دانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Optimization of Anti-Climb Energy-Absorbing Structures in Urban Trains Using RBF Neural Network Modeling and the Multi Objective Genetic Algorithmبهینهسازی سازه جاذب انرژی ضد بالارونده در قطارهای شهری با استفاده از مدلسازی شبکه عصبی RBF و الگوریتم ژنتیک چند هدفه114379110.22044/jsfm.2026.16931.4014FAمهریایزانلودانشگاه علم و صنعت ایران- تهران -دانشکده مهندسی راه آهنابوالفضلخلخالیدانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایرانمجیدشهرویدانشگاه علم و صنعت ایران- تهران- دانشکده مهندسی راه آهنJournal Article20251010Enhancing passenger safety during train collisions requires the design of railway vehicles with efficient energy absorption capacity. Energy-absorbing structures installed at the ends of cars play a vital role in managing impact energy. This research investigates the performance of an energy-absorbing structure comprising a conical tube and an anti-climber plate under eccentric loading. Using the Hammersley sampling method, 100 geometric models with varying design parameters for the conical tube (radius, thickness, and cone angle) were created, and their quasi-static crushing process was analyzed via Finite Element (FE) simulation in Abaqus. Key performance indicators, namely Specific Energy Absorption (SEA) and Maximum Crushing Force (Fmax), were extracted. Due to high computational costs, a high-accuracy (R² = 0.98) surrogate model based on a Radial Basis Function (RBF) network was employed. Multi-objective optimization using the NSGA-II algorithm revealed the Pareto front, illustrating the trade-off between the conflicting objectives. Validation through FE simulation showed a relative difference of less than 2% for both SEA and Fmax in the optimal design selected by the minimum distance method, confirming the accuracy and reliability of the proposed framework. These findings verify the capability and dependability of the proposed framework as an effective guide for the optimal design of energy absorbers in the railway industry.بهبود ایمنی مسافران در برخورد قطارها نیازمند طراحی وسایل نقلیه ریلی با قابلیت جذب انرژی کارآمد است. سازههای جاذب انرژی که در انتهای واگنها نصب میشوند، نقش حیاتی در مدیریت انرژی ضربه ایفا میکنند. این پژوهش به بررسی عملکرد یک سازه جاذب انرژی متشکل از لوله مخروطی و صفحه ضد بالارونده تحت بارگذاری خارج از مرکز میپردازد. با استفاده از روش نمونهگیری همرسلی، 100 مدل هندسی با مقادیر مختلف پارامترهای طراحی لوله مخروطی (شعاع، ضخامت و زاویه مخروط) ایجاد شد و فرآیند لهیدگی شبهاستاتیکی به کمک شبیهسازی المان محدود در نرمافزار آباکوس تحلیل گردید. شاخصهای کلیدی عملکرد (SEA و Fmax) استخراج گردید. با توجه به هزینه محاسباتی بالا، از یک مدل جایگزین مبتنی بر شبکه توابع پایه شعاعی (RBF) با دقت بالا (0/98= R²) استفاده شد. بهینهسازی چندهدفه با الگوریتم NSGA-II جبهه پارتو را آشکار کرد که مصالحه بین اهداف متعارض را نشان میدهد. اعتبارسنجی با شبیهسازی اجزای محدود، اختلاف نسبی کمتر از ۲٪ برای SEA و Fmax در طرح بهینه به روش کمترین فاصله را نشان داد که دقت و قابلیت اطمینان چارچوب پیشنهادی را تأیید میکند. این یافتهها مؤید قابلیت و اتکاپذیری چارچوب پیشنهادی به عنوان راهنمایی مؤثر برای طراحی بهینه جاذبهای انرژی در صنعت ریلی است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3791_e7bcfe6926c29327a17185390ce7644f.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Solving the Forward Kinematics of Planar Parallel Mechanisms Based on Interval Analysis and Mean-Value Formحل سینماتیک مستقیم مکانیزمهای موازی صفحهای مبتنی بر آنالیز بازهای و فرم مقدار میانگین1527376910.22044/jsfm.2026.16541.3999FAپیامورشوی جاغرقگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایرانعلیرضامعصومیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایرانJournal Article20250719In this paper , a new method is presented for analyzing the forward kinematics problem of planar parallel mechanisms based on a combination of interval analysis and a refinement process. In the first step , the kinematic equations of each chain of parallel mechanism are derived by applying the relevant kinematic constraints. Then , the forward kinematics problem is solved with the desired accuracy using a combination of interval analysis and mean-value form. For validation purposes , the results of the proposed method are compared with those obtained from the resultant method. The implementation of the proposed approach on a 3- RRR planar parallel mechanism demonstrates its capability to accurately estimate the position and orientation of the moving platform. The main advantage of this method is its high accuracy with reasonable computational efficiency , which makes it a promising option for solving the forward kinematics problem of planar parallel mechanisms.در این مقاله ، یک روش نوین برای تحلیل مسئله سینماتیک مستقیم مکانیزم های موازی صفحه ای مبتنی بر تلفیق آنالیز بازه ای و فرآیند پالایش ارائه شده است. در گام نخست، معادلات سینماتیکی هر زنجیره از مکانیزم موازی با اعمال قیود سینماتیکی مربوطه استخراج می شود. سپس با ترکیب روش های آنالیز بازه ای و فرم مقدار میانگین ، مسئله سینماتیک مستقیم با دقت مورد نظر تحلیل می گردد. به منظور اعتبار سنجی ، نتایج حاصل از روش پیشنهادی با نتایج حاصل از روش برآیند مقایسه شده است. پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی مکانیزم موازی صفحه ای 3-RRR ، قابلیت آن را در تخمین دقیق موقعیت و جهت گیری سکوی متحرک نشان می دهد. مزیت اصلی این رویکرد ، دقت بالا همراه با کارایی محاسباتی مناسب می باشد که آن را به گزینه ای امیدوار کننده برای حل مسئله سینماتیک مستقیم مکانیزم های موازی صفحه ای تبدیل میکند.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3769_734ecfd5fccf1cb8293e3f12ec5746e3.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Employing Acoustic Emission for Cost-Effective Continuous Monitoring of a Multi-Bolt Jointبهکارگیری انتشار امواج آکوستیکی برای پایش مداوم و کمهزینه یک اتصال چندپیچی2939377110.22044/jsfm.2026.16503.3992FAسیدامیرحسینی سبزواریمجتمع آموزش عالی گنابادمهدیآدینهمجتمع آموزش عالی گنابادJournal Article20250713Bolt loosening in mechanical joints remains one of the critical challenges in maintaining the structural integrity of industrial systems. In this study, a novel approach is proposed for monitoring the loosening status of bolts in a multi-bolt joint using low-sampling-rate acoustic emission (AE) signals. An experimental setup consisting of a four-bolt connection was designed, and acoustic signals were recorded under sixteen different bolt-tightening configurations. To analyze the signals, Mel-frequency cepstral coefficients (MFCCs) were extracted as feature vectors, and the root mean square deviation (RMSD) index was employed to quantify signal variations. The results showed that bolt loosening led to a noticeable increase in RMSD compared to the healthy state. However, no significant correlation was observed between the number of loosened bolts and RMSD values. Subsequently, five classification scenarios were designed, and the performance of a feedforward neural network was evaluated. The highest classification accuracy of 94.44% was achieved in the scenario where connections with one loosened bolts or more were separated from the rest. The proposed method, while relying on simple hardware and lightweight data, demonstrated high accuracy in the early detection of bolt loosening and shows strong potential for integration into continuous structural health monitoring systems in industrial environments.شلشدگی پیچها در اتصالات مکانیکی، یکی از چالشهای جدی در پایداری سازههای صنعتی است. در این پژوهش، یک روش نوین برای پایش وضعیت پیچها در اتصال چندپیچی با استفاده از سیگنالهای صوتی منتشرشده (AE) و نرخ نمونهبرداری پایین ارائه شده است. با طراحی محیط آزمایش شامل اتصال چهارپیچی، دادههای صوتی در شانزده وضعیت مختلف (جایگشتهای مختلف وضعیت پیچها) ثبت شدند. برای تحلیل دادهها، از ضرایب کپستروم فرکانس مِل (MFCC) جهت استخراج بردارهای ویژگی استفاده شده و شاخص آماری RMSD برای ارزیابی تغییرات سیگنالها بهکار گرفته شد. نتایج نشان دادند که شاخص آماری-زمانی RMSD نسبت به شل شدن پیچها حساسیت کمی از خود نشان میدهند. بهنحوی که، وابستگی معناداری بین تعداد پیچهای شل و مقدار این شاخص مشاهده نگردید. در ادامه، پنج سناریو برای طبقهبندی وضعیت اتصال طراحی شد و عملکرد یک شبکه عصبی پیشخور ارزیابی گردید. بالاترین دقت طبقهبندی برابر با 44/94% در سناریویی حاصل شد که اتصالات با یک پیچ شل و یا بیشتر از دیگر موارد تفکیک شده بودند. روش پیشنهادی، ضمن بهرهگیری از سختافزار ساده و دادههای سبک، دقت بالایی در شناسایی زودهنگام شلشدگی پیچها نشان داده و قابلیت استفاده در سامانههای پایش پیوسته در محیطهای صنعتی را دارد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3771_b6750df0a0b44220255d6d4741c0a362.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Experimental Investigation of Unsteady Laminar-to-Turbulent Transition over a Wind Turbine Blade Sectionمطالعه تجربی پدیده گذرش ناپایای جریان بر روی سطح یک مقطع توربین باد4162379410.22044/jsfm.2026.15494.3924FAحسناخلاقیدانشگاه تهران0000-0002-5467-2991آرشدیوازیدانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه تهرانرسولشفیعیدانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهرانJournal Article20241223In the present study, an experimental investigation of the laminar-to-turbulent transition of flow over the surface of a wind turbine airfoil section has been conducted. For this purpose, the Reynolds number range for the experiments was set between 0.13 and 0.53 million, and the angle of attack of the airfoil model was varied from -4 to 14 degrees. The experimental tests were performed on a model airfoil representing the blade section of a 660 kW wind turbine under static conditions. The measurement of the transition onset point was examined using various methods based on the output of pressure sensors and hot-film sensors. Two novel techniques based on the frequency analysis of hot-film signals were introduced and evaluated for determining the transition onset point. The results indicate that all the employed methods exhibit good agreement in identifying the transition onset point. As velocity and angle of attack increase, the transition onset moves backward and approach model’s leading edge. Furthermore, the analysis of the separation bubble location reveals that at high angles of attack, the position of the separation bubble onset varies over time, leading to temporal variations in the spatial location of the flow transition onset. The temporal variations in the onset point of the separation bubble can be effectively observed through the 180-degree phase change between consecutive upstream and downstream hot-film sensors.در بررسی حاضر، مطالعه تجربی پدیده گذار جریان آرام به آشفته بر روی سطح یک مقطع توربین باد انجام شده است. برای این منظور محدوده تغییرات عدد رینولدز آزمایش بین 13/0 تا 53/0 میلیون و زوایای حمله مدل ایرفویل در محدوده 4- تا 14 درجه در نظر گرفته شده است. آزمایشهای تجربی بر روی مدل یک ایرفویل بعنوان نماینده مقطع یک پره توربین باد 660 کیلووات در شرایط استاتیک (پایا) انجام شده است. اندازهگیری نقطه شروع گذار جریان با استفاه از روشهای مختلف مبتنی بر خروجی سنسورهای فشار و فیلم داغ بررسی گردید. دو تکنیک جدید مبتنی بر تحلیل فرکانسی سیگنالهای فیلم داغ جهت تعیین نقطه شروع گذار جریان معرفی و بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که همه روشهای مورد استفاده تطابق خوبی در تعیین نقطه شروع گذار جریان دارند. با افزایش سرعت جریان آزاد و همچنین افزایش زاویه حمله، موقعیت نقطه شروع گذار جریان به سمت لبه حمله مدل جابجا میشود. همچنین، نتایج بررسی موقعیت نقطه حباب جدایش نشان میدهد که در زوایای حمله بالا موقعیت نقطه شروع حباب جدایش در زمان تغییر کرده و این امر منجر به تغییرات زمانی موقعیت مکانی شروع گذار جریان میشود. تغییرات زمانی نقطه شروع حباب جدایش را بخوبی میتوان از روی پدیده اختلاف فاز 180 درجه بین سنسورهای متوالی فیلم داغ ماقبل و مابعد مشاهده کرد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3794_d01a523ce03287bfd496b8858988150d.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Numerical Analysis of the Effect of Alternating Magnetic Field on the Hydrodynamic Behavior and Entropy Generation of Galinstan Liquid Metal Flow Under High Heat Fluxتحلیل عددی اثر میدان مغناطیسی متناوب بر رفتار هیدرودینامیکی و تولید آنتروپی جریان فلز مایع گالینستن تحت شار حرارتی بالا6379379310.22044/jsfm.2026.16094.3964FAعباسملاییدانشجوی دکترا، گروه مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانعلیرضاآقاییحرارت و سیالات، دانشکده مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانحسینخراسانی زادهدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایرانJournal Article20250419Enhancing heat transfer rates in electronic systems plays a crucial role in improving their efficiency and performance. In this study, a heat sink with a vertically active microchannel utilizing Galinstan liquid metal (Galinstan) as the working fluid is investigated. The Navier-Stokes equations are discretized using the second-order upwind finite volume method. Galinstan is selected due to its high thermal and electrical conductivity, low viscosity, high density, non-toxicity, and low melting point. Given its high electrical conductivity, the application of an alternating magnetic field alters the hydrodynamic behavior of the fluid flow, increasing the velocity gradient near the walls. This enhancement in velocity near the walls improves the Nusselt number but also leads to an increase in pressure drop. By analyzing the phase difference between the magnetic and electric fields, results indicate that as the phase difference increases, the pressure drop decreases, with the reduction rate of pressure drop being higher than that of the Nusselt number. This highlights the significant effect of the magnetic field phase difference in reducing the system’s hydrodynamic resistance. An increase in the magnetic phase difference leads to higher thermal and magnetic entropy generation while reducing frictional entropy generation. At a Hartmann number of 129 and phase differences of 10°, 20°, 30°, 40°, and 50°, the pressure drop is reduced by 4.28%, 17.2%, 37.42%, 63.2%, and 92.3%, respectively, while the Nusselt number decreases by 0.11%, 0.52%, 1.17%, 2.06%, and 3.19%, compared to zero phase difference.افزایش نرخ انتقال حرارت در سیستمهای الکترونیکی در کارایی و بهبود عملکرد آنها موثر میباشد. در این پژوهش از چاه حرارتی با یک میکروکانال فعال عمودی با سیال فلز مایع گالینستن استفاده شده و گسستهسازی معادلات ناویراستوکس به روش حجم محدود مرتبه دوم بالادست انجام شده است. رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا، ویسکوزیته کم، چگالی بالا، عدم سمیت و نقطه ذوب پایین سبب انتخاب فلز مایع گالینستن شده است. به دلیل ضریب رسانایی الکتریکی بالا، با اعمال میدان مغناطیسی متناوب، رفتار هیدرودینامیکی جریان سیال تغییر کرده و سبب افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی دیوارهها شده است که افزایش سرعت جریان در مجاورت دیوارهها، سبب بهبود عدد ناسلت و از طرفی افزایش افت فشار گردیده است. با بررسی اختلاف فاز میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی نتایج نشان داد که با افزایش اختلاف فاز، افت فشار کاهشی شده است و نرخ کاهش افت فشار بیشتر از نرخ کاهش عدد ناسلت بوده است که نشان دهنده تاثیر قابل توجه تغییر اختلاف فاز میدان مغناطیسی بر کاهش مقاومت هیدردینامیکی سیستم است. افزایش اختلاف فاز مغناطیسی سبب افزایش تولید آنتروپی حرارتی و مغناطیسی شده است و از طرفی باعث کاهش تولید آنتروپی اصطکاکی شده است. با عدد هارتمن 129 و اختلاف فاز 10، 20، 30، 40، 50 درجه، افت فشار به ترتیب 4.28 %، 17.2%، 37.42%، 63.2%، 92.3% و عدد ناسلت به ترتیب 0.11%، 0.52%، 1.17%، 2.06%، 3.19% نسبت به اختلاف فاز صفر کاهشی شده است.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3793_6f35e019254632f10fc0d41c344f4b34.pdfدانشگاه صنعتی شاهرودمکانیک سازه ها و شاره ها2251-947516120260321Thermo-Hydraulic Performance of Shell-and-Tube Heat Exchangers with Twisted Oval Tubesعملکرد ترموهیدرولیکی مبدل حرارتی لوله پوسته ای با لولههای پیچشی بیضوی8190379210.22044/jsfm.2026.16155.3970FAمنصورطالبیپژوهشگاع علوم و فنونسیناپول تنگریدانشگاه آزاد اسلامی اصفهانمحمد امینبرهانیدانشگاه شهید بهشتیJournal Article20250508A twisted tube heat exchanger is a type of heat exchanger with an elliptical cross-section. This study aims to evaluate the effects of tube geometry on heat transfer performance and pressure drop. Using computational fluid dynamics (CFD), the thermohydraulic behavior of these heat exchangers was analyzed through three-dimensional modeling. Simulations were carried out for various elliptical aspect ratios and fluid velocities. The analyses were performed in ANSYS Fluent using the k-ε turbulence model.<br /><br />The simulation results show that wall heat flux increases by approximately 25% at a Reynolds number of 1350 as the aspect ratio increases from 1 (circular) to 2, indicating improved heat transfer with more elongated ellipses up to that point. However, increasing the aspect ratio beyond 2 (up to 4) results in minimal changes in heat flux. At lower velocities, the impact of the aspect ratio on heat transfer becomes more pronounced. Furthermore, the pressure drop increases by about 17% at a Reynolds number of 2000 when the aspect ratio rises from 1 to 2. These findings can be applied to the design of more efficient oval tube heat exchangersیکی از انواع مبدلهای حرارتی، مبدل لولهپیچشی با سطح مقطع بیضوی است. هدف این پژوهش ارزیابی تاثیرات هندسه این مبدلها بر عملکرد انتقال حرارت و افت فشار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی است. شبیهسازیها بهصورت سهبعدی برای نسبت قطر بیضی و سرعت سیال مختلف انجام شده است. در این شبیهسازی در فلوئنت و با مدل اغتشاشی مدل K-e انجام شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که شار حرارتی دیوارهها، از نسبت قطر ۱ (دایره) تا ۲، در رینولدز ۱۳۵۰ به میزان ۲۵ درصد افزایش مییابد. بهعبارتدیگر با کشیدهتر شدن بیضی تا نسبت قطر ۲ انتقال حرارت بهبود مییابد. افزایش این نسبت تا عدد 4 تغییر چندانی در شار حرارتی ایجاد نمیکند. در سرعتهای پایین، افزایش قطر تاثیر بیشتری بر افزایش انتقال حرارت دارد. همچنین با افزایش نسبت قطر از ۱ تا ۲ افت فشار نیز در رینولدز ۲۰۰۰ به میزان ۱۷ درصد افزایش مییابد. از این پژوهش میتوان برای طراحی بهینهتر این نوع مبدلها استفاده کرد.https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3792_d740c0aad12563c68fc04df28c3818fe.pdf