فهرست مطالب
فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 26 (پاییز 1390)
- تاریخ انتشار: 1390/07/11
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحه 1در این تحقیق، عیب یابی اتصال ورق آلومینیوم و ورق کامپوزیت شبیه سازی شده است. برای این منظور، انتشار موج عمودی در لایه ها و اتصال بین آنها که توسط پروب موج عمودی ایجاد می شود، مدل شده است. این شبیه سازی توسط نرم افزار المان محدود ABAQUS صورت گرفته است. در مدل اجزای محدود سه لایه وجود دارد، که لایه میانی چسب (لایه ای که مورد ارزیابی قرار می گیرد) می باشد. به منظور بررسی تاثیر وجود عیب در خروجی، یک بار مدل به طور کامل و بار دیگر در قسمت اتصال حفره ایجاد می شود. سیگنال های خروجی حاصل از شبیه سازی با خروجی آزمایش که با دستگاه تست غیر مخرب با پروب موج عمودی انجام شده، مقایسه می شود تا صحت شبیه سازی تایید شود. نمونه ساخته شده برای آزمایش، همانند مدل، شامل لایه آلومینیوم متصل به لایه کامپوزیت می باشد. در یک ناحیه خاص در نمونه، تست عدم اتصال انجام می شود تا هم سیگنال ناشی از اتصال کامل و هم سیگنال ناشی از عدم اتصال، مقایسه شود. نتایج به دست آمده از آزمایش کاملا بر نتایج شبیه سازی منطبق می باشد.
کلیدواژگان: تست غیرمخرب اولتراسونیک، انتشار موج، مدل المان محدود، لایه چسب، آلومینیوم، کامپوزیت -
صفحه 13
تخمین حالت یک ابزار اساسی در سیستم مدیریت انرژی برای نظارت، کنترل و بررسی امنیت استاتیک سیستم های قدرت است. روش متداول حل مسئله تخمین حالت، استفاده از حداقل مربعات وزن دار است که معایبی همچون بد رفتار بودن ماتریس بهره و کند بودن فرایند شناسایی اطلاعات غلط دارد. طراحی تخمین گر با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می تواند بر مشکلات عددی فائق آمده و با سرعت بیشتری نسبت به روش حداقل مربعات وزن دار، عمل تخمین را انجام دهد. با این حال، وجود خطا در سیگنال های اندازه گیری می تواند همچنان باعث انحراف مقادیر تخمین از مقادیر واقعی شود. لذا به منظور کاهش اثر نامطلوب داده های غلط در این فرایند، در این مقاله روشی جدید با تکیه بر توانایی های شبکه عصبی پیشنهاد شده است که مشخصه عملکردی تخمین گر حالت را بهبود می بخشد. کارایی روش پیشنهادی، روی دو سیستم قدرت نمونه 9 و 14 شینه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی، موید عملکرد رضایت بخش تخمین گر پیشنهادی است.
کلیدواژگان: تخمین حالت، حداقل مربعات وزن دار، شبکه های عصبی، شناسایی اطلاعات غلط، روش بزرگترین مانده ها -
صفحه 23
در مقاله حاضر، مسئله تماس چرخ و ریل با وجود ترک سطحی در ریل بررسی شده است. دلیل بررسی این مسئله تاثیر قابل توجه تماس چرخ و ریل بر ضرایب شدت تنش می باشد. در این تحقیق، با استفاده از روش اجزای محدود و به کمک یک نرم افزار تجاری، چرخ و ریل ترکدار تحت شرایط غلتش همراه با لغزش جزئی مدل سازی شده است. برای مدل کردن اثر متقابل بین چرخ و ریل و همچنین سطوح ترک، از المان های تماسی استفاده شده است. ضرایب شدت تنش با روش عددی برونیابی جابجایی محاسبه گردیده است. تاثیر فاکتورهایی همچون زاویه استقرار ترک، طول ترک، ضریب اصطکاک و موقعیت چرخ نسبت به ترک بر ضرایب شدت تنش مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که ضریب KII دارای مقادیری بزرگتر از KI میباشد. از این رو، به نظر میرسد در این مسئله تماس چرخ و ریل، مد برشی بر رفتار نوک ترک غالب است. تغییر شکل پیچیده لبه ترک هنگام عبور چرخ، جهت تنش برشی را در سطوح ترک تغییر میدهد و این باعث نوسان در مقادیر KII میشود. نوسان در مقادیر KII مهم ترین عامل رشد ترک خستگی در مسئله تماس چرخ و ریل است.
کلیدواژگان: ترک سطحی، چرخ و ریل، ضرایب شدت تنش، روش اجزای محدود -
صفحه 33پدیده لنگی برش در سازه های با سیستم لوله ای در اثر تغییر مکان قائم ناهمگون ستون های واقع بر بال سازه بوجود می آید. هر ستون داخلی نسبت به ستون خارجی سمت خود، تغییر شکل و تنش کمتری خواهد داشت. چون لنگر اعمالی خارجی باید توسط کوپل داخلی ناشی از نیروهای کششی و فشاری دو سمت مخالف محور خنثی ساختمان تحمل گردد، تنش های ستون های گوشه ای بیشتر از تنش های ناشی از رفتار خالص لوله ای خواهد بود و تنش های ستون های میانی کمتر از آن می باشد و توزیع تنش محوری از حالت خطی (ایده آل) دور می شود. هدف از این مقاله، بررسی پدیده لنگی برش در سازه های لوله ای بتن آرمه می باشد. مدل های سازه ای با طبقات مختلف و دارای پلانهای مربعی و مستطیلی شکل در تحلیلها استفاده شدند. به منظور بررسی نتایج حاصل از تحلیل سازه ها، پارامتری بدون بعد تحت عنوان اندیس لنگی برش تعریف گردیده است. مطالعه پارامتری مبتنی بر بررسی نحوه تاثیر پارامترهایی نظیر تغییر در بعد ستون ها و نیز تغییر در سختی تیرهای رابط آنها بر اندیس لنگی برش می باشد. نتایج نشان داد افزایش بعد ستون نمی تواند به میزان زیادی مقدار لنگی برش را کاهش دهد. همچنین با افزایش سختی تیرهای رابط بین ستون ها در پیرامون سازه، اندیس لنگی برش، کاهش نسبتا چشمگیری داشت. به عنوان یک دستاورد کلی و با در نظر گرفتن نتایج حاصل از تحلیل های متعدد می توان گفت که هر چند تکنیک های افزایش بعد ستون و نیز افزایش سختی تیرهای پیرامونی تا حدودی میزان لنگی برش را کاهش می دهند اما چنانچه راهکار موثرتری مدنظر باشد، می بایست از روش های دیگر سازه ای نظیر استفاده از سازه لوله ای بادبندی شده بهره گرفت.
کلیدواژگان: لنگی برش، سازه لوله ای، بتن آرمه، تنش محوری -
صفحه 49در تقویت مخازن تحت فشار همواره سعی بر افزایش مقاومت مخزن در مقابل کاهش وزن آن بوده است. بدین منظور، روش سیم پیچی از روش های موثر جهت افزایش نسبت استحکام به وزن مخازن با ایجاد تنش پسماند منفی در جداره می باشد که سبب افزایش ایمنی نیز می گردد. هدف این مقاله، بررسی تحلیلی و عددی تاثیر مقاوم سازی مخازن جدار نازک CNG نوع 2 با استفاده از عملیات سیم پیچی می باشد. در این مقاله، ابتدا اهمیت و اصول روش سیم پیچی ذکر می گردد. سپس با استفاده از حل تحلیلی، بیشترین فشار داخلی ممکن برای تسلیم همزمان یک نمونه مخزن CNG و سیم پیچ آن برای 1 تا 5 لایه سیم پیچی بر اساس معیار ترسکا به دست آورده می شود. بعد از آن، مسئله به کمک نرم افزار المان محدود شبیه سازی و تحلیل شده و در انتها نتایج با حل تحلیلی مقایسه می گردد. نتایج نشان دهنده آن است که در تقویت مخازن آلومینیومی به کمک 5 لایه سیم پیچی، می توان نسبت حداکثر فشار به وزن را در مقایسه با مخازن تمام فلزی تا میزان 3/55% افزایش داد. همچنین، حداکثر خطای موجود در این حالت بین نتایج تحلیلی و عددی در حدود 3% می باشد.
کلیدواژگان: سیم پیچی، مخزن CNG، تقویت مخازن، تحلیل تنش -
صفحه 57ساختمان های ترکیبی که دارای دو سیستم متفاوت سازه ای در ارتفاع می باشند، رفتار لرزه ای مناسبی ندارند. ساختمان های شامل سازه بتن آرمه در طبقات پایین و سازه فولادی در طبقات بالا، نمونه ای از این سازه های ترکیبی در ارتفاع می باشند و ممکن است تحت بارگذاری زلزله، سازه فلزی فوقانی روی بخش بتنی تحتانی بلغزد. در این مقاله، رفتار خطی و غیر خطی ساختمان های 5، 10 و 15 طبقه شامل قاب بتن آرمه با دیوار برشی در طبقات پایین و قاب فولادی با بادبند در طبقات بالا بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با اجرای طبقه انتقالی در حد فاصل دو بخش فولادی و بتنی، رفتار لرزه ای این سازه ها بهبود می یابد. طبقه انتقالی، یک طبقه مرکب (بتنی- فولادی) است و شامل ستون های ترکیبی، دیوارهای برشی و بادبندهای فولادی می باشد. تعداد این طبقات انتقالی به ارتفاع ساختمان و میزان بارهای وارده، بستگی دارد. محل بهینه این طبقه، در یک سوم فوقانی ارتفاع ساختمان ترکیبی است. علاوه بر آن، با اجرای طبقه انتقالی در سازه های ترکیبی، نیروهای محوری و برشی در محل اتصال دو سازه کاهش می یابند و شکل پذیری این ساختمان ها افزایش پیدا می کند.
کلیدواژگان: رفتار خطی، رفتار غیر خطی، ساختمان های ترکیبی، طبقه انتقالی، مفصل پلاستیک -
صفحه 67سیستم ترمز ضدقفل (ABS) یکی از مهمترین امکاناتی است که در ایمنی خودروها اثرگذار می باشد و به همین دلیل تلاش های بسیار زیادی به منظور طراحی و ارتقاء این سیستم صورت پذیرفته است. اساس کار کلیه سیستم های پیشین بر مبنای تغییر حجم روغن بوده و اندازه نیروی ترمزی اعمال شده به کفشک ها از این طریق کنترل می گردد. در این مقاله، مفاهیم و اصول سیستم ترمز الکترومغناطیسی ضدقفل (EMABS) معرفی شده و مزایای آن نسبت به سایر سیستم ها بیان گردیده است. طرح ترمز الکترومغناطیسی ضد قفل حاصل جاذبه الکترومغناطیسی یک نوع آهنرباست که اصطلاحا رله جذبی نامیده می شود و اصل اساسی این نوع سیستم ترمزی را به همراه مکانیزم های مکانیکی تشکیل می دهد. در سیستم EMABS از این رله جذبی به عنوان یک سیستم کمکی به منظور ضدقفل کردن ترمز استفاده گردیده است. در این مقاله، اثر تاخیر زمانی سیستم های ضدقفل بر عملکرد فرایند ترمزی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از توابع مختلف تاخیر زمانی در سیستم های ABS و EMASB با یکدیگر مقایسه شده است.
کلیدواژگان: ایمنی خودرو، سیستم ترمز الکترومغناطیسی ضدقفل، رله جذبی، میرا کننده ارتعاش، کنترل کننده الکترونیکی
-
Page 1In this research, inspection of bonding between aluminum and composite layer is simulated. To this aim, propagation of vertical wave in layers and their connection, which is created by vertical wave probe, was modelled. This simulation is performed by ABAQUS finite element software. There are three layers in finite element model, which the middle one is cohesive. To show the effect of disbond on the output signals, cohesive layer is modeled with and without hole. The results of simulated output signals were compared to test results, which was performed with nondestructive vertical wave probe, to verify the simulations. The test specimen was made of aluminum bonded to composite. In a special zone in the test specimen, dispond test was performed to compare the signals from complete bonding and nonbonding. There was good agreement between simulation and test results.Keywords: Nondestructive ultrasonic test, Wave propagation, FEM, Cohesive layer, Aluminum, Composite
-
Page 13
State estimation is a key tool in energy management system for monitoring, control and static security analysis of power systems. Weighted least square, as a conventional method for solving state estimation problem, has deficiencies such as ill-conditioning of gain matrix and slow detection of bad data. Designing of state estimator by using artificial neural network can overcome the numerical results and converge to desirable state more rapidly with respect to weighted least square method. However, errors in measured data would result to bias in state estimation procedure. In this paper, with the aim of mitigation of bad data effect, a state estimator based on artificial neural network was presented that can improve the ability of proposed method. Efficiency of the proposed method has been investigated on two test systems with 9 and 14 buses. The results confirm abilities of the proposed method in solving state estimation problem.
Keywords: State estimation, Weighted least square, Neural network, Bad data detection, Largest residual method -
Page 23
In this paper, wheel-rail contact problem in the presence of rail surface crack is investigated. The reason for investigating this problem is significant effect of wheel-rail contact on stress intensity factors. In this research, by using finite element method and a commercial software, wheel-rail is modeled under partial slip rolling condition. Contact elements are used to model the interactions between the wheel-rail contact surfaces and the crack surfaces. Stress intensity factors are calculated through a numerical displacement extrapolation method. The effects of crack orientation, crack length, friction coefficient and contact on the stress intensity factors are studied. The results indicate that KII has greater values than KI. Therefore, shear mode may dominate the tip behavior in this wheel-rail contact problem. As the wheel passes over, the complicated crack edge deformation changes the direction of interfacial shear stress and this causes variation in KII. Fluctuation in KII is the main factor of fatigue crack propagation in the wheel-rail contact problem.
Keywords: Surface crack, Wheel, rail, SIFs, FEM -
Page 49Increase of strength to weight ratio is one of the main aims in pressure vessel reinforcement. Wire-winding is a safe technique which can be used to reinforce pressure vessels by introducing compression prestress. The purpose of this paper is analytical and numerical investigation of reinforcement effect on CNG vessels by using wire-winding technique. This process increases working pressure to weight ratio in aluminum vessels wound by steel wire in comparison to full-steel vessels. In this work, first, the wire-winding method was explained. Next, by considering synchronic yield in the CNG vessel and number of wire layers, maximum internal pressure is calculated. For this purpose, an analytical solution based on Tresca yield criteria is used. Then, the problem is simulated by finite element software. Finally, the obtained results are compared with the analytical results. It is shown that in reinforcement of aluminum vessel by winding five layers, the maximum ratio of working pressure to weight can increase 55% in comparison with full-steel vessels. Also, maximum error between analytical and numerical results was about 3%.Keywords: Wire, winding, CNG vessel, Vessel reinforcement, Stress analysis
-
Page 57Hybrid buildings, which consist of two different structural systems in height, don’t show good seismic response. Use of reinforced concrete (RC) frames for lower stories and steel frames for upper stories is an example of hybrid buildings and under the earthquake loads, steel frames may slip on lower concrete parts. In this paper, linear and nonlinear behavior of 5, 10 and 15 story buildings that have RC frames with shear walls in lower stories and steel frames with bracings in upper stories is investigated. Analytical results show that using transition story between two different parts of hybrid structures improves the seismic behavior of these buildings. Transition story, which is located in the transition level, is a composite (steel-concrete) story with composite columns, shear walls and steel bracings. Number of these transition stories is dependent on the height of the building and applied loads. The best position of this story is at one-third of the height of hybrid building from top. Moreover, with using transition story in hybrid structures, axial and shear forces at transition level decrease and ductility increases.Keywords: Linear behavior, Nonlinear behavior, Hybrid buildings, Transition story, Plastic hinge
-
Page 67Anti-lock braking system (ABS) is an automobile safety system that allows the wheels on a motor vehicle to maintain tractive contact with the road surface according to driver inputs. It is reported that this system can be considered as one of the most important options in vehicle safety and consequently, concentration upon this system can be extremely useful. In conventional anti-lock braking systems, the braking force is generated by hydraulic pressure and then is applied to the driven wheels through hydraulic circuits. Whereas, the fundamental of braking force generation in EMABS is thoroughly different. In this paper, basic concepts of electromagnetic anti-lock braking system are introduced and some of its important advantages in comparison with conventional anti-lock braking systems are presented. In EMABS, a portion of braking force is generated by using an electromagnetic relay and is transmitted into braking shoes through hydraulic circuits. It should be noted that the initial pressure of braking force in EMABS is also generated by a hydraulic booster and it causes the locking of driven wheels. Afterward, the performance of electromagnetic anti-lock system will be started and the locked wheel will be released.Keywords: Electromagnetic anti, lock braking system, Electromagnetic relay, Vibration damper, Electronic control unit
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.