فهرست مطالب

International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology
Volume:3 Issue: 4, 2010

  • تاریخ انتشار: 1389/04/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمود مهرداد شکریه، محسن قاجار صفحه 1
    در تحقیق حاضر نرخ آزادسازی انرژی کرنشی بحرانی برای کامپوزیت لایه ای کربن- اپوکسی T300/913 تک جهته با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ANSYS بر اساس روش بسته شدن مجازی ترک (VCCT) مورد بررسی قرار گرفته است. برای تحلیل های عددی از نمونه کشش فشرده (CT) استفاده شده است و ابعاد آن از مراجع موجود استخراج گردیده است. نتایج بدست آمده از تحلیل اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی موجود در مقالات مقایسه شدند. توافق خوبی بین نرخ رهایی انرژی بحرانی بدست آمده از تحلیل اجزاء محدود با نتایج آزمایشگاهی وجود دارد. دقت و سادگی مدل ارائه شده، آن را برای پیش بینی و یا تکمیل تحقیقات آزمایشگاهی مناسب می سازد. نوآوری ارائه شده در این مقاله، سادگی مدل ارائه شده در این تحقیق می باشد که از مزایای آن در مدل سازی نرخ رهایی انرژی کرنشی بحرانی مود I برای کامپوزیت های لایه ای به حساب می آید.
    کلیدواژگان: نرخ آزادسازی انرژی کرنشی، مود I، بسته شدن مجازی ترک (VCCT)، نمونه کشش فشرده (CT)، اجزاء محدود - نرم افزار ANSYS
  • محمد مهدی رشیدی، پیمان لشگری، محسن مهرابی صفحه 9
    در این مقاله، یک سیکل ترکیبی پیشنهاد گردیده است که ترکیبی از سیکل قدرت رانکین و سیکل تبرید اجکتوری می باشد و قادر است همزمان هر دو توان حرارتی و تبرید را تولید نماید. این سیکل توسط حرارت خروجی از توربین های گازی، یا از طریق تلفات انرژی کارخانه ها، یا با انرژی خورشیدی و یا انرژی های زمین گرمایی کار کند. از آنالیز اگزرژی به منظور بهبود ترمودینامیکی این سیکل و از آنالیز پارامتری جهت بررسی اثر مشخصات ترمودینامیکی بر روی عملکرد سیکل استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین تلفات اگزرژی، به واسطه برگشت ناپذیری ها رخ می-هد. اجکتور نیز سهم قابل ملاحظه ای در برگشت ناپذیری ها دارد. همچنین مشاهده شد که فشار ورودی به توربین، فشار خروجی توربین، دمای کندانسور و تبخیرکننده، اثرات قابل ملاحظه ای بر توان خروجی توربین و بازده اگزرژی سیکل دارند.
    کلیدواژگان: سیکل قدرت رانکین، سیکل تبرید اجکتور، بهینه سازی، بازگشت ناپذیری، تحلیل اگزرژی
  • ابراهیم علیزاده، کورش صدیقی، موسی فرهادی، محسن شاکری صفحه 19
    تاثیر غلظت محلول متانول و عمق کانال صفحات گرافیتی بر عملکرد تک سل پیل سوختی متانولی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. غشای مورد استفاده از نوع نفیون 117و ابعاد تک سلcm 10 10 است. از محلول متانول با غلظت های 5/0، 1، 5/1، 2 و 3 مولار استفاده شده است. عمق کانال به ترتیب 1، 5/1 و 2 میلی متر انتخاب شده و برای بررسی تاثیر عمق کانال، همزمان عمق کانال آند و کاتد تغییر کرده است. غلظت بهینه متانول برای تک سل فوق حدود 5/0 الی 5/1 مولار می باشد. براساس آزمایشات مختلف هرچه عمق کانال کمتر باشد انتقال جرم بهتر صورت گرفته و خارج کردن دی اکسید کربن راحت تر صورت می گیرد. نتایج حاصل عمق بهینه کانال برای عملکرد تک سل فوق را 1میلی متر نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بازده پیل سوختی متانولی، غلظت متانول، عمق کانال - انتقال جرم
  • محمد مهدی کشتکار، سید عبدالرضا گنجعلیخان نسب صفحه 27
    اخیرا با استفاده از محیط های متخلخل نوع جدیدی هوا-گرمکن طراحی شده است که اصول کارکرد آنها برپایه تبدیل انرژی بین آنتالپی گاز وانرژی تابشی استوار است. در کار حاضر رفتار حرارتی یک هوا – گرمکن متخلخل چهار لایه مورد تجزیه و تحلیل تئوریک قرار گرفته است. به علت عدم تعادل حرارتی بین گاز و محیط متخلخل دو معادله انرژی جداگانه برای فاز گاز و جامد در نظر گرفته شده است که شامل هدایت گرمایی در دوفاز، انتقال حرارت جابجایی بین دو فاز و تشعشع در محیط متخلخل می باشد که به صورت عددی در میدان دوبعدی مستطیلی حل می شوند. برای محاسبه تشعشع گرمایی از مدل جهات مجزا که برای محاسبات چندبعدی دقت بسیار بالایی دارد استفاده می شود. همچنین رفتار حرارتی سیستم مورد نظر و تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل ضخامت لایه متخلخل و نسبت پخش لایه بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. جهت بررسی صحت روش بکار گرفته شده، نتایج عددی کار حاضر با داده های تئوری و تجربی محققین دیگرمقایسه شده و انطباق قابل قبولی مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: هواگرمکن تشعشعی متخلخل، میدان دو بعدی مستطیلی، مدل جهات مجزا
  • محمد امین بهاری، روزبه علیپور صفحه 35
    فرآیند هیدرو فرمینگ یکی از مؤثرترین روش های تولید، جهت افزایش حد کشش در شکل دادن ورق های فلزی می باشد. چرا که در فرآیند هیدروفرمینگ، شکل دهی توسط سنبه ای انجام می شود که قطعه را در جهت متقابل، با فشار کنترل شده سیال به جلو می برد. در این مقاله فرآیند کشش عمیق هیدروفرمینگ برای سنبه های سر کروی مورد بررسی قرار گرفته است. مسیرهای مختلف فشار در نرم افزار ABAQUS 6.7تست شده، تا محدوده فشار کاری، به صورت شبیه سازی شده بدست آید. در نهایت اثر نسبت کشش، بر روی فشار محدوده کاری بررسی گردید. همچنین جهت بررسی دقت شبیه سازی، نتایج بدست آمده با تعدادی تست تجربی مقایسه شده اند. بررسی های انجام شده، بیانگر این است که با افزایش نسبت کشش، منحنی پارگی به شدت افت می کند و مساحت ناحیه مجاز کاهش می یابد، با افزایش زمان وسعت نواحی مجاز افزایش می یابد و با افزایش نسبت کشش مسافت ناحیه مجاز کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: هیدروفرمینگ، کشش عمیق با سنبه های سر کروی، تحلیل اجزای محدود
  • سعید امینی، محمد جواد ناطق، امیر عبدالله صفحه 43
    در این مقاله به بررسی فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک پرداخته می شود. این روش تراشکاری از جمله روش های پیشرفته است که باعث بهبود توانایی ماشینکاری مواد می شود. ابزار ارتعاشی تحت مود طولی با دامنه ارتعاش 10 میکرون و فرکانس 20 کیلوهرتز ساخته شده است بطوریکه ارتعاش در جهت سرعت برشی اعمال گردد. آزمایشی که بر روی آلومینیوم (AL7075) انجام گرفته منجر به کاهش نیروی ماشینکاری در فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک نسبت به فرآیند تراشکاری سنتی گردیده است. همچنین آزمایشاتی به هدف مطالعه پارامترهای موثر بر فرآیند ماشینکاری با قطعه کار از جنس Al7075 انجام شد. این پارامترها شامل سرعت برشی، نرخ پیشروی، عمق برش و دامنه ارتعاش می باشد. تحلیل آماری بر روی نتایج آزمایش انجام و مدل های ریاضی مختلف برای پیش بینی نیروی ماشینکاری و بهینه سازی پارامترهای ماشینکاری برای دستیابی به حداقل نیروی ماشینکاری ارائه می گردد. جهت انجام آزمایش ها از روش Full Factorial استفاده شده است. در نهایت مقایسه نیروی ماشینکاری در دو فرآیند تراشکاری به کمک ارتعاش اولتراسونیک و تراشکاری سنتی انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: ارتعاش اولتراسونیک، تراشکاری Al7075، نیروی ماشینکای، تحلیل آماری
  • علی لهراسبی نیچکوهی صفحه 53
    در این مطالعه محدوده برگشت شعله و ساختار آن در لوله های باریک حامل جریان اشتعال پذیر به صورت عددی مورد بررسی قرار می گیرند. مدل ریاضی شامل معادلات بقای جرم، بقای ممنتوم، بقای انرژی و بقای اجزاء است. احتراق نیز به صورت واکنش یک مرحله ای برای متان مدل می شود. این مطالعه در دو مرحله انجام می شود، در مرحله اول تحلیل به صورت گذرا انجام شده تا جایی که شعله وارد لوله پیش اختلاط شود و گرادیان سرعت بحرانی (محدوده برگشت شعله) برای نسبت سوخت به هوای مختلف و در شعاع-های مختلف لوله بدست آید. همچنین محدوده ای از جریان که به ازای آن شعله ناپایدار است نیز در این مرحله بدست می آید. در مرحله دوم با کاهش بیشتر نرخ جریان ورودی به محفظه، یک شعله برگشته در ناحیه پیش اختلاط نزدیک دیواره ایجاد می شود که با مطالعه شعله برگشته در داخل لوله پیش اختلاط، ساختار شعله برگشته در نزدیک دیواره بدست می آید. با توجه به اینکه پیش بینی برگشت شعله به صورت تجربی بسیار خطرناک است، مطالعه عددی آن می تواند در شناسایی هرچه بیشتر این پدیده و همچنین توسعه سیستم های احتراقی پیش اختلاط مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: انتشار ناگهانی شعله - حل عددی، شعله آرام، احتراق پیش اختلاط
  • محمدرضا صیدی، محسن لوح موسوی صفحه 61
    یکی از مهمترین قطعات سیستم انتقال قدرت در خوروهای امروزی، مجموعه پلوس است که وظیفه آن، انتقال گشتاور و سرعت دورانی خروجی از گیربکس به چرخ ها با نسبت ثابت است. مجموعه پلوس از چهار قطعه تشکیل شده که یکی از آنها کاسه خارجی است. به علت پیچیده بودن قطعه و با توجه به اهمیت آن در خودرو و وجود تنش های بالا، تنها راه مقرون به صرفه تولید آن، فرآیند آهنگری می-باشد. شکل ظاهری قطعه، حداقل دو مرحله آهنگری را برای تولید مطرح می سازد. ابتدا شکل گیری قسمت دسته توسط اکستروژن مستقیم و سپس قسمت کاسه توسط اکستروژن معکوس. در این تحقیق فرآیند های اکستروژن مستقیم و معکوس داغ پلوس پراید همراه با پیش گرم و با در نظر گرفتن اتلاف دما تا لحظه اعمال ضربه سنبه، به روش اجزای محدود شبیه سازی شده است. قالب ها جهت بررسی دما و تنش به صورت توپر و الاستیک در نظر گرفته شده اند. نمودار نیروی لازم در طول فرآیند براساس جابه جایی سنبه و سایر نتایج مربوطه، در انتها مورد بحث قرار گرفته اند. جهت معتبرسازی، نتایج عددی حاصل، با نتایج حل تئوری مقایسه شده-اند بطوریکه نتایج این مقایسه از همخوانی خوبی برخوردار است
    کلیدواژگان: آهنگری داغ، پلوس، روش اجزای محدود، اکستروژن مستقیم، اکستروژن معکوس
|
  • Mahmoud Mehrdad Shokrieh, Mohsen Ghajar Page 1
    In this paper the critical strain energy release rate for T300/913 carbon-epoxy laminated composites has been studied using ANSYS finite element software based on virtual crack closure technique (VCCT). Compact Tension (CT) specimen has been used for numerical analyses and the geometrical dimensions have been extracted from the existing references. The results obtained from the finite element analysis are compared with the existing experimental results in literature. There is good agreement between the critical energy release rate obtained from finite element analysis and the experimental results. Accuracy and simplicity of presented model make it appropriate for predicting the experimental results and improving experimental techniques. The innovation of the present research is the simplicity of the model for simulation of the critical strain energy release rate of the laminated composites.
  • Mohamadmehdi Rashidi, Payman Lashgari Page 9
    In this paper, a new combined power and refrigeration cycle is proposed, which combines the Rankin power cycle and the Ejector refrigeration cycle. This combined cycle produces both power output and refrigeration output simultaneously. This cycle is driven by the flue gas of gas turbines, industrial waste heats, solar energy and geothermal energy. An exergy analysis is performed to guide the thermodynamic improvement for this cycle and a parametric analysis is conducted to evaluate the effects of the thermodynamic parameters that are significant on the performance of the combined cycle. The results indicate that the biggest exergy loss is due to the irreversibilities. The ejector causes the most effect on exergy loss. It is also shown that the turbine inlet pressure, the turbine back pressure, the condenser temperature and the evaporator temperature have significant effects on the turbine power output and exergy efficiency of the combined cycle.
  • Ebrahim Alizadeh, Kourosh Sedighi, Mousa Farhadi, Mohsen Shakeri Page 19
    Effect of methanol concentration and channel depth of bipolar plates on the performance of single direct methanol fuel cell was investigated experimentally. The membrane used in this experiment was Nafion117. Dimension of the single cell were 10cm 10 cm. Methanol concentrations of 0.50, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0 molar were used. Channel depth of the bipolar plates were chosen to be 1.0, 1.5, 2.0 mm, and in order to investigate the effect of channel depth, anode channel depth and cathode depth were changed simultaneously. Optimized methanol concentration for the single cell were 0.5-1.5 molar. Based on different experiments, as channel depth is decreased, mass transfer is improved and removal of carbone dioxide takes place easier. The results indicate that the best channel depth for this kind of single cell is 1.0 mm.
  • Mohamadmehdi Keshtkar, Abdoreza Ganjalian Nasab Page 27
    This work presents the heat transfer characteristics of a new type of porous radiant air heater that operates on the basis of effective energy conversion method between flowing gas enthalpy and thermal radiation. At each layer, the gas and solid phases are considered in non-local thermal equilibrium, and combustion in the porous radiant burner is modeled by considering a non-uniform heat generation zone. The homogeneous porous media, in addition to its convective heat exchange with the gas, may absorb, emit, and scatter thermal radiation. In order to determine the thermal characteristics of the proposed porous radiant air heater, a two-dimensional model is used to solve the governing equations for porous medium and gas flow, moreover discrete ordinates method is employed to obtain the distribution of radiative heat flux in the porous media. In order to validate the applied numerical method at the present analysis, the results are compared with some reported theoretical and experimental results of other investigators, where good agreement is observed.
  • Mohamadamin Bahari, Rouzbeh Alipour Page 35
    Hydroforming process in one of the most effective production method, for improving the drawing ratio in sheet metal forming process. This is due to the fact that in hydroforming process, forming takes place using a punch which drives the part forward via a controlled fluid pressure. In this paper, deep drawing hydroforming for circular punch is investigated. Different pressure paths are tested using ABAQUS 6.7 software, in order to determine practical pressure constraint via simulation. Finally, drawing ratio effect on practical pressure constraint is investigated. In order to evaluate simulation accuracy, the obtained results are compared with some experimental results. Results indicate that by increasing drawing ratio, rupture curve is dropped significantly, and allowed zone area is reduced. Moreover, with increasing time, allowed zone area is expanded, and with increasing drawing ratio, allowed zone distance is reduced.
  • Saeed Amini, Mohamadjavad Nategh, Amir Abdollah Page 43
    In this paper, Ultrasonic assisted cutting (UAT) process has been investigated. The cutting technique is among the advanced machining techniques which improve cutting capability of materials. Vibratory tool is made under longitudinal mode with 10 micron amplitude and 20 KHz frequency, in such a way that vibration is applied in cutting speed direction. Experiment carried out on Al7075; using ultrasonic assisted turning has lead to reduction in the cutting force, versus traditional cutting process. Moreover, further experiments were done aiming at investigating effective parameters in UAT machining process on Al7075 parts. These parameters include cutting speed, feed rate, depth of cut, and vibration amplitude. Statistical analysis on the experiment results were carried out, and different mathematical models for forecasting cutting force and optimizing machining parameters are presented in order to achieve minimum cutting force. At the end, cutting forces were compared for two machining processes namely ultrasonic assisted cutting (UAT) process, and traditional machining.
  • Ali Lohrasbi Page 53
    Premixed combustion is widely used for reducing pollutant emission from combustion chambers. However, these systems may be sensitive to complex phenomena such as flashback. In the present study flame, flashback and structure of premixed laminar flames are investigated theoretically. The mathematical model includes the axi-symmetric continuity, Navier Stocks, energy, and species equations. Combustion is modeled as one-step overall reaction using experimental relation with Arrhenius finite rate model. Flashback is examined as a function of wall velocity gradient, tube radius, and fuel concentration in mixture. The analysis is done in two stages. In the first stage, analysis is done traditionally where the value of flashback criteria is calculated and the unstable region of combustion is obtained. In the second stage, flame is kept to propagate into the region of investigation to study the flame structure. Because of complexity of flame flashback, difficulties of performing the experiments confronting flashback phenomena, and fire hazard, the numerical simulation of this phenomenon is strongly recommended.
  • Mohamadreza Seydi, Mohsen Lohmousavi Page 61
    One of the most important parts of power transmission in automotives is C.V. joint, which consists of four components where exterior bowl is one of them. Due to its complexity, and importance in automobile and existence of high stresses, forging process is the only cost effective method of production. Hence, the best method of production of this part is forging process. The exterior part of C.V. joint is produced through two subsequent stages. First, forward extrusion is applied followed by backward extrusion. In this research hot forward and backward extrusion of C.V. joint of PRAID with pre-heating while heat loss has taken into account, were simulated using finite element method. The Arbitrary Lagrangian-Eulerian method was employed to improve element distortions. Dies were considered as solid and elastic to investigate the thermal interactions of dies and the work piece. Deformation behavior, die contact pressure and punch force have been discussed by using the numerical results. Force diagrams during forging process according to die displacement and related results are discussed. Numerical results are compared with theoretical results for validation, meanwhile the comparison results are in good agreement.