دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Dynamic Response of a Double Beam Interconnected by a Viscoelastic Layer Due to a Moving Vehicle with a Constant Acceleration پاسخ دینامیکی تیر دوبل با لایه‌ی میانی ویسکوالاستیک تحت عبور خودرو با شتاب ثابت 1 13 1466 10.22044/jsfm.2019.6192.2482 FA روح الله طالبی توتی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران کمال الدین ناصری نژاد کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران Journal Article 2017 10 01 Forced vibration of a double-beam interconnected by a viscoelastic layer is investigated under two constant acceleration moving loads. These forces are standing for a vehicle rear and front axis loads; hence their values depend on the vehicle acceleration. The Euler-Bernoulli equations and Winkler model are used for the beams and the viscoelastic layer, respectively. With deriving the equations, the modal expansion and modes orthogonality are used to obtain the dynamic response of the beam. Middle point deflections of both beams are presented considering various accelerations, damping ratios and stiffness values of viscoelastic layer. The present work is validated with the results of other authors. It is observed that the damping ratio has not a considerable effect on middle point deflection of the upper beam, whereas it has a significant effect on that of the lower one. Meanwhile, increasing the stiffness leads into decreasing the effect of damping ratio in middle point of the double-beam, decreasing the deflection of the upper beam and increasing that of the lower beam. Increasing the acceleration has not any considerable effects on the general trends. In higher accelerations, increasing the stiffness will decrease the effect of damping ratio with a lower intensity. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1466_96d8f6436c968425004aa8d2bea905d7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Theoretically and Parametrically Investigation on Operation of Variable Diameter Impact Damper in Free Vibrations of a 1-DOF System بررسی تئوری و پارامتریک عملکرد میراگر ضربه‌ای قطر متغیر در ارتعاشات آزاد سیستم یک درجه آزادی 15 26 1467 10.22044/jsfm.2019.7196.2656 FA حسین صفایی فر دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد انوشیروان فرشیدیانفر استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 2018 06 23 Linear particle chain impact damper (LPCID) is a kind of impact dampers that the impact masses are placed in a chain along the straight line. This damper is one of a kind of multi-mass impact damper whose performance is superior to single-mass impact dampers. Researches on the performance of the linear-particle chain impact damper have been numerically and laboratorial conducted so far. In addition, no research has ever been done on the type of mass layout at this demurrage. In this paper, an analytical analysis of the performance of the rigid LPCID in free vibrations of a 1-DOF system is carried out parametrically. In this regard, the effect of parameters such as mass number, mass ratio, distance gap, restitution coefficient and type of mass layout on the damper function have been investigated. In order to investigate the effect of mass layout, two types Impact Damper, three-mass and five-mass, are considered. The layouts are uniform, eight, linear, and diamond. After review, it has been determined that the efficiency of diamond layout is better than other layouts. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1467_03d74ed465718533c9126f757f0ecbba.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Dynamic Analysis of Autofrettage under Transient Loading in FG Thick-Walled Cylinder with Work Hardening Behavior Using Numerical Method تحلیل دینامیکی اتوفریتاژ تحت بارگذاری گذرا در استوانه جدار ضخیم از مواد مدرج تابعی با در نظر گرفتن رفتار کار سختی به روش عددی 27 43 1468 10.22044/jsfm.2019.7301.2677 FA سید حسین رضی موسوی دکترا ، دانشکده مهندسی مکانیک، ‌دانشگاه شیراز، شیراز، ایران مجتبی محزون استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، ‌دانشگاه شیراز، شیراز، ایران محمد حسن کدیور استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، ‌دانشگاه شیراز، شیراز، ایران حسین محمدی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، ‌دانشگاه شیراز، شیراز، ایران Journal Article 2018 07 25 In the present article, a numerical procedure is developed for dynamic analysis of residual stress in the process of autofrettage under working pressure. The governing dynamical equations are discretized using finite difference method. Toward This end, differential equations are integrated and by employing divergence theorem surface integrals are converted to boundary integrals. Finally, the C/C++ numerical programming is prepared using the explicit Lagrangian formalism. The effect of transient loading and geometry is investigated in the process of autofrettage on functionally graded cylinders considering elasto-plastic stress wave propagation. The residual stress resulting from internal pressure changes structural load bearing capacity of the cylinder. For functionally graded materials whose material properties change continuously, dynamical analysis yield results which are entirely different as compared with their static counterparts due to the change in wave length and acoustic impedance. In the static analysis the dimensionless forms of equations can be developed from the onset, while in the dynamic analysis the physical dimensions gain importance due to inherent properties of the stress waves. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1468_6f4d949a5fe566a638f4a5efc0bdb097.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Investigation of the process parameter effects on the hole geometry characteristics in laser drilling of Hastelloy X superalloy بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند سوراخکاری لیزر سوپرآلیاژ Hastelloy X روی مشخصه‌های هندسی سوراخ 45 54 1469 10.22044/jsfm.2019.7393.2697 FA علی خرم دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران محمدرضا رزازان دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنایع و معادن ایران، تهران، ایران عبدالحسین جلالی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article 2018 08 24 In recent years, laser drilling is used as a new process for micro drilling with high precision, less time and high aspect ratio in various industries, particularly in the aerospace industry. To improve the quality of drilling process, identification of the process parameters and investigation of their influence on the output characteristics are necessary. In present study, laser percussion drilling process was performed on Hastelloy X nickel-based superalloy and the effect of process parameters including laser frequency, pulse width and laser beam keeping time was investigated on the hole geometry characteristics (hole entrance and exit diameter, hole entrance and exit circularity and hole taper). The results indicate that by increasing the laser frequency, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity and hole taper decrease. By increasing the pulse width, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity decreases. Also, with increasing the pulse width, hole taper decreases. When the laser beam keeping time increases, hole entrance and exit diameter increases but hole entrance and exit circularity and hole taper decrease. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1469_dc1c94a9533f058dadc874c1697524dc.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Improve the Crashworthiness Properties of AA7075 Tube under Axial Impact Loading by Geometrical Change بهبود عملکرد ضربه‌پذیری لوله آلومینیومی AA7075 تحت بارگذاری ضربه‌ای با تغییر در هندسه 55 69 1471 10.22044/jsfm.2019.7456.2715 FA مسعود افروشه دانشجوی دکتری دانشکده‌ی مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، ایران، تهران جواد مرزبان راد دانشیار دانشکده‌ی مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، ایران، تهران Journal Article 2018 09 15 Thin-walled sections absorb impact energy very efficiently that were considered in the studies in different shapes such as square profiles and cylindrical tubes by various methods as axial collapse or oblique loading. These structures are used in a variety of industries, such as aerospace, railways and road transport, especially to reduce road accident injuries in vehicles. To improve the crashworthiness properties of the structures, the peak load of the absorbers that ultimately shocks the occupant is also of importance. In this study, the cylindrical tubes of ultra-light aluminum alloys AA7075 that have a high-energy absorbing property were used for empirical tests. By considering the relationships of plastic hinge formation in thin-walled sections, a new geometry has been proposed that combined the axial and oblique loadings, then the peak load was controlled completely. By changing the end-cap of the tubes to the nozzled shape, after conducting empirical tests and validation of the finite element simulation results, according to analytical relation, the effect of this change was 30% reduction of initial peak load. Also, the effect of the geometry parameters has been studied. In this regard, to control the initial peak load, acceptable results are obtained. By changing the arc height by double and half, the peak load increased by 15% and decreased by 20%, respectively. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1471_c833ef7fdf5f74dc702747951893a3b0.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Plastic deformation of polymeric-coated aluminum plates subjected to gas mixture detonation loading: Part I: Experimental studies تغییرشکل پلاستیک ورق‌های آلومینیومی با روکش پلیمری تحت بارگذاری انفجار مخلوط گازها: بخش اول: مطالعات تجربی 71 83 1472 10.22044/jsfm.2019.7815.2777 FA توحید میرزابابای مستوفی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، ایوان کی، دانشگاه ایوان کی، گرمسار، ایران هاشم بابایی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Journal Article 2018 12 11 In this study, a novel processing technique, namely gas mixture detonation method, was used for large plastic deformation of thin rectangular aluminum plates reinforced by polymeric coating. Based on this new idea, a series of experimental tests were conducted on plastic behavior of metal-elastomer bilayer structures with the aim of increasing the threshold of the impulsive load. In these structures, polyurea coating with different thicknesses of 3 mm and 4 mm was used as a reinforcing layer for aluminum plates. In this series of experiments, the effects of the back and front layer thicknesses on the behavior of the structure subjected to five different impulsive loads have been studied. The experimental results indicated that addition of polymeric coating with thicknesses of 3 mm and 4 mm to the 2 mm thick aluminum sheet led to a decrease in the permanent deflections of structure by 12.7% and 21.1% at impulse of 19.1 N·s, 22.2% and 30.9% at impulse of 28.1 N·s, and eventually, 23.3% and 31.3% at impulse of 32.3 N·s, respectively. For 1 mm thick aluminum sheet, using polymeric coating of 3 and 4 mm led to increase of the threshold of the impulsive load 2.1 and 2.4 times, respectively. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1472_8e3dda1c4285fbe564dc8300ac75ec7a.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Modal Analysis of a Vertical Rectangular Plate Semi-Submerged in Water with Different Boundary Conditions آنالیز مودال صفحه مستطیلی قائم نیمه‌مغروق در آب با شرایط تکیه‌گاهی مختلف 85 96 1473 10.22044/jsfm.2019.7409.2705 FA امیر ناصرالاسلامی کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین(ع) محمود سالاری دانشیار، دانشگاه جامع امام حسین(ع) Journal Article 2018 09 02 The structure of marine vessels is usually being subjected to the dynamic loading conditions of sea-surface waves. The dynamics and vibrational characteristics of such structures is expected to be affected by sea environmental loadings. In this paper, a rectangular plate, that was immersed with water at different immersion depths and different boundary conditions was numerically analyzed by the Abaqus software, and the results have been presented and discussed in details. For validation the numerical method, the effects of immersion depth on the natural frequency of circular plate, which is parallel to the free surface of water, have been investigated experimentally and numerically. By evaluating 81 extracted vibrational modes, it became clear that a natural drop in natural frequencies begins with a rise in the fluid's height from a specific position, which is directly related to the type of boundary conditions. In the modal analysis of structures, it can be admitted that the major decreasing frequency due to increased mass is caused by one-way contact of the fluid and the structure and then, if the other side of the structure is in contact with the fluid, it will have a very small effect on the natural frequency reduction, which is clearly apparent in this study. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1473_2b61ec66e8249bc65e235784b3889bfc.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Stress analysis of circular plates with variable thickness as transverse asymmetric تحلیل تنش ورق‌های دایره‌ای با تغییرات ضخامت بصورت نامتقارن عرضی 97 109 1474 10.22044/jsfm.2019.7670.2751 FA محمد ملاعلی پور استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه مازندران، بابلسر محمد شرعیات استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران Journal Article 2018 11 09 In this study, stress analysis of circular plate with variable thickness with clamped and simply-supported edge are presented. In the most previous research on the variable thickness plates, midplane symmetric plates were analyzed but as a first time in this study, by using two independent functions for top and bottom surfaces, transverse asymmetric plates can be analyzed. By using the combination of first order shear deformation plate theory and 3D elasticity method the shear and normal stress components such as transverse shear and normal stresses are extracted. For examination of the accuracy of the obtained results based on the presented analysis, the obtained results are compared with those obtained by 3D elasticity of ABAQUS software based on the finite element method. The comparisons show that the presented solution has very good accuracy and presented procedure for stress analysis of circular plates are very effective. Based on the presented procedure in this is study, 3D figures of stresses in the radial and thickness directions can be easily extracted and the stress components can be investigated more effectively. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1474_637a23dadb0d4628007f350c56f9d8d0.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Noise Removal from the Vibration Signals of the Rotating Machinery Using the Empirical Wavelet Transform and the Conventional Thresholding Methods حذف نویز از سیگنال‌های ارتعاشی ماشین‌های دوّار به کمک تبدیل موجک تجربی و روش‌های رایج آستانه‌گذاری 111 124 1475 10.22044/jsfm.2019.7687.2755 FA سعید نظامیوند چگینی دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه دینامیک، کنترل و ارتعاشات، دانشگاه گیلان، رشت فاطمه ظریف دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، مهندسی مکاترونیک، موسسه آموزش عالی احرار، رشت احمد باقری استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه دینامیک، کنترل و ارتعاشات، دانشگاه گیلان، رشت مجید علی طاولی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، گروه طراحی جامدات، دانشگاه گیلان، رشت Journal Article 2018 11 13 In this paper, a new method is presented for removing the noise from the vibration signals of the rotating machinery based on the empirical wavelet transform (EWT) and the soft thresholding function. The EWT is a new signal processing method that decomposes each signal into its constituent components based on its frequency information. After decomposing each signal, the soft thresholding method is performed to empirical modes and the denoised signal is reconstructed. For evaluating the proposed denoising approach, this technique is used for detecting the bearing fault. For this purpose, the kurtosis factor and the envelope spectrum of each denoised signal are calculated for detecting the presence of fault and diagnosing the fault type, respectively. The results illustrate that the proposed technique increases the quality of the vibration signals so that the obtained kurtosis value is more sensitive to the presence of fault in the inner ring and the outer ring. On the other hand, the type of fault is diagnosed by observing the appeared frequencies in the envelope spectrum of signals denoised with EWT. The results show that the EWT-based denoising approach is superior to the empirical mode decomposition-based denoising method in the rotating machinery fault diagnosis procedure. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1475_cf880efaccc56aa8eada437aae05c1b7.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Investigation of Shear Strength of the Bonding Region for Dissimilar Aluminum Alloy Sheets in Friction Stir Spot Welding Process بررسی استحکام برشی ناحیه اتصال ورق‌های ناهمنام آلیاژهای آلومینیوم در فرآیند‌ جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه‌ای 125 138 1476 10.22044/jsfm.2019.7440.2706 FA محمد کاظمی نصرآبادی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری کاظم صادقپور کارشناسی ارشد هوافضا، دانشگاه علوم و فنون شهید ستاری، تهران Journal Article 2018 09 07 Compared to the resistance spot welding (RSW) process, Friction stir spot welding (FSSW) is an ideal process for aluminum alloys. In this study, the effect of welding parameter such as tool penetration depth, tool rotational speed, tool penetration speed and the arrangement of aluminum alloy sheets of 7075-T6 and 2024-T3 on the shear strength of the joining zone in the friction stir spot welding process have been investigated. By properly choosing these parameters, the optimum shear strength of the joint can be attainable. The result of the shear test showed that the increase of tool rotational speed from 800 up to 1250 rpm caused the increase of shear force, However further increase up to at 1600 and 2000 rpm resulted in the decrease of the shear force. By increasing in tool penetration depth, shear force increases. If the alloy Al2024 -T3 is selected to be the upper plate, the connection will have better shear strength. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1476_6d6c63e5f2a3badec8b6cd9fd34767e1.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Numerical and Experimental Investigation of Entropy Generation in a Supersonic Air Intake at Design Mach number مطالعه‌ی عددی و تجربی تولید آنتروپی در یک ورودی هوای فراصوتی در عدد ماخ طراحی 139 152 1477 10.22044/jsfm.2019.7422.2702 FA سید رضا معادی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد حسین سبزعلی کارشناس ارشد، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد جواد سپاهی یونسی استادیار، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد Journal Article 2018 08 30 The flow quality inside a supersonic axisymmetric mixed compression air intake designed for the freestream Mach number of 2.0 has been investigated experimentally and numerically in this study. The numerical study was used to analyze the shock configurations inside the intake. The flow in a supersonic intake is always irreversible due to the shock waves and boundary layers. A useful tool for studing flow quality entering the engine is the investigation of entropy generation due to various factors. In this study, the accuracy of the numerical results is evaluated by the experimental data at first and then the entropy generation inside intake is studied for different back pressures. Results indicated that reduction of the pseudo-shock length results in the significant decrease of entropy generation. Furthermore, role of the pressure fluctuations in the entropy generation was examined and it is observed that pressure fluctuations could have a significant effect on the irreversibility of the flow. According to the results, by increasing the exit blockage ratio from 55% to 62.5%, the rate of entropy generation will be reduced by 33% due to the reduction of peuso-shock length, reduction in the flow separation at the end of diffuser and reduction of pressure fluctuations. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1477_e0a950efefe9ecf01d8e02fb9afc5df8.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Investigations of Transient Thermal Response of Pulse Detonation Engine Tube under Sequential Operation بررسی پاسخ گذرای حرارتی لوله موتور پالس دتونیشن تحت کارکرد متوالی 153 171 1479 10.22044/jsfm.2019.7716.2761 FA محمد جواد ترکمان اسدی دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران مجید میرزایی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Journal Article 2018 11 21 The practical and prolonged implementation of pulse detonation engines implies the control of temperature in detonation tubes. The nature of the detonation itself, plus the rapid repetition of different processes within the working cycle, are accompanied by variations of speed, temperature and pressure and create a heating environment which is different from conventional engines and difficult to specify and control. In this paper the various processes of the working cycle are studied and a template is proposed for the loading and thermal boundary conditions. In continuation, the analytical and thermal models have been developed based on the described assumptions and the thermal responses have been obtained for sequential loadings. The severe thermal gradients in the tube wall and the short duration of each detonation can cause high sensitivity of the response to solution parameters and affect the solution convergence. The validation and verification of the results have been carried out through comparisons of the analytical and numerical results with the experimental results reported in the literature. The obtained results not only provide the thermal condition for control design, but also give the required data for other related aspects of pulse detonation engine, like thermoelastic and thermal fatigue analyses. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1479_4832c7682a279016c3c8cf20fec4cd80.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Study and Investigation of Secondary Sedimentation Tank Equipped with Lamella using Discrete Phase Model (DPM) مطالعه و بررسی تانک‌‌ته‌نشینی ثانویه مجهز به لاملا با استفاده از مدل فاز گسسته (DPM) 173 186 1480 10.22044/jsfm.2019.7809.2776 FA صابر دلدار کارشناسی ارشد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران علی جعفریان دانشیار، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران امید مهدوی کشاور کارشناسی ارشد، گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Journal Article 2018 12 10 Water softening and preventing of scaling in evaporators are very important in industrial water treatment processes. Lamella clarifiers improve the treatment process and decrease its related costs. In the present study, by using a CFD approach, the flow inside the sedimentation tank equipped with lamella has been studied. By using the Discrete Phase Model (DPM) and due to the two-way coupling between the main phase (fluid) and the discrete phase (particles), the particles motion has been traced. The turbulence model k-ε RNG is used to simulate the flow inside the sedimentation tank. The influence of employing lamella plates and their inclination angle as well as size of particles have been conducted. Results showed that using lamella inside the tank, by tuning the rising velocity of water, turbulent flow energy, and reduction of the rotational area volume, leads to increase of the tank particle removal efficiency by 6.47 percent. In addition, the presence of lamella causes a stability in the removal efficiency of sedimentation tank at different flow rates. A parametric study with the aim of investigating the effect of different angles of lamella on the tank efficiency shows that changing the angles of the plates from 60 to 45 degrees increases the efficiency by 14.66 percent. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1480_b1fb67991cff0fb544d7afdd50368d24.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Numerical Simulation of Mixing Two Fluids of Different Viscosities in a Micromixer at Different Aspect Ratios of Stirrer by LBM بررسی عددی اختلاط دو سیال با لزجت متفاوت در یک میکرو کانال در نسبت‌های منظری مختلف پره به روش شبکه بولتزمن 187 202 1481 10.22044/jsfm.2019.7770.2774 FA رضا کاوه دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران محمد سفید دانشیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران محسن مظفری شمسی استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه میبد، میبد، ایران Journal Article 2018 12 01 In the present study, mixing of two fluids of different viscosities in a micromixer with oscillating stirrer was simulated by MRT-LBM and the effect of aspect ratio (AR) of stirrer on mixing efficiency was analyzed. The simulation was performed at Re=50, Sc=10. The results showed that at low values of amplitude (K), at low values of Strouhal number (St), increase of AR causes increase in mixing efficiency and at other values of St it decreases and then increases. At intermediate values of K, at low and intermediate St, mixing efficiency decreases with the increase of AR and at high values of St, it first decreases and then increases. At high values of K, at low and high St, increasing AR causes no improvement in mixing efficiency and at intermediate values of St, mixing efficiency decreases and then increases. In this research, the best mixing efficiency for viscosity logarithmic ratio (R) =2 is at AR=0.7, St=1, K=0.5.<br /> The effect of AR and St on mixing efficiency at different R was analyzed and results revealed that for two fluids of different viscosities, at very low values of St, mixing efficiency increases with the increase of R and at others decreases considerably. In general, for two fluids of different viscosities, stirrer with low values of AR has better mixing efficiency. 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.<br /> 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1481_7d0fd12670674ea2e2ac6d13d1292bd9.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Simulation of Two-Phase Oil and Air Flow of the Lower Bearing of Shahid Abbaspour Dam Power Plant Generator شبیه‌سازی جریان دوفاز روغن و هوا در یاتاقان پایینی ژنراتور نیروگاه سد شهید عباسپور 203 216 1482 10.22044/jsfm.2019.7906.2796 FA سارا طاهری پور دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران محمدرضا صفاریان استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران علیرضا دنه دزفولی استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران Journal Article 2018 12 26 Two-phase flow of oil and air in the journal bearing of Shahid Abbaspour dam power plant is simulated. The problem is considered as unsteady and it is investigated at different times from the generator starts up. The geometry is 3D and the flow is laminar. This geometry consists of several separate sections, including a rotary oil reservoir, a journal bearing, and a steel shaft, where all sections are connected by pipes and the flow is passed through them. Regarding the repetition of the computational domain, a quarter of the geometry is modeled. Due to the complexity of geometry, the geometric model is divided into smaller volumes and is gridded with the structured mesh. The velocity field, pressure distribution and volume fraction are obtained by solving the equations of continuity, and momentum. Two-phase flow is modeled by VOF model. Results are evaluated with the data obtained from the pressure gage of bearing. Results indicate that the oil movement is consistent with the actual physical condition. In order to improve the cooling system of bearing, it is necessary to identify the high-pressure locations of bearing for branching, which it is achieved by calculating and analyzing the distribution of pressure in the bearing. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1482_5746c987565e784015cd3e8ec568d83e.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 CFD Simulation of Anode Solid Oxide Fuel Cell شبیه سازی CFD پیل سوختی اکسید جامد پایه آندی 217 235 1427 10.22044/jsfm.2019.7713.2760 FA عارف شاهی پژوهشگر، دانشکده نفت آبادان، دانشگاه صنعت نفت، آبادان، ایران نسیبه حاجیلری استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران ماشاءالله رضاکاظمی استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2018 11 21 A 3D model of computational fluid dynamics for an anode solid oxide fuel cell is presented. This model incorporates important transport phenomena in a fuel cell such as heat transfer, mass transfer, electrode kinetics, and potential field. The simulation results of the model were compared with the available laboratory data in the same conditions that shows good agreement with other references. In this model, the effect of different parameters such as temperature, pressure, stoichiometry and electrolyte thickness on the fuel cell performance was investigated. The results of this model clearly describe the distribution of species, including reactants and products, temperature distribution, distribution potential, and distribution of current density. The results showed that the temperature, pressure and stoichiometry of the anode have a great effect on the performance of the cell so that each parameter increases the performance of the fuel cell performance. On the other hand, increasing the thickness of the electrolyte can have a negative effect on the performance of the fuel cell. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1427_32782557cfb6cea39a38da31b623c01f.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Experimental Investigation of the Effect of Location of Cylindrical Protuberance on the Thrust Vector of a Supersonic C-D nozzle بررسی تجربی اثر موقعیت برآمدگی استوانه‌ای شکل بر بردار پیشرانش یک نازل همگرا-واگرا در رژیم مافوق صوت 237 249 1483 10.22044/jsfm.2019.7413.2700 FA داود مختاری دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران محمد حججی استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران مسعود افرند استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران Journal Article 2018 08 28 In this study, the effect of a cylindrical protuberance on the thrust vector of a supersonic jet was investigated as a new method in thrust vector control. For this purpose, a C-D nozzle was designed and constructed. The nozzle exit Mach number is 2. The wall of the nozzle is equipped with pressure holes to measure pressure variations. Also, there are several holes in the divergence portion of nozzle wall to apply a protuberance inside the nozzle. Pressure sensors for pressure measurement and also the Schliern system are used to check the outlet flow field. The nozzle pressure ratio in all experiments is constant and in two cases is equal to NPR=6.6 and NPR=9. The protuberance is installed in the nozzle divergence section, at position X⁄L=0.6,0.7,0.8,0.9 and with a constant penetration ratio of H⁄D^* =0.2. The results of this study show that using the protuberance can control the angle of the thrust vector. Also, installing location X⁄L=0.9 is the best position which, in this case the angle of the trusted vector reaches 3.1 degrees. Also, the results reveals that the change in the nozzle pressure ratio in different installing positions has different effects on the thrust vector angle and axial thrust losses. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1483_17e6b738e2597054604ff74e400d1c9f.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Aerodynamic Design of a transonic axial Fan with Low Aspect Ratio and Validating طراحی آیرودینامیکی فن محوری گذرصوت با نسبت منظری کم و اعتبارسنجی نتایج 251 264 1484 10.22044/jsfm.2019.6034.2443 FA ثاراله عباسی استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک Journal Article 2017 07 22 In recent years trends towards designing axial fan with low aspect ratio have been increased. Application of this kind of blades leads to higher rotor efficiency relative to blade with high aspect ratios. In contrast, applying this kind of blade causes to intensify 3D flows, increasing secondary losses and creating losses due to shock occurrence. In the current study, designing of a two stage axial fan with low aspect ratio is carried out. To obtain losses in the axial fan, appropriate models have been employed for profile loss, secondary loss shock loss and tip clearance loss. For extracting blade’s profile, polynomial camber and naca 65 thickness distribution have been used. Comparing the obtained results including loss estimation, meridional velocity, pressure and diffusion factor distribution and blade geometrical parameters such as stagger angle, chord length, solidity and camber angle show good agreement. The 3D shape of the blade have been extracted by calculating the stagger angle and thickness distribution in each section. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1484_bbb57001e90cc67cdac913453b013a1f.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Fractal Analysis of Viscous Fingering Instability of Two Reactive Miscible Fluids through Homogeneous Porous Media بررسی فرکتالی ناپایداری انگشتی لزج دو سیال واکنش پذیر قابل امتزاج در محیط متخلخل همگن 265 278 1485 10.22044/jsfm.2019.7193.2653 FA محمدرضا شاه نظری دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران علی صابری دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران Journal Article 2018 06 24 Viscous fingering instability in porous media is one of the natural processes which is widely used in many different type of problems, such as Enhanced oil recovery process. In this paper nonlinear simulation of viscous fingering instability of miscible reactive interface through homogeneous porous medium is examined. In this case, the fluid produced at the interface can be considered similar to the coastline, so mono and multi fractal analysis can be performed. First the concentration contours are plotted in differnet models of instability, then by using image processing, the fractal dimension of image is computed for both fractal and multifractal cases in different times. It can be seen that the fractal dimension in the instability problems can be one of the important parameters that describes the complexity of the patterns. The multifractal spectrum curves are plotted for different image of instability and the results show that when the leading or trailing front is unstable the growth of disturbances over the time lead to an increase in the amount of fractal dimension. However when both leading and trailing fronts are unstable, the interaction between the fingers and different fingers pattern may lead to a decrease in fractal dimension. 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1485_967edc3b54410b179d27c61061320470.pdf

دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 9 1 2019 03 21 Analysis of a High-Speed Underwater Supercavitating Projectile Dynamics, Based on an Experiment تجزیه و تحلیل رفتار دینامیکی پرتابه پرسرعت سوپرکاویتاسیون، مبتنی بر داده‌های یک پژوهش آزمایشگاهی 279 291 1486 10.22044/jsfm.2019.6843.2587 FA محمد‌ امین اکبری دانشجوی دکتری مهندسی دریا، مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان جلال محمدی استادیار مجتمع هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران جلیل فریدونی استادیار مجتمع مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان Journal Article 2018 03 06 In this article, we extracted the forces and moment of a supercavtation projectile according to the former experimental work that is exist within literature. regards to the projectile high-speed and the illustration technique, it's safe to say that this experiment is one of the most attractive examples which is exists in the literature. In this test, projectile after leaving the launcher and moving a short path in the air, enters at a low angle to the free surface of the fluid (water). Due to the availability of the experiment test multimedia and thank to the image processing techniques in this paper, speed and acceleration values of the projectile were extracted. In the next step, forces, moments and hydrodynamic coefficients of the projectile were evaluated. The results in this study show that the value of the drag coefficient (C_D) are in good agreement with existing predictions, but the results related to the values of the lift and moment coefficients (C_L and C_M), contain new and important information in which it will change some of the former assumptions in the literature. The present study also provides useful information about projectile angular velocity which is used in the study of the stability of motion of such devices 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. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1486_28740c89283befb75702800387f1d932.pdf