابلیت اندازه گیری شتاب در دو محور1324130110.22044/jsfm.2018.6538.2532FAشبنم قادریدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه ارومیه، ارومیهمحمد طهماسبی پوراستادیار، مهندسی سیستمهای میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهرانابراهیم عباسپور ثانیدانشیار، مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه ارومیه، ارومیهمهرزاد مدرسدانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی سیستمهای میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهرانJournal Article20171225In this paper a micro-accelerometer with a simple design, low fabrication cost, low volume and weight as well as sensitive to very small accelerations with acceleration measurement capability in two axes has been designed. In the proposed design, thermal-convection method has been used to measure the acceleration. This microsensor consists of a heater and two pairs detectors. By applying acceleration along the X or Y axis, a temperature change occurs in the detectors that is proportional to the acceleration applied to the system. Two stages of simulation and optimization of the micro-sensor were performed using finite element method and Taguchi method, respectively. Sensitivity is one of the most important output factors of the thermal accelerometers that geometric parameters and thermal conditions have huge effect on that. So effects of different levels of geometric and temperature variables have been studied and optimized for achieving the maximum sensitivity by analyzing the signal to noise ratio in Taguchi experimental design method. The sensitivity was improved 12.77 times compared to the average value of the simulations results, by adjusting the variables on the optimal levels. As a result, the sensitivity of 0.23 [˚c/g] for air-filled package and 0.70 [˚c/g] for CO2-filled package was obtained in this research.در این مقاله، یک میکروحسگر شتاب با طرحی ساده، هزینه ساخت پائین، حجم و وزن کم و همچنین حساس به شتابهای بسیار کوچک با قابلیت اندازهگیری شتاب در دو محور طراحی شده است. در طرح پیشنهادی از روش حرارتی - همرفتی برای اندازهگیری شتاب استفاده شده است. این میکرو حسگر شامل یک المان گرمکننده (هیتر) و دو جفت حسگر دما (دیتکتور) میباشد. با اعمال شتاب در راستای محور X یا Y دمای دیتکتورها متناسب با شتاب اعمالی تغییر می کند. دو مرحله شبیهسازی و بهینهسازی میکروحسگر بترتیب با استفاده از روش المان محدود و روش تاگوچی انجام شده است. پارامترهای هندسی و شرایط محیطی ساختار شتابسنج مذکور، تاثیر بالایی در افزایش حساسیت آن، که از مهمترین فاکتورهای خروجی آن می باشد، دارند. در این پژوهش، تاثیر ابعاد هندسی و شرایط محیطی شتاب-سنج حرارتی بر حساسیت خروجی سنسور مورد مطالعه قرار گرفت. سطح بهینه متغیرهای مذکور برای دستیابی به حساسیت ماکزیمم با تحلیل ضرایب سیگنال به نویز (S/N) و ترتیب اهمیت تاثیر متغیرها بر حساسیت سنسور با آنالیز واریانس ضرایب سیگنال به نویز تعیین شد. با تنظیم متغیرهای مورد مطالعه بر روی سطوح بهینه، حساسیت سنسور نسبت به میانگین نتایج شبیه سازی های انجام شده 77/12 برابر شد. با انتخاب بهترین مقادیر برای پارامترهای هندسی، حساسیت ̊ c/g 23/0 در محیط هوا و ̊c/g70/0 در محیط گاز دیاکسیدکربن به دست آمد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1301_6396bd673dee667f22d6c0c27ac131b7.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Estimation of stress concentration factor of composite lamina with triangular hole using multiple linear regressionتخمین ضریب تمرکز تنش صفحات تک لایه کامپوزیتی حاوی گشودگی های مثلثی با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه2536129910.22044/jsfm.2018.6565.2543FAعلی عباس نیادانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودمحمد جعفریدانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرودعباس روحانیاستادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهدJournal Article20180102Abstract<br /> The purpose of this paper is to present a new model based on the multiple regression method for estimating stress concentration factor of a quasi-triangular hole in composite lamina. One of the important applications of providing stress distribution around holes in terms of mechanical properties is the use of these relationships in the stress analysis of perforated viscoelastic plate using the effective modulus method or Boltzmann's superposition principle. First, using different values of the mechanical properties of the composites plates, and employing an analytical solution based on the complex variable method, the stress concentration factor of quasi-triangular hole is calculated for a number of these materials. Then, using multiple linear regression, An explicit expression for the stress concentration factor is given in terms of mechanical properties. The results show that the multiple regression model is able to predict the circumferential stress with a maximum error of less than 1%. An important point in this article is the reduction of the calculations by applying the aforementioned relations. In other papers in this field, hard and complex calculations were used to obtained the stress concentration factors, but with the help of the relation of this paper, it is to calculate the stress concentration factor with having the mechanical properties of the plate.هدف از انجام این مقاله ارائه مدلی جدید بر پایه روش رگرسیونی جهت تخمین ضریب تمرکز تنش در گشودگی مثلثی در صفحات تکلایه کامپوزیتی میباشد. از کاربردهای مهم ارائه توزیع تنش در اطراف گشودگی بر حسب خواص مکانیکی، استفاده از این روابط در تحلیل تنش صفحات ویسکوالاستیک دارای گشودگی با استفاده از روش مدول مؤثر و یا اصل برهمنهی بولتزمن است. در ابتدا با استفاده از مقادیر مختلف خواص مکانیکی کامپوزیتها، و به کمک حلّی تحلیلی برپایه روش متغیر مختلط، ضریب تمرکرتنش برای تعداد متعددی از این مواد محاسبه میشود؛ سپس با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه برای گشودگی مثلثی رابطهای صریح برای ضریب تمرکز تنش برحسب خواص مکانیکی ارائه میشود. نتایج بیان میکند که مدل رگرسیونی قادر به پیشبینی تنش محیطی با حداکثر خطای کمتر از 1 درصد میباشد. نکته قابل توجه در این مقاله کاهش محاسبات بهوسیله رابطهی مذکور میباشد. برای محاسبه تمرکز تنش در سایر مقالات موجود در این زمینه، از محاسبات سخت و پیچیده بهره جستند؛ اما با کمک رابطه موجود در این مقاله میتوان با داشتن خواص مکانیکی ورق ضریب تمرکز تنش را محاسبه کرد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1299_f2e9a3d0cff6f4c8ca4202d19218e0eb.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Design of a Fractional-order PID controller and a Commen PID controller with Experimental Evaluation of them on Performance of Attitude Control of a quadrotorطراحی الگوریتمهای کنترلی انتگرال-مشتق گیر- تناسبی مرتبه کسری و معمولی همراه با بررسی تجربی عملکرد آن برای کنترل موقعیت زاویهای کوادروتور3750130210.22044/jsfm.2018.3004.2286FAوحید تیکنیکارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهانحامد شهبازیاستادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهانJournal Article20161223The purpose of this paper is to design a fractional order PID (FOPID) controller base on stochastic algorithms for attitude control of quadrotor. The model is based on usage of Fractional calculus in the PID Controllers which can provide novel and higher performance extension for FOPID controllers. Here, the main goal is to design an optimal PID and FOPID controller using stochastic algorithms. Therefor two stochastic algorithms are used for optimal tuning of FOPID parameters. Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization are compared in minimizing the performance criteria formula which leads to a better performance in controlling of the plant. A quadrotor is installed on an experimental test stand includes of accelerometers, gyroscopes and microcontroller with one and three degrees of freedom to test the performance of PID controller. Kalman filter is used to reduce the noises by combination of accelerometer and gyroscope output. The result of the experiments in the paper shows that the quadrotor can perform desired motions successfully with the controller in the response of step input and while it is subjected to external disturbancesدر این مقاله به طراحی و پیاده سازی الگوریتم کنترلی PID و PID مرتبه کسری با استفاده از الگوریتمهای فراابتکاری برای کنترل موقعیت زاویهای کوادروتور پرداخته شده و عملکرد این دو کنترل مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته شده است. استفاده محاسبات کسری در الگوریتم کنترلی PID منجر به پاسخ مطلوبتری نسبت مشتق و انتگرال مرتبهی اول میشود. به منظور طراحی بهینهی کنترلر از الگوریتمهای بهینهسازی ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات برای تنظیم بهرههای کنترلی و تعیین مرتبههای مشتق و انتگرال استفاده شده است و عملکرد این دو روش بهینهسازی در کاهش تابع هزینه که منجر به کنترل بهتر ربات میشود، مقایسه شدهاند. به منظور بررسی تجربی عملکرد الگوریتم کنترلی PID، بستر آزمایشگاهی شامل کوادروتور و حسگرهای ژیروسکوپ و شتابسنج با قابلیت حرکت سه درجه آزادی و یک درجه آزادی توسعه داده شده است. فیلتر کالمن با ادغام اطلاعات خروجی حسگرهای ژیروسکوپ و شتابسنج، نویز حسگرها را حذف نموده و تخمین مناسبی از موقعیت زاویهای سازه ارایه میدهد. عملکرد الگوریتم کنترلی PID با ورودیهای پله و هنگام اعمال اغتشاشات خارجی ضربهای مورد ارزیابی قرار گرفته شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1302_45f0ce657baf20cd620eaeef314038df.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Numerical and experimental study on the effect of forming speed in gradient warm deep drawing processمطالعه عددی و تجربی اثر سرعت شکل دهی در فرآیند کشش عمیق گرم گرادیانی5166130310.22044/jsfm.2018.6903.2596FAابوذر بریمانی ورندیدانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسیسید جمال حسینی پوردانشیار، مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلJournal Article20180315The use of aluminum and magnesium alloys is limited due to their low formability at ambient temperature, in comparison to steels. The invention of new methods for increasing the formability of these alloys has always been investigated in the sheet metal forming industry. Studies have shown a dramatic increase in the formability of aluminum and magnesium alloys by increasing temperature. As a result, the necessity of application of warm forming processes requires the study and investigation of effective parameters on process. In this paper, numerical and experimental study of forming speed have been investigated in gradient warm deep drawing process of cylindrical parts for aluminum alloy 5083 sheet with 2mm thickness. To this end, some tests have been performed at three speeds of 60, 200 and 378mm/min at different temperatures with constant blank holder force. The effects of forming speed on punch force, thickness distribution and earing behavior, as well as limit drawing ratio and temperature gradient have been discussed and analyzed. Results show, by increasing temperature and reducing the punch speed, punch force has been decreased, drawing ratio has been increased and more uniform thickness distribution has been obtained. It has been also observed that by increasing temperature, the number and position of the ears have remained constant despite the reduction of the ears amplitude.استفاده از آلیاژهای آلومینیم و منیزیم به علت شکل پذیری پایین آنها در دمای محیط، در مقایسه با فولادها همراه با محدودیت هایی است. ابداع روش های نوین جهت افزایش شکل پذیری این آلیاژها، همواره در صنعت شکل دهی فلزات ورق مورد تحقیق قرار گرفته است. تحقیقات صورت گرفته افزایش چشمگیر شکل پذیری آلیاژهای آلومینیم و منیزیم را با افزایش دما نشان داده است. در نتیجه ضرورت کاربرد فرآیند های شکل دهی گرم، مطالعه و بررسی پارامتر های تاثیر گذار بر فرآیند را ایجاب می کند. در این مقاله مطالعه عددی و تجربی اثر سرعت شکل دهی در فرآیند کشش عمیق گرم گرادیانی قطعات استوانه ای برای ورق آلیاژی آلومینیم 5083 با ضخامت mm2 مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور آزمایش هایی در سه سرعت 60، 200 و mm/min378 در دماهای مختلف با نیروی ورقگیر ثابت انجام شده است. تاثیر سرعت شکل دهی بر روی نیروی سنبه، توزیع ضخامت و رفتار گوشواره ای، و نیز نسبت کشش حدی و گرادیان دما مورد بحث و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دما و کاهش سرعت شکل دهی، نیروی سنبه کاهش و نسبت کشش افزایش یافته و همچنین توزیع ضخامت یکنواخت تری ایجاد شده است. همچنین مشاهده شده که با افزایش دما، تعداد و موقعیت گوشواره ها علی رغم کاهش دامنه، ثابت مانده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1303_6bb66773c2479f3f4e1738b1a007961b.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622The impact analysis on airfield matting plate with considering the aircraft tyre deflectionتحلیل بار ضربه ای وارد شونده به صفحات ترمیم کننده باند فرودگاه با درنظر گرفتن تغییر شکل تایر هواپیما6979130410.22044/jsfm.2018.6536.2569FAاحسان براتیاستادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، ایراناصغر مهدیاناستادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، ایرانمهرداد دهقانیکارشناس ارشد، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، ایرانJournal Article20180206The main aim of this paper is the study of the strength of AM-2 matting plate made of Al6061-T6 under impact loads due to aircraft landing. In this study, the damping effects of the aircraft tire have been modeled by means of Mooney-Rivlin hyperelastic criterion. Effective parameters such as the landing vertical velocity at 1.5, 2, 2.5, and 3 m/s; the landing horizontal velocity at 42, 45, 50, 55, and 60 m/s; the CBR value of subgrade at 5, 10, 15, 20 and 25; and the thickness of subgrade at 160, 200, 300, and 500 mm, have been studied. The results showed that the stresses in matting plate increases with increasing both horizontal and vertical components of landing velocity, but decreases by increasing the CBR value. On the other hand, considering the subgrade thickness greater than 300mm has no significant effect on stresses. In order to have safe situation, the CBR value be 15 and greater has been recommended. Comparison of the results with those obtained without modeling the damping effects showed that the stresses be 15% greater in conditions without modeling damping of the tire.هدف از این مقاله، بررسی استحکام صفحات آلومینیومی 6061-T6 ترمیم کننده باند فرودگاه تحت ضربهی ناشی از فرود هواپیما، با درنظر گرفتن اثرات دمپینگ تایر هواپیما میباشد. تایر هواپیما، با استفاده از معیار مادهی هایپرالاستیک مونی ـ ریولین مدل شد. پارامترهای تأثیر گذار بر استحکام صفحات شامل تغییر سرعت عمودی در مقادیر 5/1، 2، 5/2 و 3 متر بر ثانیه و سرعت افقی در مقادیر 42، 45، 50، 55 و 60 متر بر ثانیه، و شاخص خاک در مقادیر 5، 10، 15، 20 و 25 و عمق خاک در مقادیر 160، 200، 300 و 500 میلیمتر، بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعتهای عمودی و افقی فرود، تنش ایجاد شده در این صفحات افزایش مییابد، اما با افزایش مقدار شاخص خاک، تنش کاهش مییابد. در عین حال عمقهای بیش از 300 میلیمتر برای مدلسازی عمق خاک تاثیر معناداری در تنشهای بهوجود آمده در صفحات ندارد. مقدار توصیه شده برای ایجاد یک شرایط مناسب و ایمن برای مقادیر شاخص خاک برابر 15 و یا بالاتر به دست آمده است. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از عدم لحاظ نمودن اثر دمپینگ تایر نشان داده است که بدون درنظر گرفتن اثرات دمپینگ، تنشها 15 درصد بزرگتر میباشند.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1304_b4aadf62461dcc032665c5fefba3debd.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Penetration of Armored Piercing Projectile into Ultra-High Strength Steel Targets: Numerical and Experimental Investigationتحلیل عددی و تجربی نفوذ گلوله زرهی در اهداف فولادی فوق مستحکم8192130510.22044/jsfm.2018.6804.2577FAمحمد نجفیکارشناس ارشد مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایرانسید هادی حسینیدانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانجلال جودکیاستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایرانJournal Article20180218In this article, penetration of an armored piercing projectile into ultra-high strength steel plates (Hardox450 and Hardox500) will be investigated by finite element (FE) analysis and experimental measurement. The ballistic impact is simulated by Abaqus FE software and the FE model is verified the results of experimental test. The mechanical behavior of the selected material is defined by Johnson-Cook plasticity model and Mie-Grunisen equation for damage model. The experimental tests are carried out on 30mm thickness plate. A 14.5mm armored piercing projectile is fired to the plate. The finite element results revealed that the projectile penetrates partially in Hardox500 steel while it can perforates Hardox450 steel. The penetration depth of the projectile when collisioning by 911m/s speed and at perpendicular state are 13 and 30mm for Hardox500 and hardox450 steel respectively. The penetration depth will be increased by increase in the impact angle from 30o to 90o. In addition, the reflection state changes at a specific angle according to the type of material. The transition angle are 40o and 60o for Hardox450 and Hardox500 steel respectively. Finally, the ballistic limit is calculated and determined as 900m/s and 1200m/s for Hardox450 and Hardox500 steel respectively.در این مقاله به بررسی نفوذ گلوله کالیبر 5/14میلی متری در ورقهای فولادی فوق مستحکم هارداکس 450 و هارداکس 500 با ضخامت 30 میلیمتر پرداخته میشود. با توجه به پیچیدگی پدیده برخورد، به منظور شبیهسازی دقیق فرآیند و بیان رفتار دقیق مکانیکی مواد از مدل پلاستیسیته و شکست جانسون-کوک و معادله حالت مای-گرونایزن استفاده شده است. برای تایید صحت شبیهسازی های انجام شده، اندازهگیری تجربی بر روی ورقهای فولادی انجام شد و مطابقت خوبی با نتایج اجزاء محدود مشاهده گردید. با توجه به شرایط تعیین شده در استاندارد، هارداکس500 با ضخامت 30 میلیمتر با ضریب اطمینان بالایی در برابر نفوذ کامل گلوله با سرعت اولیه m/s911 مقاومت میکند به طوری که در بدترین شرایط یعنی زاویه برخورد 90 بیشترین عمق نفوذ به 15میلیمتر میرسد. در مقابل در شرایط یکسان گلوله به طور کامل در هارداکس 450 نفوذ خواهد کرد. نتایج شبیهسازیهای اجزاء محدود برای هر دو جنس با زوایای برخورد از 30 تا 90 درجه نشان داد با کاهش زاویه برخورد علاوه بر کاهش میزان نفوذ، نحوه بازگشت گلوله نیز در زاویه مشخصی تغییر خواهدکرد به طوری که برای هارداکس 450 این زاویه برابر با 40 درجه و برای هارداکس 500 برابر با 60 درجه بدست آمد. با تکرار شبیهسازیها در سرعتهای مختلف در محدوده m/s 1200-200 برای هر دو جنس حد بالستیک آنها محاسبه شد و حد بالستیک برای هارداکس 500 برابر با m/s 1200 و برای هارداکس 450 حدود m/s 900 بدست آمد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1305_23f3535108c8081e713d961ae66fb72b.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Investigation of instability and vibration behavior of microbeam-gyroscope with considering distribution of proof massبررسی ناپایداری و رفتار ارتعاشی میکروتیرژیروسکوپی با در نظر گرفتن گستردگی جرم گواه93106130610.22044/jsfm.2018.5525.2356FAمهدی مجاهدیاستادیار، گروه دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگانرسول بینافارغ التحصیل کارشناسی ارشد، گروه دانشکده مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی گلپایگانJournal Article20170315In this research, vibration behavior of a microgyroscope including beam structure is investigated. microgyroscope consists of a microcantilever beam and distributed proof mass that is actuated by electrostatic force. A developed model and formulation based on the distributed assumption for proof mass are presented to investigate the instability and vibration behavior of beam microgyroscope. Considering distributed assumption for proof mass, electrostatic force changes from concentrated force to distributed force and produces a moment that is effective on the mechanical behavior of the gyroscope.The equations of motion are reduced by Galerkin’s method and solved via numerical and analytical techniques. An important nondimensional parameter named as nondimensional length parameter is presented which it is the ratio of the proof mass length to beam length. Effects of the nondimensional length parameter on the static, dynamic, vibration behaviors and natural frequency of the microsyetem are investigated. Results show that by increasing the nondimensional parameter, the differences between the results of concentration and distribution hypothesizes for proof mass increase.در پژوهش حاضر رفتار ارتعاشی میکروتیر ژیروسکوپی با ساختار تیر بررسی می گردد. میکروژیروسکوپ دارای یک تیر یکسرگیردار و یک جرم گواه گسترده ای است که توسط میدان الکتریکی تحریک می گردد. بر مبنای گستردگی جرم گواه یک مدل و فرمولاسیون توسعه یافته برای بررسی ناپایداری و رفتار ارتعاشی میکروژیروسکوپ ارائه می گردد. با در نظر گرفتن جرم گواه به صورت گسترده، توزیع نیروهای الکترو استاتیک از حالت متمرکز به گسترده تغییر یافته و گشتاورهای ناشی از آن نیز در رفتار ژیروسکوپ تاثیر گذار خواهد بود. معادلات حاصل با کمک روش گالرکین کاهش مرتبه یافته و از طریق روش های تحلیلی و عددی حل می گردند. پارامتر بی بعد مهمی تحت عنوان پارامتر بی بعد طول، در این پژوهش معرفی می گردد. این پارامتر عبارت از طول جرم گواه گسترده نسبت به طول میکرو تیر است. اثر این پارامتر در رفتار استاتیکی، دینامیکی، ارتعاشی و فرکانس های طبیعی سیستم بررسی می شود. در طول محاسبات و نتیجه گیری مشخص خواهد شد که با افزایش این پارامتر بی-بعد، اختلاف در نتایج حاصل از فرض متمرکز به گسترده بیشتر خواهد شد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1306_12b8d86ecc4b01ca396510572d39f6dd.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Experimental Analysis the Effect of Lubricant and Ultrasonic Excitation of Hemispherical-head Tool on the Vertical Component of Forming Force in SPIFمطالعه و تحلیل تجربی تأثیر روانکار و تحریک اولتراسونیک ابزار سَرنیمکروی بر مولفه عمودی نیروی شکل دهی در فرآیند SPIF107123130710.22044/jsfm.2018.6832.2583FAعلیرضا وحدتیعضو هیأت علمی، گروه مهندسی مکانیک، واحد نایین، دانشگاه آزاد اسلامی، نایین، ایرانمهدی وحدتیاستادیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود0000-0002-4935-6265Journal Article20180225Aluminum alloys have been widely used in various industries, due to its special characteristics. On the other hand, due to its low formability, the forming of these alloys is difficult at room temperature. Therefore, in order to facilitate the forming, warm forming methods can be used, which will lead to the oxidation of the material. In Single Point Incremental Forming (SPIF), a sheet metal is formed by a progression of localized plastic deformation using a hemispherical-head tool. In this study, by applying ultrasonic vibration to the tool, Ultrasonic Vibration assisted SPIF (UVaSPIF) process was developed that improved the sheet formability at room temperature. In present paper, the effect of ultrasonic vibration and lubricant on behavior of the forming force has been investigated. Consequently, a hemispherical-head tool (D = 20 mm) with natural frequency of 20.4 kHz was designed and manufactured. The occurrence of longitudinal mode and resonance phenomenon has been confirmed by the results of modal analysis and experimental test. Then, Al 1050-O sheet was used as a work material. Experimental results obtained from straight groove test, indicate that in UVaSPIF, imposing of vibration without lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force whereas in SPIF, the lubricant has the greatest impact on reducing the vertical component of the forming force.ورقهای آلیاژی آلومینیم با توجه به دارا بودن ویژگیهای خاص، کاربرد چشمگیری در صنایع گوناگون یافتهاند. از سوی دیگر، به دلیل قابلیت شکلپذیری کم، شکلدهی آنها در دمای اتاق به آسانی صورت نمیپذیرد. از اینرو، برای تسهیل شکلدهی، میتوان از روشهای شکلدهی گرم نیز استفاده نمود که این امر منجر به اکسیداسیون ماده میشود. در فرآیند شکلدهی تدریجی تکنقطهای (SPIF)، ورق فلزی با حرکت موضعی ابزار سَرنیمکروی، شکلدهی میشود. در این پژوهش، با اِعمال ارتعاش اولتراسونیک به ابزار، فرآیند SPIF به کمک ارتعاش اولتراسونیک (UVaSPIF) توسعه داده شد که این امر سبب بهبود قابلیت شکل پذیری ورق در دمای اتاق گردید. در مقاله پیشرو، تأثیر ارتعاش اولتراسونیک و روانکار بر رفتار نیروی شکلدهی مورد بررسی قرار میگیرد. بدین منظور ابزار سَرنیمکروی به قطر 20 میلیمتر و با فرکانس طبیعی 4/20 کیلوهرتز، طراحی و ساخته شد. ظهور مود طولی ارتعاش و وقوع پدیدهی رزونانس در ابزار توسط نتایج حاصل از تحلیل مودال و تست تجربی به تأیید رسید. نتایج تجربی حاصل از آزمون شیار مستقیم بر روی ورق فلزی Al 1050-O نشان داد که در فرآیند UVaSPIF، اِعمال ارتعاش بدون حضور روانکار و در فرآیند SPIF، استفاده از روانکار، بیشترین تأثیر را بر کاهش مولفه عمودی نیروی شکل-دهی دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1307_4b77243d0fbe4f56ab7f233c67a31097.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Computational simulation of airflow in the human trachea-bronchial airwaysشبیه سازی عددی جریان هوا در مجاری نای- برونشی انسان125142130810.22044/jsfm.2018.6289.2485FAیوسف بیناباجیکارشناسی ارشد هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهرانبهمن وحیدیاستادیار مهندسی پزشکی، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران0000-0001-5597-3748Journal Article20171009Investigation of flow patterns and behaviors has become a subject of great interest in recent decades because it is a basis in the recognition of particle movement and deposition in the human respiratory tract and helps in the prediction of the effects of inhaler drugs and pollutants, and respiratory diseases such as cancer. Therefore, in this study, the effects of two boundary conditions: (1) the same flow rate in all outlets and (2) the same static pressure equal to zero in all outlets has been numerically examined in an asymmetrical model of trachea-bronchial tract. Correspondingly, the effects of the inlet flow rate changes on the flow distribution, flow patterns and the reverse flow zones were studied in the range of breathing rates 12 to 48 lit/min for a 3D non-planar model of trachea-bronchial airways consists of 4 generations. The estimation of flow distribution obtained from the second boundary condition was more accurate when compared to the real distribution in the lungs. Using the first boundary condition, the flow distribution did not change when the inlet flow rate was increased. However, for the second boundary condition, little changes revealed. The flow pattern in the lower sections was more complex than the upper sections due to the bifurcations’ curvature that causes the Dean-flow particularly when this curvature is in non-planar to the previous bifurcation. When the second boundary condition was used, the number of generated reverse flow zones was more than the other conditions and increased with increasing the inlet flow rate.شناخت رفتار و الگوی جریان در مجاری تنفسی انسان به علت اینکه اساس شناخت حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی است و کمک به پیشبینی اثر داروهای تنفسی، آلایندهها و بیماریهایی از جمله سرطان میکند، در دهههای اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه اثر دو شرط مرزی: (1) دبی جریان خروجی یکسان در تمامی خروجیها و (2) فشار ایستای برابر با صفر در تمامی خروجیها، و تغییرات دبی ورودی جریان بر روی توزیع دبی جریان، الگوی جریان و نواحی جریان بازگشتی، به صورت پایا در نرخهای تنفسی 12 تا 48 لیتر بر دقیقه، برای مدلی سه بعدی، نامتقارن و شامل 4 نسل از مجاری نای-برونشی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تخمین توزیع دبی جریان در ریه در مقایسه با توزیع واقعی دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 1 به مراتب بهتر از شرط مرزی 2 میباشد. با افزایش دبی ورودی، توزیع دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 تغییر نمیکند ولی در استفاده از شرط مرزی 1 دستخوش تغییرات میشود. الگوی جریان در مقاطع پایینی به علت انحنای مجاری که باعث بهوجود آمدن جریان دین میشود، به مراتب پیچیدهتر از مقاطع بالایی است بهخصوص هنگامی که این انحنا در صفحهای غیر مسطح با مجرای قبلی باشد. نواحی جریان بازگشتی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 بیشتر از دیگر حالتها است و با افزایش دبی ورودی بر تعداد آنها افزایش مییابد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1308_9987157021db2206d5b4317f6b47c8bd.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Numerical study of solid-gas two phase flow in air-side of a compact heat exchanger using Lagrangian approachتحلیل عددی پدیده نشست ذرات گرد و غبار در مبدلهای حرارتی فشرده با استفاده از رویکرد لاگرانژی143159129610.22044/jsfm.2018.5946.2427FAسعید باغدار حسینیدکتری مهندسی مکانیک تبدیل انرژی، دانشگاه شهید بهشتیرامین حقیقی خوشخودانشیار دانشکده مکانیک و انرژی دانشگاه شهید بهشتیسید محمد جوادی مال آباداستادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه مهندسی فناوری های نوین قوچانJournal Article20170627In this paper, the effect of particle size on deposition in a compact heat exchanger was investigated numerically. The effect of flow velocity and particle mass on the deposition was also studied and discussed. Flow simulation was performed using Eulerian approach and particle motions were simulated using Lagrangian approach and discrete particle model (DPM) by ANSYS-FLUENT package. Turbulence was modeled with the k-ωSST model. Five fin channels of a compact heat exchanger were chosen as a 3D computational domain. The air flow was entered with velocity over a range from 1 m/s to 5 m/s and particles having various diameter sizes, were introduced to the computational domain from inlet boundary condition. The results showed that the pressure drop was increased with increase of particle size and particle mass. Besides, deposition ratio was grown with the increase of particle size. The results also demonstrated that most of the particles were settle down on the front of the channels and on the first and the second fins of channels. The effect of simultaneous injection of big and small particles was investigated and the results showed that small particles had more chance to deposit in the presence of the big particles.در این مقاله اثر اندازه ذرات در نشست آنها برروی سطوح مبدل حرارتی فشرده به صورت عددی بررسی شده و تأثیر افزایش جرم ذرات و سرعت جریان بر نشست ذرات مطالعه گردیده است. تحلیل عددی فاز سیال با استفاده از رویکرد اویلری و مدل سازی نشست ذرات با استفاده از رویکرد لاگرانژی و مدل فاز گسسته (DPM) به همراه کدهای عددی تعریف شده در انسیس- فلوئنت انجام شده است. برای شبیهسازی اثرات توربولانسی از مدل SST K-ω استفاده گردیده است. مطالعه برروی هندسه سه بعدی پنج ردیف کانال مبدل حرارتی فشرده انجام شده و جریان هوا با سرعت m/s 5-1 و همچنین ذرات با اندازه های مختلف از محل ورودی هوا، وارد آن شدهاند. نتایج نشان میدهد که افت فشار جریان هوا با افزایش اندازه ذرات و جرم آن ها افزایش یافته است. همچنین نرخ نشست ذرات با افزایش اندازه آنها افزایش یافته و ذرات جامد عمدتاً جلوی کانال و بر روی کنگرههای ردیف اول و دوم کانالهای پره نشست کردهاند. اثر ورود همزمان ذرات ریز و درشت به همراه یکدیگر بررسی شده و مشاهده گردید که احتمال نشست ذرات ریز در حضور ذرات درشتتر، افزایش مییابد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1296_f1e888960d4179f71b29d8056730672e.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Numerical investigation of heat transfer rate around isothermal elliptical cylinder under pulsating flowبررسی عددی نرخ انتقال حرارت اطراف سیلندر بیضوی همدما تحت جریان پالسی161176130910.22044/jsfm.2017.4514.2165FAفاطمه قنبریکارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شیراز، شیرازامیر امیدواراستادیار مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شیراز، شیرازJournal Article20160628In this study, the effects of frequency and dimensionless amplitude of the pulsating flow on the rate of heat transfer around elliptical cylinders with elliptical ratio of e=0.2 and 0.6 under different angles θ=0°, 30°, 60° and 90° and also for elliptical ratio of e=1 (circular cylinder) has been investigated. For this purpose, the flow around a cylinder with elliptical ratio of e=1 under pulsating and unpulsating flow been solved and then the results of elliptical cylinder under different angles of attack and elliptical ratio compared. So, pulsating flow over the cylinder, in the range of pulsating Strouhal number St=(0.1-2) and dimensionless amplitude of pulsating flow A=0.75 in Reynolds number of Re=100 has been studied. In all cases, elliptical cylinder have fixed temperature more than the temperature of the surrounding fluid. The pulsating flow is a factor that can be effective on the rate of heat transfer, according to results presented in this study, pulsating flow over elliptical cylinder, in some cases can increase the heat transfer rate. But in general, changes in the rate of heat transfer depend on the frequency and dimensionless amplitude of pulsating flow.در این پژوهش، اثرات فرکانس و دامنه بیبعد جریان پالسی بر نرخ انتقال حرارت اطراف سیلندر بیضوی با نسبت بیضویت 0.6 و 0.2=e تحت زوایای مختلف ˚90و ˚60، ˚30، ˚0= θ و همچنین برای نسبت بیضویت1=e (سیلندر دایروی) بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا جریان اطراف سیلندر با نسبت بیضویت1=e تحت جریان پالسی و غیرپالسی حل شده و در ادامه با نتایج حاصل از سیلندر بیضوی تحت زوایای حمله و نسبت بیضویت مختلف مقایسه شده است. بنابراین، جریان پالسی عبوری روی سیلندر بیضوی، در محدوده عدد استروهال پالسی (0.1-2)=St و دامنه بیبعد جریان پالسی 0.75=A در عدد رینولدز 100= Re مورد بررسی قرار گرفته است. در تمام حالات، سیلندر بیضوی دمای ثابتی بیشتر از دمای سیال اطراف را دارد. جریان پالسی از عواملی است که میتواند روی نرخ انتقال حرارت مؤثر واقع شود، برطبق نتایج بیان شده در این پژوهش، جریان پالسی برروی سیلندر بیضوی، در مواردی میتواند سبب افزایش نرخ انتقال حرارت شود. اما در صورت کلی، تغییر در مقدار عدد ناسلت در جریان پالسی وابسته به فرکانس و دامنه بیبعد جریان پالسی میباشد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1309_cda2de0a786d654f33ad6a1988f9af99.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Optimal search of heat sources location in conjugate natural convection with surface radiation in a two-dimensional enclosure utilizing particle swarm optimization algorithmبهینهیابی موقعیت منابع حرارتی در جابجایی طبیعی توأم با تابش سطحی در یک محفظه دو بعدی به کمک الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات177191131110.22044/jsfm.2018.6577.2542FAمحمد امین دشتیدانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندعلی صفوی نژاداستادیار ، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجندJournal Article20180102In this paper, the numerical analysis of the conjugate natural convection with surface radiation in a two-dimensional enclosure is carried out in order to search the optimum location of the boundary constant flux heat sources to minimize the temperature of the heat sources surface using the particle swarm algorithm. The air is considered as an incompressible fluid and a transparent media inside the enclosure with a steady and laminar flow regime. The surfaces of the enclosure are also considered to be opaque, diffuse and gray. The governing equations are solved using the stream function and vorticity formulation with the finite difference method. The maximum temperature and the location of heat sources are selected as the objective function and design variables, respectively. The results show that the minimum value of the maximum dimensionless temperature of the heat source decreases with the increase of emissivity or Rayleigh number. By increasing the Rayleigh number, the optimal location of heat sources shifts to the bottom for configurations with one or two heat sources. By increasing the emissivity in each Rayleigh number, the optimal value of the heat sources center location approaches to the center and in the configurations with two and three heat sources is close to each other.در این مقاله، تحلیل عددی انتقال حرارت جابجایی طبیعی توأم با تابش سطحی در یک محفظه دو بعدی، به منظور یافتن موقعیت بهینه منابع حرارتی شارثابت مرزی برای مینیمسازی دمای سطح منابع حرارتی به کمک الگوریتم ازدحام ذرات انجام میشود. هوا به عنوان یک سیال تراکم ناپذیر و محیط درون محفظه شفاف و جریان سیال آرام و پایا در نظر گرفته میشود. سطوح محفظه نیز کدر، پخشی و خاکستری فرض میشود. معادلات حاکم با فرمولبندی تابع جریان و ورتیسیته با روش اختلاف محدود حل میشود. دمای ماکزیمم سطح منابع حرارتی و موقعیت منابع حرارتی به ترتیب به عنوان تابع هدف و متغیرهای طراحی انتخاب میگردد. نتایج نشان میدهد مقدار مینیمم دمای بیبعد ماکزیمم سطح منبع حرارتی با افزایش ضریب صدور یا عدد رایلی، کاهش مییابد. با افزایش عدد رایلی نیز موقعیت بهینه منابع حرارتی برای چیدمان با یک منبع حرارتی و دو منبع حرارتی به سمت کف نزدیک میشود. با افزایش ضریب صدور در هر عدد رایلی نیز موقعیت بهینه مرکز سطح منابع حرارتی به سمت مرکز نزدیک میشود و در چیدمان با دو و سه منبع حرارتی به یکدیگر نزدیک است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1311_eac0843f70bebec37d88358d77c20aaf.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Experimental Investigation of Effects of Split Blended Winglet at Tip Vortex Structure of Micro-Aerial Vehicle with Hot-Wire Anemometryبررسی تجربی اثرات سربالک منحنی دوباله در گردابه های نوک بال ریز پهپاد با جریان سنج سیم داغ193204129810.22044/jsfm.2018.6546.2534FAامیررضا نشاطکارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوارعبدالامیر بک خوشنویسدانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوارمحمد جواد ایزدی یزدیکارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوارJournal Article20171226Winglets are one of the tools used for reducing the effects of the tip vortex. In this research, the effects of installing split blended winglet on Micro-Aerial Vehicle half model in order to the reduction of wing tip vortex were investigated experimentally. The experiments were conducted in an open circuit wind tunnel at velocity 16 m/s and angle of attack 10ᵒ. The Reynolds number of the model was about 3.8×104 based on Mean-Aerodynamic chord. In order to measure the mean velocity and turbulence intensity, the Hot-Wire Anemometry (HWA) has been used. Experimental results in the absence of installing winglet indicated the existence of a vortex structure behind the tip of the wing which is due to the pressure difference created on the upper and lower surfaces of the wing. Turbulence intensity has it highest value in vortex core which is also observed to decrease gradually with downstream distance. The results show that in the presence of winglet, there are two clear vortex structures which one at the winglet/wing junction and the other at the tip of the winglet.سربالکها یکی از ابزارهای مورد استفاده برای کاهش اثرات گردابههای نوک بال میباشند. در این پژوهش، به بررسی تجربی اثرات نصب سربالک منحنی دوباله بر روی یک مدل ریز پهپاد بهمنظور کاهش گردابههای نوک بال پرداخته شده است. آزمایشها در یک تونل باد مدارباز در سرعت 16 متر بر ثانیه و در زاویه حمله 10 درجه انجام شده است. عدد رینولدز بر اساس وتر آئرودینامیکی متوسط بال 38000 میباشد. بهمنظور اندازهگیری سرعت متوسط و شدت اغتشاشها، از دستگاه جریانسنج سیم داغ یکبعدی استفاده شده است. نتایج برای حالت بدون نصب سربالک نشانگر یک ساختار گردابهای شکل در پشت بال است که به دلیل اختلاف فشار ایجاد شده بر روی سطوح بالایی و پایینی بال است. شدت اغتشاشها در مرکز گردابه به بیشینه مقدار خود میرسد که با فاصله گرفتن از مدل این مقدار کاهش می-یابد. نتایج نشان میدهند که در حضور سربالک دو ساختار گردابهای شکل در اطراف بال به وجود میآید که گردابهی بزرگتر در اطراف بالک پایینی و گردابهی کوچکتر در اطراف نوک بالک بالایی تشکیل شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1298_2710173c94802fbbef497069d7f96dde.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Design, fabrication and modeling of a new solar still desalination system and evaluation of its performanceطراحی، ساخت و مدلسازی یک آبشیرینکن حوضچهای خورشیدی جدید و بررسی عملکرد آن205220129510.22044/jsfm.2018.5319.2392FAحسین امیریاستادیار، پژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایرانمرضیه لطفیدانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفتهمحمد امینیاستادیار، پژوهشکده مواد و انرژی، کرج، ایرانبهزاد جعفربگلودانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایرانJournal Article20170429In this study, a new solar water desalination system is designed and fabricated. In this system, solar energy intensity has been concentrated by means of parabolic trough collector, which reflects the sunrays to its focal line, where the still is located. Performance of the desalination system was studied in real conditions. The effect of adding steel sponge to the water inside the still and the use of a canopy on the condenser fins has been studied. Results show that the performance of the desalination system increase by 17.7% and 6.3% by using steel sponge and canopy, respectively. In order to investigate the effect of various factors on the performance of the present desalination system, a thermal model is developed based on the conservation of energy. The governing equations are implemented and solved numerically in MATLAB software. Then results of this modeling, including water temperature, adsorbent plate temperature and rate of fresh water production were compared with empirical data and a good agreement between them was observed. Average relative error between experimental and thermal model results for all variables was less than 6 percent. Finally, the model is used to study the behavior of the machine in different seasons.در این تحقیق یک آبشیرینکن جدید با عنوان آبشیرینکن حوضچه خورشیدی با متمرکز کننده سهموی خطی طراحی و ساختهشده است. این آبشیرینکن از یک کلکتور سهموی خطی که تابش را به زیر (کف) حوضچه خورشیدی متمرکز میکند و یک حوضچه خورشیدی که در خط تمرکز کلکتور قرارگرفته، تشکیلشده است. عملکرد آبشیرینکن در شرایط واقعی موردبررسی قرارگرفته و اثر اضافه کردن سیمهای استیل (اسفنجهای سیمی) به آب درون حوضچه و استفاده از سایبان بر روی فینهای کندانسور بر عملکرد دستگاه مورد آزمایش قرارگرفته است. نتایج بهدستآمده نشان داد که استفاده از سیمهای استیل و سایبان باعث بهبود عملکرد دستگاه به ترتیب به میزان 7/17 درصد و 3/6 درصد میشود. بهمنظور تخمین کارایی آبشیرینکن در شرایط مختلف، یک مدل حرارتی برای آبشیرینکن توسعه دادهشده و معادلات حاکم در نرمافزار متلب پیادهسازی و حلشدهاند. با استفاده از این مدل تغییرات دمای آب، دمای صفحه جاذب و میزان آب تولیدی در طول روز تخمین زدهشده و با دادههای تجربی آبشیرینکن مقایسه شده است. نتایج نشان میدهند که همخوانی خوبی بین نتایج تجربی و نتایج مدل حرارتی وجود دارد (متوسط خطا در تخمین همه متغیرها کمتر از 6). نهایتاً با استفاده از این مدل رفتار دستگاه در روزهای منتخب فصول مختلف مورد ارزیابی قرارگرفته است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1295_f2a25fa7de4912181ef3519a812169b7.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Study of the effect of nano-fluid in the diesel-cooled diesel engine oil coolerمطالعه اثر نانو سیال در تبادلگر حرارتی خنک کاری روغن موتور دیزل دریایی221233129710.22044/jsfm.2018.6534.2531FAسجاد براتی بنیمربی ، پژوهشگران جوان و باشگاه نخبگان، شعبه شهر کرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایرانایمان پیشکارمربی، گروه مکانیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایرانمحمدرضا سلیم پوراستاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایرانJournal Article20171229In the present study, three different fluids with different volumes of nano materials(Al2O3) in the Reynolds range of 3 to 48 thousand were investigated for the purpose of evaluating the effect of using nanofluid in heat exchangers. The converter in the submarine engine come to use of as a motor oil cooler. The results show that the addition of nanoparticles to the base fluid in the lower reynolds results in a higher performance factor in the exchanger. By increasing the volumetric percentage of nanoparticles, the converter's performance factor decreases. Optimum mode and maximum heat exchanger performance, in all volumetric percentages, occurs in Reynolds 20,000 for water and 12,000 for ethylene glycol. In other words, the choice of base fluid with a higher performance factor depends on the Reynolds number range. Also, this study examined sea water as a cooling fluid available to the marine diesel engine.<br /> Keywords: Nano fluid, Heat exchanger, Volume percentage, Reynolds numberدر پژوهش حاضر به منظور بررسی ثمر بخشی استفاده از نانو سیال در تبادلگرهای حرارتی خنک کن روغن موتور دیزل دریایی، سه سیال متفاوت با درصد حجمیهای متفاوتی از مواد نانو (Al2O3) در بازه رینولدزی 3 تا 48 هزار مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که در تبادلگرهای حرارتی پوسته و لوله شرط مرزی حاکم در سطح تبادل حرارت، متفاوت از شرط های مرزی مرسوم و معروف دما ثابت یا شار ثابت در دیواره است، به حل همزمان جریان گرم و سرد درون تبادلگر پرداخته شد. تکفاز بودن نانو سیال، از جمله فرضیات بکار گرفته شده است. نتایج نشان میدهد اضافه کردن نانوذرات به سیال پایه در رینولدزهای پایین باعث ضریب عملکرد بالاتری در تبادلگر میشود. با افزایش درصد حجمی نانوذرات ضریب عملکرد مبدل کاهش پیدا میکند و حالت بهینه و ماکزیمم عملکرد مبدل حرارتی در درصد های حجمی مورد بررسی در رینولدز 20000 برای آب و 12000 برای اتیلن گلایکول اتفاق میافتد. به عبارت دیگر انتخاب سیال پایه با ضریب عملکرد بالاتر بسته به محدوده عدد رینولدز دارد. همچنین در این پژوهش به بررسی آب دریا به عنوان یه سیال خنک کننده در دسترس موتور دیزل دریایی پرداخته شد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1297_a9c9dac9403b746539607bcf01ba9a27.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Simulation and performance investigation of a typical guidance system with suitable modeling of the guidance system elements and its sensitivity with respect to aerodynamic coefficientsشبیه سازی و بررسی عملکرد یک سیستم هدایت نوعی با مدل سازی مناسب اجزای آن و تعیین حساسیت سیستم هدایت به ضرایب آیرودینامیکی235249129410.22044/jsfm.2018.5137.2280FAولی اله غفاریاستادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه خلیج فارسحسن محمد خانیاستادیار، گروه مهندسی هوا و فضا، دانشگاه امام حسین (ع)کاظم حیدریدانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت مدرسJournal Article20161209The Guidance commands are mostly generated by determining the line of sight (LOS) angle. Among the existed guidance laws, proportional navigation (PN) is the most widely used algorithm. In this way, the differentiation of LOS angle is needed. Then the LOS rate are usually found by numerical differentiation of the LOS angle. The LOS rate can be directly measured by an embedded internal seeker which it would be a differential free technique. Nowadays, in practical, guidance algorithms equipped with a seeker have been interested. Such a guidance loop includes some subsystems like vehicle dynamics, the type of flight path and also navigation sensors which each subsystems may have some parameters like aerodynamic coefficients. Therefore the guidance system performance would be affected by changing in these parameters. In this paper, in a typical vehicle equipped with a seeker, the guidance system efficiency are numerically investigated in terms of the aerodynamic coefficients change.در امر هدایت اجسام، بیشتر فرمان هدایت با محاسبه زاویه خط دید، تولید می گردد. از بین الگوریتم های هدایت مبتنی بر خط دید، قانون هدایت تناسبی PN دارای کاربردهای فراوانی می باشد. در این قانون هدایت، نیاز به داشتن مشتق زاویه خط دید می باشد. در بین مطالعات موجود، زاویه خط دید با اندازه گیری زاویه های جسم و هدف تعیین شده و از آن مشتق عددی گرفته می شود. تغییرات زاویه خط دید بین وسیله و هدف، می تواند مستقیما توسط یک سیکر (بدون مشتق گیری) اندازه گیری گردد. چنین سیستم هدایتی یک سیستم هدایت مبتنی بر سیکر بوده که شامل زیر سیستم های سیکر، دینامیک وسیله، نوع مسیر پروازی و سنسورهای ناوبری میباشد. بدیهی است که هر کدام از زیرسیستم ها، وابسته به تعدادی پارامتر میباشد. در این مقاله با انجام شبیه سازی عددی، عملکرد یک حلقه هدایت مبتنی بر سیکر بر حسب ضرایب آیرودینامیکی آن حلقه بررسی می گردد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1294_73a012115cd75538a35bcb263db9a85c.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-94758220180622Numerical simulation of two-phase flow and study of behavior of aerosols and dust particles under different weather conditions and sedimentation process of dustsشبیهسازی عددی جریان دو فازی ذرات معلق در هوا و مطالعه پیرامون رفتار ذرات گردوغبار تحت شرایط مختلف جوی و فرآیند رسوب ذرات گرد و غبار251264129310.22044/jsfm.2018.4651.2200FAمحمد مهدی هاشمی پرپنچیدانش آموخته کارشناسیارشد مهندسی عمران، بخش مهندسی عمران، دانشگاه قممحمد کاظم مؤیدی مؤیدیاستادیار، آزمایشگاه پژوهشی دینامیک سیالات محاسباتی، بخش مهندسی مکانیک، دانشگاه قم0000-0003-4016-1557احسان جباریاستادیار، بخش مهندسی عمران، دانشگاه قمJournal Article20160822Today, dust, biological and technical implications of them has become a problem in which researchers and industrialists have been involved. In the present study, expressed an overview of the status of dust and environmental problems in the country and described how to model the motion of dust in the range of Qom University using computational fluid dynamics tools. Then it is said how are atmospheric conditions effect and the deposition of these particles on the part of the University of Qom numerically. The results showed that the building architecture has a significant effect on the distribution of dust concentration around the building. Then, the effects of wind direction are also studied. The trapped dust particles will be minimized for a specific angle between the wind and building directions. The effects of temperature gradient (daily and seasonal) on dust concentration are also studied and then the effects of various temperatures on the dust emission studied. It has been observed that considering the temperature variation in computational model leads to reduction of concentration of dust particles up to %90. Finally, accumulation of settled particles on the ground level was considered. The results proved the considerable influence of wind direction on accumulation of settled particles in the central yard of the building.ریزگردها و پیامدهای زیستی و فنی آنها امروزه تبدیل به مسئلهای شده که حتی ذهن پژوهشگران و صنعتگران را نیزدرگیر نموده و هر یک از آنها جنبهای را بررسی نمودهاند. در پژوهش حاضر ابتدا مروری اجمالی از وضعیت ریزگردها و معضلات زیست محیطی آنها در کشور بیان شده و نحوۀ مدلسازی حرکت ریزگردها در محدودۀ دانشگاه قم با استفاده از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی تشریح گردیده است. سپس به نحوۀ تاثیر شرایط جوی و رسوب این ذرات در بخشی از دانشگاه قم و به صورت عددی پرداخته میشود. نتایج نشان داد که معماری ساختمان اثر قابل توجهی در توزیع ریزگردها در اطراف ساختمان دارد. سپس اثر جهت وزش باد بر توزیع ریزگردها بررسی شد. در حالت قرارگیری ساختمان بهصورتی که نیروی وارد بر آن کمینه باشد، میزان حبس ذرههای ریزگرد کاهش چشمگیری یافت. سپس اثر دما بر روی پراکنش ریزگردها مورد بررسی قرار گرفت و تاثیر فصول مختلف بر پراکندگی ریزگردها بررسی شد. در محوطۀ مرکزی ساختمان در نظر گرفتن دما غلظت ذرههای گردوغبار را تا نود درصد کاهش داده است. در بخش آخر تجمع ذرهها در سطح زمین بررسی شد. نتایج حاکی از تاثیر پذیری انباشت ذرههای گردوغبار از جهت باد در محوطۀ مرکزی ساختمان مورد مطالعه بود.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1293_a975bfa9574f54a45c719ead3a22193d.pdf