فهرست مطالب
فصلنامه مکانیک هوافضا
سال سوم شماره 1 (پیاپی 7، خرداد 1386)
- 105 صفحه، بهای روی جلد: 20,000ريال
- تاریخ انتشار: 1386/03/01
- تعداد عناوین: 9
-
-
صفحه 1پارامترهای گوناگونی مانند جنس قطعات در حال اتصال، هندسه قطعات، میزان تداخل دو قطعه در حین عملیات جوشکاری و سیکل حرارتی ناحیه جوش، کیفیت اتصالات جوشکاری شده به روش جوشکاری مقاومتی UW را تعیین می نماید. میزان تداخل دو قطعه متاثر از نیروی اعمال شده و سیکل حرارتی ناحیه جوش ناشی از شدت جریان الکتریکی، مدت زمان برقراری جریان و سیکل خنک کاری است. مهمترین پارامترهای موثر و قابل کنترل در این روش جوشکاری سه پارامتر مقدار جریان، مدت زمان اعمال جریان و مقدار نیروی اعمال شده است. در این تحقیق، تاثیر دو پارامتر مقدار جریان و مدت زمان اعمال جریان روی توزیع حرارت در قطعات از طریق یک تحلیل کوپله الکتریکی - حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. یک مدل دو بعدی المان محدود در محیط نرم افزاری برای این کار مورد استفاده قرار گرفته است. طول ناحیه جوش در امتداد درز جوش به کمک نتایج حاصل از تحلیل الکتریکی - حرارتی تعیین شده است. تاثیر مقدار جریان و مدت زمان اعمال جریان روی دمای ناحیه تماس و همچنین طول ناحیه جوش نیز متعاقبا در نظر گرفته شده و مقادیر مناسب برای جوشکاری قطعه مورد آزمایش تعیین شده است. نتایج تحلیل با استفاده از نتایج آزمایشگاهی از طریق مقایسه طول ناحیه جوش با استحکام کششی نمونه های جوشکاری شده اعتبارسنجی شده است. مشاهده گردید که با افزایش طول ناحیه جوش به دست آمده از نتایج شبیه سازی، حداکثر بار کششی متحمله توسط اتصال نیز افزایش می یابد.
کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، جوشکاری مقاومتی UW، جریان جوشکاری، زمان اعمال جریان، تحلیل کوپله الکتریکی، حرارتی -
صفحه 11پاشش بهینه انژکتورها و توزیع یکنواخت سوخت در محفظه احتراق موتور موشک سوخت مایع از پارامترهای اساسی در میزان نیروی پیشران و پایداری احتراق می باشد. از طرفی، مزایای مختلف انژکتورهای دو پایه گریز از مرکز در مقایسه با انواع یکپایه و جریان مستقیم، سبب افزایش کاربرد این نوع انژکتورها در صنایع موشکی شده است. از مزایای اصلی این انژکتورها قابلیت ایجاد چتر پاشش یکنواخت با زاویه پاشش دلخواه و اتمیزاسیون بهتر قطرات سیال احیاکننده و اکسیدکننده در محفظه می باشد. در این مقاله اصول پایه ای محاسبات انژکتورهای گریز از مرکز بررسی و به کمک نتایج آزمایشگاهی روش طراحی آن تبیین شده است. برای طراحی انژکتور دو پایه مایع - مایع با بررسی شرایط خاص این نوع انژکتورها و تاثیر آن در محاسبات، یک کد کامپیوتری تهیه شده است. در نهایت با ساخت چندنمونه انژکتور دو پایه گریز از مرکز مایع - مایع مبتنی بر نتایج کد فوق الذکر، در مجموعه تست سرد آزمایش شده است. نتایج تجربی تست سرد حاکی از آن است که مشخصه های پاشش، مانند زاویه پاشش، توزیع و میزان دبی و یکنواختی اسپری مطابق انتظار است.
کلیدواژگان: موتور موشک سوخت مایع، انژکتور دو پایه گریز از مرکز، پیشرانش، مخروط پاشش، زاویه پاشش -
صفحه 23متالورژی پودر انفجاری یکی از روش های مکمل در فرایند متالورژی پودر می باشد که در آن فرایند فشردن و جوش خوردن ذرات پودر بطور همزمان با عبور موج شوک از پودر انجام می پذیرد. یکی از فلزاتی که روش متالورژی پودر انفجاری برای تولید قطعه ای از آن بسیار مرجح است فلز تنگستن می باشد. در این تحقیق، پس از مطالعه و بررسی فرایند، روشی تحلیلی برای تعیین سرعت موج شوک لازم در فرایند متالورژی پودر انفجاری بعنوان یکی از پارامترهای اساسی موثر بر فرایند با استفاده از معادله هاگونیوت پودر تنگستن ارایه شده و رابطه ای تحلیلی برای انتخاب نوع ماده منفجره بدست آمده است. همچنین، برای بررسی درستی روابط تئوری بدست آمده، آزمایش های انفجاری برای شکل دهی انفجاری پودر تنگستن طراحی و اجرا شده است. چگالی و سختی نمونه های تولید شده به روش انفجاری تعیین و مقطع شکست نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای شکل دهی انفجاری پودر تنگستن می بایست از مواد منفجره مناسب با مشخصات معین استفاده نمود.
کلیدواژگان: تنگستن، مواد منفجره، معادله هاگونیوت، خط رایلی، شکل دهی، متالورژی پودر -
صفحه 33در این تحقیق برخورد جریان جت خروجی از یک نازل متحرک با زمین مطالعه شده و خصوصیات میدان جریان، نظیر توزیع فشار سطح و کانتورهای سرعت بدست آمده و با نتایج تجربی شبه استاتیک مقایسه شده اند. ترکیب دو مدل آشفتگی جبری بالدوین - لوماکس و طول لایه اختلاط برای تعیین ادی - لزجت در کلیه نواحی جریان، خصوصا نواحی نزدیک دیوار و لایه برشی جت بکار رفته است. این نتایج نشان می دهد که حل جریان شبه استاتیک برخورد جریان پلوم نازل با دیوار، در صورتی که فاصله نازل تا دیوار خیلی کم نباشد، مشابه برخورد جریان خروجی از نازل متحرک با دیوار است. شبیه سازی های عددی با مدل جبری ترکیبی توانسته کلیه بخش های میدان جریان، نظیر ناحیه جدایش پشت نازل، امواج استنباطی در گوشه انتهایی نازل، نواحی جریان چرخشی نزدیک دیواره پشت جسم و خروجی پلوم، جریان چرخشی روی انتهای سطح جانبی نازل، تبدیل صحیح انعکاس موج ضربه ای در محور تقارن و هسته پلوم به یک دیسک ماخ قوی را به خوبی پیش بینی نماید. این مدل موقعیت دیسک ماخ، ارتفاع حباب سکون و بیشینه فشار را مطابق با نتایج تجربی و حتی بهتر از مدل های دو معادله ای و یک معادله ای پیش بینی نموده است.
کلیدواژگان: پلوم، نازل جریان، فراصوتی، شبکه متحرک، مرز متحرک -
صفحه 45شناخت رفتار جت های برخوردی آشفته و جریان فواره ای حاصل از آن در طراحی هواپیماهای عمود پرواز هنگام برخاستن از سطح زمین اهمیت قابل ملاحظه ای دارد. در تحقیق حاضر، میدان جریان حاصل از برخورد دو جت آشفته تقارن محوری بر روی یک سطح صاف مطالعه شده است. پارامترهای میدان جریان و آشفتگی برای ناحیه برخوردی جت ها و فواره تشکیل شده در حالت های مختلفی که با تغییر فاصله مرکز به مرکز جت ها از هم و تغییر ارتفاع جت ها از سطح برخورد بدست می آید، محاسبه شده اند. پیش بینی یک جریان با استفاده از مدل های آشفتگی دو معادله ای k-e و k-w، روش گسسته سازی QUICK و الگوریتم حل SIMPLE انجام شده است. مقایسه نتایج عددی با داده های تجربی تطابق خوبی را نشان می دهد.
کلیدواژگان: جت برخوردی، جریان فواره ای، متد حجم محدود، جریان آشفته -
صفحه 59در این تحقیق، پیچش الاستیک - پلاستیک مقاطع توپر بدون کارسختی با تنش تسلیم متغیر مورد بررسی قرار گرفته است. در کارهای قبلی انجام گرفته در زمینه پیچش الاستیک - پلاستیک (مقاطع تنش تسلیم ثابت)، از روش های تحلیلی و یا عددی دقیق استفاده شده، اما در این مقاله با کمک غیر کوپل سازی معادله دیفرانسیل پیچش، حل پیچش الاستیک - پلاستیک مقاطع تنش تسلیم متغیر انجام شده است. فرض تنش تسلیم متغیر برای قطعاتی که عملیات حرارتی و یا ریخته گری شده اند درست می باشد. برای انجام حل عددی مورد نظر نرم افزاری با کمک برنامه نویسی کوپل تدوین شده است. در مورد حل های صورت گرفته برای حالت تنش تسلیم ثابت نتایج با نتایج اجزای محدود مقایسه گردیده و برتری روش مذکور تایید گردیده است. از طرفی، برای حل های اجزای محدود از نرم افزار ABAQUS استفاده شده است.
کلیدواژگان: پیچش، الاستیک، پلاستیک، تنش تسلیم متغیر، مقاطع توپر دلخواه -
صفحه 71در این تحقیق، سیگنال های آزمون مدل استاندارد دینامیکی در تونل باد به لحاظ منابع خطا بررسی و تحلیل می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مولفه های مختلف این مدل شدیدا همراه با نویز بوده و به این شکل کار تحلیل و استخراج ضرایب آیرودینامیکی بسیار دشوار و تا حدی غیرممکن می باشد. به همین دلیل جهت حذف نویز سیگنال های اصلی مدل از تکنیک آلگوریتم ژنتیک بعنوان متدولوژی طراحی و بهینه سازی فیلتر نرم افزاری استفاده شده و عملکرد آن روی خروجی آزمون تونل باد در یک عدد ماخ با فرکانس های ارتعاش اجباری 1 و 6 هرتز، زاویه حمله صفر درجه و دامنه های ارتعاشی 1 و 5 سانتی متر در حالت نوسانی عمودی نسبت به روش کلاسیک مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد عالی و مناسب تر این روش بوده و حکایت از قابلیت بالای این آلگوریتم بعنوان روش پیشرفته در یافتن جواب های بهینه از بین جواب های مختلف دارد. با استفاده از خصوصیات آلگوریتم ژنتیک، زمان مقایسه پاسخ های مختلف و در نتیجه پاسخ بهینه کاهش یافته و دقت نتایج آزمون ها افزایش می یابد. ضمن اینکه استفاده از این روش کاهش تعداد دفعات تکرار و هزینه انجام آزمون را به همراه دارد.
کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، فیلتر دیجیتال، پردازش سیگنال، اخذ اطلاعات، آزمون دینامیکی، تونل باد -
صفحه 83خشک کردن چوب یکی از روش های بسیار مهم در تهیه الوار می باشد. چوب نه تنها حاوی آب است، بلکه از مواد پلیمر، شبیه سلولز و لیگنین هم تشکیل یافته است. خشک کردن چوب عملیات پیچیده ای دارد که شامل انتقال حرارت و جرم ناپایا می باشد. انتقال فیزیکی و شیمیایی از جمله فرایندهایی هستند که می توانند بر کیفیت محصول تاثیر به سزایی داشته باشند. در رابطه با شیوه خشک کردن چوب، فقط اطلاعات جزیی در دسترس می باشد. در این تحقیق رابطه بین خشک کردن از طریق انتقال گرما و خشک کردن به وسیله استفاده از میکروفر را نشان می دهد که شامل خشک کردن به وسیله انتقال گرما به روش همرفت، خشک کردن با میکروفر و خشک کردن با پرتو مادون قرمز چوب های کاج استان گیلان است. تحقیقات نشان داده که در روش استفاده از میکروفر فاکتورهای وابسته به زمان به شکل قابل توجهی کاهش می یابد، در صورتی که استحکام مکانیکی چوب بیشتر از استحکام بدست آمده با روش های همرفت و پرتو گرمایی است.
کلیدواژگان: خشک کردن چوب، میکروویو، اشعه مادون قرمز، انتقال گرما به روش همرفت -
صفحه 91در این تحقیق، خنک کاری لایه ای صفحه تخت دوبعدی در نسبت سرعت های مختلف در عدد رینولدوز 4700، با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مطالعه شده است. روش عددی بکاررفته شامل روش حجم محدود، الگوریتم غیردایم سیمپل و شبکه چند بلوکی غیریکنواخت جابجا شده می باشد. معادلات حاکم با استفاده از روش قانون توانی برای عبارت های مکانی و روش کرانک - نیکلسون برای عبارت های زمانی گسسته سازی شده اند. دو رهیافت حل، شامل صرفنظر کردن و در نظر گرفتن اثرات نسبت چگالی به کارگرفته شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که تغییرات نسبت چگالی اثرات مهمی بر ساختارهای جریان، شامل نفوذ، انبساط و نقطه تماس مجدد نواحی چرخشی دارد که توزیع دما و اثربخشی خنک کاری لایه ای را تغییر می دهد. لذا، اثرات نسبت چگالی به راحتی قابل صرفنظر کردن نمی باشند.
کلیدواژگان: رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ، اثربخشی خنک کاری لایه ای، نسبت چگالی، جریان جت در جریان عرضی
-
Page 1Many parameters affect the quality of welding in the resistance upset welding (UW) process. These parameters are material and geometry of parts, welding force, thermal cycle at the weld zone, current density and welding time. The controllable parameters in this process are current density, welding time, and welding force, where current density and welding time are more significant. In this paper, the effect of welding time and current density on the temperature distribution of the welding zone is presented. For this purpose, a thermal-electrical finite element model is developed to analyze the thermal behavior of the joint produced. A transient temperature field obtained from thermal–electrical simulation of UW process is applied as nodal load on the model. The results of thermal–electrical analysis are used to predict the status of the weldment. Specifically, the quality of the weld at the seam can be evaluated. The simulation resulsts are evaluated by performing tensile test on the welded joints. The experimental results show that by increasing in the length of the joint, the maximum tensile load applied to the joint increases.Keywords: Numerical Simulation, Upset Welding, Welding Current, Welding Time, Thermal, Electrical Analysis
-
Page 11In this article, the fundamental calculations of swirl injectors were investigated and the design method for these kinds of injector, i.e. dual-base liquid-liquid injectors, was presented based on this theory and some experimental results. Then, some special conditions related to dual based liquid-liquid injectors were studied and the corresponding results were considered in the design manipulation. The behavior of injector in various performing conditions and mutual effects on twin spray envelopes in dual base injector were investigated, and the design procedure was presented based on the obtained results. Finally, the computer code for designing this type of injector was proposed. Using this code, some injectors were designed and tested. The results were satisfactory.Keywords: Liquid Propellant Rocket, Swirl Dual Base Injector, Propulsion, Spray Cone, Spray Angle
-
Page 23Explosive compaction is one of the complementary methods in powder metallurgy process in which the densification and sintering of powder particles is performed in one stage by passing a shock wave through the powder medium. For production of tungsten parts, it is preferred to use this method. In this research, an analytical equation is obtained for choosing the necessary explosive material. To verify the theoretical relationship, several explosive experiments were designed and performed for compaction of tungsten powder and several specimens were obtained. The density and the hardness of these specimens were measured and their fragment surfaces were analyzed, using the scanning electron microscope (SEM). The results approved the analytical relationship and indicated that a suitable explosive material must be utilized for compaction of tungsten powder.Keywords: Tungsten, Explosive Material, Hugoniot Equation, Raleigh Line, Compaction, Powder Metallurgy
-
Page 33This paper reports the numerical study of the flow field arised form impinging of a supersonic moving jet on a solid wall. The flow properties, such as surface pressure distribution are compared with the experimental data for a quasi-static case. The results show that when the distance of the nozzle from the wall is not too small, the quasi-static result is very close to that obtained from an unsteady solution. Also a new combined algebraic turbulence model is proposed for the calculation of eddy viscosity near the solid wall and the shear layer. The new combined model can suitably predict the flow structures, such as the separation region behind the nozzle, the expansion waves at the nozzle exit, the recirculating flow region near the wall, the vortices near the nozzle lateral face, and the transition of regular reflection to a Mach disk at the symmetry axis. For quantities such as the position of Mach disk, the height of the stagnation bubble, and the pressure peak on the surface, the results of the combined model is also in a better agreement with experiment than those obtained from the two-or one-equation models.Keywords: Plume, Nozzle, Supersonic Flow, Moving Mesh, Moving Boundary
-
Page 45The behavior of multi-jet impinging flows with fountain formation is important for the design of vertical take-off and landing (VTOL) aircrafts near the ground. In this work, the flowfield generated by the impingement of two axisymmetric turbulent jets on a flat plate was studied. The incompressible flowfield characteristics of twin-jet impinging and upwash fountain formation with different jet spacing and height above the ground were considered. The SIMPLE algorithm, the and two-equation turbulence models and the QUICK convection discretization scheme were employed. The agreement of our calculations with the experimental data is relatively good.Keywords: Impinging Jet, Fountain Upwash Flow, Finite Volume Method, Turbulent Flow
-
Page 59In this work, the elastoplastic torsion of solid sections without work hardening with variable yield stress is examined. In similar previous works with constant yield stress assumption, exact numerical or analytical approaches were utilized. In view of the new assumptions, the coupled elastoplastic differential equations were decoupled. In variable yield stress assumption, a yield stress gradient from surface to core is assumed, which is a valid and reasonable assumption in cast and heat treated parts. Thus, in elastoplastic torsion of prismatic bars with the aforementioned yield stress gradient assumption, the above mentioned method was used. To carry out the computations, a new software with coupled programming approach was used. A few examples were run both on our developed software and on an accredited finite element software (ABAQUS). Comparison of the results affirms the benefit of our approach.Keywords: Torsion, Elastoplastic, Variable Yield Stress, Arbitrary Solid Sections
-
Page 71In this work, the results of a standard dynamic model obtained from the data acquisition system of a wind tunnel were studied with emphasis on error sources. The results show that different components contain substantial amount of noise and thus make it hard-if not possible-to obtain aerodynamic coefficients. Therefore, genetic algorithm (GA) is used to filter out this noise. Performance of this method was evaluated in a test with one Mach number with forced oscillation frequency of one and six Hz, attack angle of zero and oscillation amplitude of one and five cm. plunging compared to classic method. The resulting vertical force component of standard dynamic model is satisfactory, showing GA to be a powerful and advanced way for finding optimum results. Using this algorithm, comparison of different results are carried out faster and is more accurate. Also the cost and the repeating times were reduced using GA.Keywords: Genetic Algorithm, Digital Filter, Signal Processing, Data Acquisition, Dynamic Test, Wind Tunnel
-
Page 83Wood consists not only of water but also of polymers such as cellulose, hemicelluloses, and lignin. Drying of wood is a complex operation involving transient transfer of heat and mass along with several processes, such as physical or chemical transformations, which in turn, may cause changes in product quality. The drying of wood is an important step in the processing of timber. Little detailed data is available on different heating modes during drying of wood. This paper presents experimental work using convectional air drying, microwave drying, and infrared drying of Guilan spruce woods. The experimental results show drying time of the microwave heating is significantly reduced, while the strength stays higher than that obtained in convectional and infrared drying.Keywords: Wood Drying, Microwave, Infrared, Convectional Heat Transfer
-
Page 91Film cooling of a two-dimensional flat plate at different jet to cross flow velocity ratios (R) is simulated at the jet Reynolds number of 4700, using large eddy simulation (LES) approach. Our computational methodology includes the use of finite volume method, applying the unsteady SIMPLE algorithm and a multi-block and non-uniform staggered grid. The governing equations have been discretized applying the Power-Law scheme for the spatial terms and the Crank-Nicolson scheme for the temporal terms. Two solution approaches are discussed here, namely:1-neglecting and 2-considering density ratio effects. The results showed that the density ratio has significant effects on the flow structures, namely on the penetration, the expansion, and the reattachment point of the vortical regions. Therefore, it changes the temperature distribution and the film cooling effectiveness, and thus, it should not be easily neglected.Keywords: Large Eddy Simulation (LES), Film Cooling Effectiveness, Density Ratio, Jet into Cross Flow
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.