فهرست مطالب

مکانیک سازه ها و شاره ها - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1393)

مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
سال چهارم شماره 2 (تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/06/21
  • تعداد عناوین: 14
|
  • محمد مهدی فاتح، سید محمد احمدی صفحات 1-12
    این مقاله روشی نوین برای کنترل مقاوم بازوهای رباتیک با تخمین گر تطبیقی عدم قطعیت و راهبرد کنترل ولتاژ ارائه می نماید. تخمین گر پیشنهادی یک شبکه عصبی چند لایه است که پارامترهای آن با الگوریتم پس انتشار خطا تنظیم می شوند. نوآوری طرح مذکور در بکارگیری راهبرد کنترل ولتاژ است که با راهبرد متداول کنترل گشتاور فرق اساسی دارد. مزیت کنترل پیشنهادی آن است که مستقل از مدل دینامیکی ربات است. بعلاوه، مشکل فقدان اطلاعات برای تخمین تابع عدم قطعیت حل می شود. در واقع، بجای بکارگیری خطای تخمین در الگوریتم پس انتشار خطا از خطای ردگیری و مشتق آن بطور موثری استفاده می گردد. پایداری سیستم کنترل با تحلیل ریاضی اثبات می گردد. کارایی روش کنترل پیشنهادی و تخمین گر عدم قطعیت با شبیه سازی بر روی ربات اسکارا مجهز به موتورهای الکتریکی جریان مستقیم مغناطیس دائم نشان داده می شود. عملکرد روش کنترل پیشنهادی با روش کنترلی دیگر که از سیستم فازی برای تخمین عدم قطعیت استفاده می کند مقایسه می شود. نتایج شبیه سازی ها برتری روش پیشنهادی را در ردگیری، نقطه تنظیم و تخمین عدم قطعیت نشان می دهند.
    کلیدواژگان: تخمین عدم قطعیت، کنترل مقاوم، شبکه عصبی چند لایه، بازوی رباتیک، راهبرد کنترل ولتاژ
  • امیر راستی، ایرج ستاری فر، منوچهر صالحی، وحید کریم نیا صفحات 13-23
    طراحی سازه های پرتابی هوایی نیازمند وزن کمینه و در نتیجه طراحی بهینه است. مخازن جدار نازک استوانه ای یکی از پر کاربردترین این سازه ها می باشند، که بهترین راه برای کاهش وزن این مخازن استفاده از رینگ های تقویتی است. در این پژوهش ابتدا بهینه سازی ابعاد رینگ تقویتی داخلی مخزن آلومینیومی تحت فشار، باهدف کمینه کردن وزن سازه به روش الگوریتم ژنتیک متصل به شبکه عصبی مورد مطالعه قرارگرفته است. در زمینه ایجاد اتصال بین تقویت کننده ها و مخزن، جوشکاری یکی از انعطاف پذیرترین روش ها است. اما دارای اثراتی همچون تنش های پسماند و اعوجاج بوده که می توانند باعث نقص در سازه شوند. به همین منظور در قسمت دوم به منظور بررسی این اثرات از تحلیل المان محدود استفاده شده است. نتایج تحلیل نشان داد که رینگ تقویتی T شکل دارای بهترین جواب بوده که ابعاد بهینه آن تعیین و گزارش شده است. همچنین مشخص گردید که بزرگی تنش های پسماند در حد نصف تنش تسلیم فلز پایه بوده و در منطقه جوش، تنش پسماند محیطی کششی و تنش پسماند محوری در داخل مخزن کششی و در سطح خارجی فشاری می باشد. اثر خال جوش ها روی توزیع تنش به صورت قله های تنش نمایان شدند و اثر آن ها روی رینگ تقویتی و روی توزیع تنش محیطی بیشتر بود.
    کلیدواژگان: مخزن استوانه ای جدارنازک، رینگ تقویتی T، شکل، جوشکاری MAG، مدل دوبیضی گلداک، بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک
  • احسان خجسته فر، سید بهرام بهشتی اول، کوروش نصر الله زاده، محمدرضا ذوالفقاری صفحات 25-34
    منحنی شکنندگی فروریزش نشان دهنده احتمال فراتر رفتن حالت حدی فروریزش در سازه هایی که تحت اثر رکوردهای زمین لرزه قرار میگیرند، است. منابع عدم قطعیت دانش اثرات قابل توجهی بر منحنی شکنندگی فروریزش دارند. در این مقاله، اثرات عدم قطعیتهای دانش ناشی از تغییرات موجود در پارامترهای مدل ممان چرخش اصلاح شده ایبارا-کراوینکلر در سازه های فولادی با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو بر اساس شبکه های عصبی مصنوعی در منحنی شکنندگی فروریزش دخیل می گردند. جهت آموزش شبکه، داده های ورودی با استفاده از شبیه سازی محدود پارامترهای مدلسازی بر اساس توزیع احتمالی آنها و داده های خروجی مقادیر میانگین و انحراف استاندارد منحنی شکنندگی فروریزش مربوطه به دست می آیند. دو شبکه دولایه ای با استفاده از داده های ورودی آموزش و صحت سنجی شده اند. شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از شبکه آموزش دیده صورت گرفته است و منحنی شکنندگی فروریزش تعیین می گردد. کارایی روش ارائه شده با مقایسه نتایج حاصل از مونت کارلو بر اساس سطح پاسخ نشان داده شده است. خطای پیش بینی به ترتیب برای مقادیر میانگین و انحراف استاندارد با استفاده از روش پیشنهادی به میزان 22 و 2 درصد نسبت به روش سطح پاسخ کاهش میاید.
    کلیدواژگان: عدم قطعیت دانش، منحنی شکنندگی فروریزش، سازه خمشی فولادی، شبکه عصبی مصنوعی، شبیه سازی مونت کارلو
  • محمد رضایی پژند، الهام میرافضلی صفحات 35-51
    میراگرها با گرفتن بخشی از کارمایه سازه، به کاهش آسیب ها و پخش یکنواخت آن ها کمک می کنند. در این پژوهش، از میراگرهای لزجی خطی بهره جویی می شود. روش های بسیاری برای طرح این گونه میراگرها را پژوهشگران پیشنهاد کرده اند. فن نویسندگان، طرح مومسان بر پایه کارکرد می باشد، که به کارایی موثرتر قاب با میرایی لزجی می انجامد. نخست، رابطه سازی روش انجام می شود. سپس، سازه های 3، 6 و 9 طبقه خمشی با میرایی طبیعی و افزوده، به شیوه مومسان طرح خواهند شد. در ادامه مقاله، تحلیل های ناخطی پویا، برتری های طرح مومسان را بیش از پیش آشکار می سازند.
    کلیدواژگان: میراگر لزجی، طرح مومسان برپایه ی کارکرد، تغییرمکان هدف، سازوکارتسلیم، بیشینه ی جابه جایی نسبی طبقه
  • دانیال ابوالحسنی، داریوش جواب ور، حمیدرضا عزت پور صفحات 53-65
    دو متغیر فرآیند اکستروژن نیمه جامد مستقیم شامل دمای ماده نیمه جامد در حین تغییر شکل و پروفیل قالب توسط آزمایشات تجربی بر روی آلیاژ آلومینیوم 6061 که کاربرد وسیعی در صنایع هوایی و مواد کامپوزیتی دارد، بررسی شد. نتایج بررسی متالورژیکی و مکانیکی محصولات نشان می دهند که قطعات اکسترود شده در دمای نیمه جامد 620 درجه سلسیوس دارای ریزساختاری با دانه های کروی همراه با انعطاف پذیری بهتر از نمونه های اکسترود شده در دماهای دیگر می باشند. همچنین بررسی های متالوگرافی نشان دادند که تفاوت قابل توجهی بین قطعه اکسترود شده در قالب منحنی و قطعه اکسترود شده در قالب مخروطی از نظر ریزساختاری وجود ندارد. اما با توجه به نتیجه آزمون کشش نمونه اکسترود شده در قالب منحنی مشخص شد که این قطعه دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به قطعه اکسترود شده در قالب مخروطی است. دلیل این موضوع وجود تمرکز تنش بالاتر در قالب مخروطی می باشد که باعث ایجاد تنش های پس ماند بیشتری در قطعه شده است.
    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیوم 6061، اکستروژن نیمه جامد مستقیم، دمای تغییرشکل، پروفیل قالب
  • حجت احسنی طهرانی، فاطمه انجیلی صفحات 67-74
    در این مقاله، یک روشی جدید جهت پایداری سیستم های دو بعدی گسسته زمانی تعریف شده با مدل راسر ارائه می دهیم، ابتدا سیستم های خطی دو بعدی گسسته زمانی مدل راسر معرفی می شود، سپس با استفاده از این ویژگی که پایداری سیستم های خطی دو بعدی گسسته زمانی، رفتاری مشابه با پایداری سیستم های خطی یک بعدی گسسته زمانی هم ارزش را دارد، پایداری سیستم های دو بعدی گسسته زمانی راسر را بررسی می کنیم. با توجه به اینکه برای پایداری سیستم های گسسته لازم است تمام مقادیر ویژه آن داخل دایره واحد قرار بگیرد، روش تخصیص مقادیر ویژه جزیی را برای جایگزینی مقادیر ویژه مطلوب به جای آن مقادیر ویژه سیستم حلقه باز که خارج دایره واحد قرار دارند، بکار می گیریم. برای حل مساله، با استفاده از روش تجزیه شور جزیی، ماتریس A را که بزرگ بوده به ماتریس های کوچک تری تجزیه می کنیم، سپس با به کارگیری روش تبدیلات تشابهی در سیستم های کنترل خطی، طیف موردنظر را به سیستم اختصاص می دهیم. بدین ترتیب سیستم پایدار می شود. در انتها نیز مثالی برای شرح این روش آورده شده است.
    کلیدواژگان: سیستم های دوبعدی، مدل راسر، پایداری، تخصیص مقادیرویژه جزئی، تجزیه شور جزئی
  • مجتبی طحانی، علی برگستان، محمدحسین صبور صفحات 75-87
    پرنده های اثر سطحی وسیله ای مناسب در صنایع نظامی و حمل و نقل های دریایی می باشند که با مشخصات آیرودینامیکی بالا و سرعت مناسب حرکت می کنند. استفاده از شبیه سازی عددی موجب کاهش هزینه و زمان برای بررسی مشخصات آیرودینامیکی بال می گردد که دقت قابل قبولی به نسبت داده های تجربی دارا می باشند.
    در این مقاله جهت ارزش گزاری شبیه سازی از نتایج حاصل از آزمایش تجربی بر روی بال ناکا6409 استفاده شده و بهترین مدل آشفتگی با تعداد المان شبکه مناسب انتخاب گردیده است. همچنین تاثیر اثر زمین و زاویه حمله را بر پارامترهای مهم آیرودینامیکی تعیین گردید و با بررسی تاثیر زمین متحرک و ثابت بر مشخصات آیرودینامیکی بال اثر سطحی، پایداری استاتیکی محاسبه گردید. در نهایت با تغییر مشخصات هندسی بال نظیر زاویه پیچش، زاویه هفتی، زاویه پسگرایی و نسبت باریک شوندگی تاثیر این عوامل مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه گیری شد که از پسگرایی جهت پایداری استفاده نشود و همچنین زاویه پیچش مثبت موجب کاهش پسا و به تاخیر انداختن واماندگی می گردد و نسبت باریک شوندگی با افزایش مشخصه آیرودینامیکی در وضعیت تریلینگ مناسب تر خواهدبود.
    کلیدواژگان: پرنده های اثرسطحی، مشخصات آیرودینامیکی، مشخصات هندسی، پایداری استاتیکی
  • مهدی آهنگر، رضا ابراهیمی، شمس مهرزاد صفحات 89-101
    حل معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی با استفاده از روش های مبتنی بر تفکیک مشخصه ها که دارای لزجت عددی کمی هستند، در جریان های پلاسما با ضریب بتای کوچک غالبا واگرا می گردد. افزایش همزمان سهم انرژی مغناطیسی (به دلیل کوچک بودن پارامتر بتا) و انرژی جنبشی (به دلیل وقوع انبساط های قوی) باعث کاهش سهم انرژی داخلی از انرژی کل شده و نهایتا فشار در سلول های مجاور نوک الکترودها منفی می شود. در این پژوهش، جهت دستیابی به حل پایدار از روش ریمانی غیرتفکیکی HLLE استفاده شده است. این روش قادر است لزجت عددی لازم برای جلوگیری از نقض شرط انتروپی در انبساط های قوی را تامین نماید. همچنین جهت افزایش دقت حل عددی روش OMUSCL2 که دارای خطای پراکندگی کمینه می باشد، به کار گرفته شده است. با توجه به ماهیت غیرتعادلی جریان پلاسما در رانشگرهای مغناطیسی، یک مدل یونش 7 جزئی مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی الگوریتم عددی توسعه داده شده، یک رانشگر استوانه ای شبیه سازی شد. مقایسه نتایج عددی بدست آمده برای جریان الکتریکی محصور و نیروی پیشران با سایر داده های تجربی و عددی، حاکی از سازگاری و تطابق بین آن هاست.
    کلیدواژگان: معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی، نیروی لورنتز، اثر هال، یونش غیرتعادلی، مدلسازی عددی
  • کورش جواهرده، محمد ذوقی، محمد نقاش زادگان صفحات 103-116
    در این تحقیق ابتدا حالت گذرای سیستم سرمایشی جذبی خورشیدی برای فضای آموزشی به مجموع مساحت 1600 مترمربع در شهر تهران بوسیله نرم افزار TRNSYS و با اجزای کلکتور صفحه تخت، تانک ذخیره لایه های حرارتی، هیتر کمکی با محرک گاز طبیعی، برج خنک کن، فن کویل و... شبیه سازی می شود و تاثیر تغییر پارامترهای مختلف مانند شیب و مساحت کلکتور، حجم تانک ذخیره و دمای تنظیمی هیتر کمکی بر روی عملکرد سیستم از منظر انرژی و اقتصادی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس بهینه سازی دو هدفه سیستم سرمایشی جذبی نسبت به توابع هدف سهم خورشیدی و ذخیره اقتصادی با استفاده از الگوریتم شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک انجام می شود. نتیجه شبیه سازی سیستم سرمایشی حاکی از آن است که بهترین مقدار دمای تنظیمی هیتر، برابر با کمترین مقدار در محدوده مجاز است، همچنین با تغییر همزمان مساحت کلکتور و حجم تانک مشاهده می شود که بیشترین سهم خورشیدی متناظر با بالاترین مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره و بهترین ذخیره اقتصادی متناظر با کمترین مقدار مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره در محدوده در نظر گرفته شده می باشد و در نتیجه بهبود سیستم از دو منظر انرژی و اقتصادی در تقابل کامل با یکدیگر قرار دارند.
    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، چیلر جذبی تک اثره لیتییم بروماید، آب، شبیه سازی، بهینه سازی، ترنسیس
  • بررسی تاثیر جریان و انتقال جرم اکسیژن خون در پیدایش بیماری گرفتگی رگ
    محمد امین رئوفی، حمید نیازمند، احسان ابراهیم نیا بجستان صفحات 117-130
    در رگ های خمیده، به دلیل هندسه و همودینامیک جریان متفاوت نسبت به رگ های مستقیم، توزیع متوازن اکسیژن روی دیواره رگ به هم می خورد که این نا به هنجاری سهم قابل توجهی در پیدایش و توسعه گرفتگی رگ هادارد. در این تحقیق به بررسی عددی انتقال جرم اکسیژن خون در دیواره و داخل یک رگ خمیده سه بعدی پرداخته شده است.به منظور بدست آوردن توزیع غلظت اکسیژن در رگ، معادلات حاکم بر انتقال جرم اکسیژن و شرایط مرزی حاکم بر آن ها بررسی شده اند. اکسیژن حمل شده توسط هموگلوبین به همراهاکسیژن مصرف شده در دیواره رگ به عنوان پارامترهای فیزیولوژیکی مهم در این پژوهش می باشند. با توجه به نتایج، به دلیل حضور نیروهای گریز از مرکز در هندسه خمیده و شکل گیری جریان های ثانویه، کاهش قابل ملاحظه انتقال جرم اکسیژن به دیواره خم داخلی رگ در مقایسه با دیواره خم خارجی دیده می شود. همچنین با افزایش عدد رینولدز و کاهش شعاع انحنا، جریان های ثانویه قدرت بیشتری می یابند که این باعث افزایش اختلاط جریان و در نتیجه کاهش اختلاف مقدار غلظت اکسیژن روی دیواره های خم داخلی و خارجی می شود. نتایج بدست آمده در پیش بینی ناحیه مستعد برای تشکیل بیماری گرفتگی رگ ها مفید می باشند.
    کلیدواژگان: انتقال جرم اکسیژن، رگ، گرفتگی رگ، هموگلوبین
  • سهند گلرنگ، روح الله رفعی صفحات 131-144
    در این مقاله با حل عددی جریان، به مطالعه ی تاثیر مکان مقطع برشی بر فاکتور بزرگنمایی، تراست جانبی و تراست کل در یک سیستم کنترل بردار تراست دارای نازل متحرک با مقطع برشی (سطح تماس دو قسمت ثابت و متحرک نازل) در ناحیه واگرای نازل پرداخته شده است. پس از اعتبار سنجی با نتایج آزمایشگاهی در دو زاویه انحراف مختلف، و بکارگیری مدل های مختلف آشفتگی، مشاهده شد که مدل آشفتگی RNG k-ε به همراه تابع دیواره بهبود یافته، در مقایسه با نتایج تجربی موجود در مراجع، پیش بینی بهتری ارائه می دهد. با استفاده از مدل مذکور مشاهده شد که با افزایش فاصله ی مقطع برشی نازل نسبت به نقطه ی دوران قسمت متحرک، فاکتور بزرگنمایی، تراست جانبی و تراست کل کاهش می یابند. با جلو بردن مکان مقطع برشی نازل، شوک مایل در مقطعی رخ می دهد که عدد ماخ آن بالاتر است و در عبور از شوک مایل سرعت میانگین، بیشتر کاهش می یابد. کاهش سرعت میانگین در عبور شوک مایل، مومنتوم خروجی و فاکتور بزرگنمایی را کاهش می دهد. نتایج نشان می دهد که با نزدیک کردن مکان مقطع برشی به خروجی نازل، مقدار زاویه انحراف بردار تراست کمتر از مقدار زاویه انحراف نازل است. اثرات زبری سطح نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: فاکتور بزرگنمایی، مدل آشفتگی، شوک مایل، سیستم کنترل بردار تراست، نازل متحرک
  • جاماسب پیرکندی، فرهاد امانلو صفحات 145-163
    هدف این مقاله تحلیل عملکرد یک واحد تولید توان متشکل از یک میکروتوربین گازی و یک پیل سوختی اکسیدجامد با کارکرد در فشار اتمسفریک می باشد. بر خلاف بیشتر تحقیقات انجام شده که پیل سوختی را در بالادست توربین قرار داده بودند، در این تحقیق پیل سوختی در پایین دست توربین قرار داده شده است. با توجه به اهمیت نقش پیل سوختی در سیستم معرفی شده تحلیل های شیمیایی و حرارتی کاملی در پیل انجام شده و بر خلاف بیشتر تحقیقات قبلی در تمام شرایط کاری دمای پیل محاسبه می شود. در تحلیل های اقتصادی انجام شده در این تحقیق از دو مدل اقتصادی ساده لازارتو و روش نیازمندی درآمدی کل استفاده شده و نتایج این دو روش با یکدیگر مقایسه شده است. بررسی عملکرد سیستم ترکیبی نشان می دهد که افزایش فشار کاری سیستم و نسبت هوا به سوخت ورودی به آن به دلیل کاهش دمای پیل، سبب افت راندمان الکتریکی و همچنین افزایش قیمت برق تولیدی در آن می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که قیمت برق تولیدی بر اساس مدل ساده لازارتو در حدود 12/2 سنت و بر اساس مدل اقتصادی کامل TRR در حدود 19/5 سنت می باشد. هزینه خرید و نصب سیستم ترکیبی نیز در حدود 1798 دلار بر کیلووات برآورد شده است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد اتمسفریک، میکروتوربین گازی، مدل اقتصادی، قیمت برق، اگزرژی
  • آرش کریمی پور، حمید تیموری، مسعود افرند صفحات 165-180
    جابجایی توام آزاد و اجباری ناشی از اثرات همزمان انتقال حرارت جابجایی آزاد و اجباری سیال در یک محفظه شیبدار دو بعدی با درپوش متحرک، به کمک روش شبکه بولتزمن و در مقادیر مختلف عدد ریچاردسون، زاویه ی شیب و عدد پرانتل مورد بررسی قرار می گیرد. در این حالت، مولفه های سرعت تحت تاثیر همزمان نیروهای اجباری، شناوری و اثر زاویه شیب محفظه بوده و لذا معادلات مورد استفاده در شبکه بولتزمن، مورد اصلاحاتی قرار خواهند گرفت. مقایسه نتایج حاصل با دیگر داده های در دسترس نیز تطابق مطلوبی را نشان می دهد. نتایج در قالب پروفیل های سرعت و دما، عدد نوسلت و کانتورهای تابع جریان و خطوط همدما ترسیم می شوند. مشاهده می شود که افزایش عدد پرانتل منجر به تقویت نرخ انتقال گرما، به ویژه در مقادیر بالاتر زاویه شیب و عددریچاردسون، خواهد شد. در انتها رابطه ای دقیق نیز برای محاسبه عدد نوسلت متوسط محفظه بر حسب عدد پرانتل، عدد ریچاردسون و زاویه شیب محفظه ارائه می گردد. همچنین دیده می شود که مقدار عدد نوسلت متوسط در بیشترین مقادیر مفروض برای زاویه شیب، عدد پرانتل و عدد ریچاردسون، تقریبا 7 برابر افزایش خواهد داشت.
    کلیدواژگان: شبکه بولتزمن، جابجایی توام، محفظه شیبدار
  • عبدالحسین فریدون، سید علیرضا ثابت، شکوفه دولتی، محمدرضا اسماعیلی صفحات 181-185
    در این مقاله، اثر زاویه قرارگیری الیاف بر روی چقرمگی شکست بین لایه ای در مودI ماده مرکب الیاف شیشه/ اپوکسی، به طور تجربی مورد بررسی قرار می گیرد. به عبارتی به بررسی نمونه ها در پدیده تورق و پدیده پل زنی در الیاف می پردازیم. بدین منظور از آزمون تیر یکسر گیردار دولبه با ترک اولیه یکسان برای همه نمونه ها استفاده می شود. بدین منظور نمونه های مورد نظر، با الیاف شیشه با بافت دو بعدی، که تا کنون انجام نشده است، با زاویه های قرارگیری زیر ساخته شد:]4s0/90[،]4s 90/0[و]4s 45±[. منحنی بار – جابه جایی از آزمون به دست می آید و سپس با استفاده از روش تئوری کالیبره شده، منحنی R- برای به دست آوردن چقرمگی شکست بین لایه ای استفاده می شود. نتایج بررسی ها نشان می دهند که تغییر زاویه قرارگیری الیاف از 0 به 45± و از 45± به 90 درجه باعث افزایش در چقرمگی شکست بین لایه ای می شود و پدیده پل زنی در الیاف را به تاخیر می اندازد.
    کلیدواژگان: چقرمگی شکست بین لایه ای در مودI، زاویه قرارگیری الیاف، تورق
|
  • Mohammad Mehdi Fateh Pages 1-12
    This paper presents a novel robust control approach for robotic manipulators by using a neural network estimator and the voltage control strategy. The proposed estimator is an adaptive multi-layer neural network that its parameters are regulated by a propagation algorithm. The novelty of the proposed design is the use of voltage control strategy that is different with the common torque control strategy. As an advantage، it is free from the dynamical model of the robotic manipulator. Compared with the conventional robust control، it does not require the determination of the bounds of uncertainty and bounding functions. In addition، the problem of lacking data for estimation of uncertainty is solved. In fact، the back-propagation algorithm uses the tracking error and its derivative instead of the estimation error. Stability of the control system is proven by analysis. The efficiency of the proposed control approach and the estimator of uncertainty are shown by simulation of the SCARA robot driven by permanent magnet dc motors. The control performance of the proposed control is compared with a control approach which uses a fuzzy system to estimate the uncertainty. The simulation results show the superiority of the proposed control in tracking control، set point control and estimation of uncertainty.
    Keywords: Estimation of uncertainty, robust control, multilayer neural network, robotic manipulator, voltage control strategy
  • Amir Rasti, Vahid Karim Nia Pages 13-23
    Design of structures in aerospace needs minimum weight. Cylindrical thin-walled pressure vessels are one of the most functional among these structures and one of the main ways to reduce weight of these structures is using stiffener rings. In this research in order to find optimum structure weight، internal stiffener ring dimensions were optimized with genetic algorithm coupled with a neural network. In other hand، for joining the stiffener rings to vessel، welding is a conventional way. However، this process can produce welding residual stresses and distortions، which add to external loads and cause structure failure. So in order to predict and control these effects، a comprehensive simulation tool was developed to predict distortions and residual stresses generated in double sided fillet-welded internal stiffener ring on a cylindrical pressure vessel. Results showed that the T-stiffener ring have the best results and the optimum ring dimensions were determined and reported. In addition، magnitude of residual stresses was near to half of base metal yield strength and in weld region، hoop residual stress was tensile and axial residual stress was tensile on inner surface and compressive on the outer surface of vessel. Moreover Effect of tack welds were appeared on residual stress distribution like tiny peaks and have more effect on hoop residual stress distribution on stiffener ring position.
    Keywords: cylindrical thin, walled vessel, T, type stiffener ring, metal active gas welding, Goldak Bayesian model, optimization by genetic algorithm
  • Pages 25-34
    Collapse fragility curves represent exceedance probability of collapse in structures while being excited by strong ground motions of earthquakes. Epistemic uncertainty sources have considerable effects on collapse fragility curves. In this paper، effects of epistemic uncertainties due to variation of modified Ibarra-Krawinkler moment-rotation parameters of steel structures are involved in collapse fragility curves applying Monte Carlo simulation based on Artificial Neural Networks (ANNs). To train the networks، input data is obtained by limited numbers of simulations of modeling parameters based on their probability distributions and output data is considered as resultant means and standard deviations of collapse fragility curves. Two two-layered artificial neural networks are trained and validated by obtained data. Monte Carlo simulation is implemented through application of trained neural networks and resultant collapse fragility curves are derived. Efficiency of the proposed method is demonstrated by comparing with response surface based Monte Carlo method. Prediction errors are reduced 22% and 2% applying ANN-based Monte Carlo simulations for mean and standard deviation of collapse fragility curves، respectively.
    Keywords: Epistemic uncertainty, Collapse fragility curves, moment, resisting steel structures, artificial neural networks, Monte Carlo simulation
  • Pages 35-51
    Dampers can be implemented into the structure in order to dissipate energy and decrease the damages. Damages are much better distributed in the damped frames. In this paper، fluid viscous dampers (FVDs) will be used. There are many design procedures for this kind of dampers. In this study، Performance-Based Plastic Design (PBPD) method will be utilized to achieve the enhanced response of structures to earthquake. The required formulas are derived for the design process. In order to validate the proposed technique، four steel moment frames with and without viscous dampers will be designed. After a series of nonlinear dynamic analysis، the performance objective of the structure can be well verified. Dampers can be implemented into the structure in order to dissipate energy and decrease the damages. Damages are much better distributed in the damped frames. In this paper، fluid viscous dampers (FVDs) will be used. There are many design procedures for this kind of dampers. In this study، Performance-Based Plastic Design (PBPD) method will be utilized to achieve the enhanced response of structures to earthquake. The required formulas are derived for the design process. In order to validate the proposed technique، four steel moment frames with and without viscous dampers will be designed. After a series of nonlinear dynamic analysis، the performance objective of the structure can be well verified.
    Keywords: Viscous damper, Performance, Based Plastic Design, Target Displacement, Yield echanism
  • Daruosh Javabvar Pages 53-65
    Two thixoforming process parameters like billet temperature and die profile were experimentally investigated on a commercial 6061 Aluminum alloy which is typically used in aerospace industries. The results show globular microstructure can be achieved using semisolid forming. The optimum semisolid material temperature was obtained in 620 °C by observing the microstructural and mechanical properties test results. It is important to notice that obtained results are at a condition that the post heat treatment process was not performed for thixoextruded parts but high elongation value was obtained at a suitable temperature of the semisolid material. Microstructural evaluation revealed that there is not important difference between specimens microstructure which were thixoformed at conic and curve dies، but according to tensile test result، it was exposed that thixoformed sample which was extruded by curve die has higher yield strenght and ultimate tensile strenght with higher elongation value and better ductility in comparison to another one because of higher residual stress resulted higher stress concentration in the conical die.
    Keywords: 6061 Aluminum alloy, Forward thixoextrusion, Semisolid material temperature, Die Profile
  • Hojjat Ahsani Tehrani Pages 67-74
    In this paper، We introduce a new method for the stability of discrete-time two-dimensional systems defined by the Roesser model، at first we introduce discrete-time two-dimensional linear systems described by Rosser model. Then، with using of this property that stability of discrete-time two-dimensional linear systems has a similar manner with stability of discrete time linear systems، we study stability of Rosser discrete-time two-dimensional systems. As for the stability of discrete time systems it is necessary to place all of its eigenvalues in unit circle. We use the partial eigenvalues assignment method for replace the desired eigenvalues instead eigenvalues of the open loop system which are outside the unit circle. For solving this problem، with using of partial Schur decomposition method، we decompose big matrix A to smaller matrices. Then with applying similarity transitions method for linear control systems، we allocate the desired spectrum to the system، so system will be stable. Finally، an illustrative example is presented.
    Keywords: Two, dimensional (2D) systems, Roesser model, Stability, Partial eigenvalues assignment, Partial Schur decomposition
  • Pages 75-87
    Wing in ground effect are suitable vehicle in military industries and marine transportations that can transport with sophisticated aerodynamic characteristics and appropriate speed. Using numerical simulation can reduce the costs and save the time for investigating wing''s aerodynamic characteristics، that possesses a more acceptable precision in comparison with experimental data. In this study، the results obtained from the experimental examination conducted on Naca6409 are used to validate the simulation and the best turbulence model with an appropriate number of mesh elements has been chosen. Also، the effect of ground effect and the angle of attack on important aerodynamic parameters have been calculated and static stability of these wings have been determined by investigating the effect of moving and fix wall on aerodynamic characteristics of WIG. Finally، with changes in wing''s geometry factors such as twist angle، dihedral angle، sweep angle and taper ratio، the effect of these factors have been examined. As result sweep has not used for stability and also positive twist angle has used to decrease drag and delay in stall and taper ratio with increasing in aerodynamic characteristics، is better in trailing state.
    Keywords: Wing In Ground Effect, aerodynamic characteristics, geometry factor, static stability
  • Pages 89-101
    The MHD equations solution for small plasma Beta using characteristics-splitting schemes which have low numerical dissipation is frequently diverged. Simultaneous increasing of magnetic energy (due to high discharge current) and kinetic energy (due to strong gas-dynamic expansion) leads to decreasing of internal energy and finally the pressure value is negative near the electrodes tip. In this research، to obtain a stable solution، the HLLE approximate Riemann solver has been used. This method can produce necessary numerical dissipation to prevent entropy violation. To achieve a high order accurate solution، new modification of MUSCL technique has been employed. This method is called OMUSCL2 technique which has lower dispersion and dissipation errors. For simulation of non-equilibrium ionization mechanism، a 7-species chemistry model has been implemented. Numerical results of a lab-scale thruster are presented، whereby comparison with other experimental and numerical data shows good agreement between the predicted and measured enclosed current and thrust.
    Keywords: Magnetohydrodynamic Equations, Lorentz Force, Hall Effect, Non, equilibrium Ionization, Numerical Modeling
  • Pages 103-116
    In this study at first، the transient performance of an solar absorption cooling system is simulated for an educational place in Tehran with a 1600 m^2 area by the commercial TRANSYS software including flat plate collector، stratification storage tank، natural gas fired auxiliary boiler، cooling tower، fan coil and etc، then The effects of different parameters such as collector’s area and slope، tank’s volume and auxiliary heater’s set temperature on the system performance from energetic and economic points of view are also studied and in the final step Two-objective optimization of solar absorption cooling system based on the solar fraction and life cycle saving as in objective functions is carried out by means of genetic algorithms and GMDH neural network. Simulation results of cooling system show that the best temperature of heater has to be set as minimum in the operating range. Moreover، with changing in collector area and tank volume simultaneously، it is observed that maximum solar fraction is captured with maximum collector area and maximum tank volume، and also maximum life cycle saving is captured with minimum collector area and minimum tank volume in present range. The final results indicate that the energy and economical performance stand in opposite behavior
    Keywords: Solar Energy, Single Effect LiBr, H2o Absorption Chiller, Simulation, Optimization, TRNSYS
  • On the Effect of Blood Flow and Oxygen Mass Transfer on Development of Atherosclerosis
    M. Raoufi, Hamid Niazmand, Ehsan Ebrahimnia-Bajestan Pages 117-130
    In curved arteries، since geometry and hemodynamics are diffrent from straight ones، balanced oxygen distribution on the wall of artery will be disrupted. This disorder has a significant contribution in genesis and development of Atherosclerosis plaques. In this study، the blood oxygen mass transport in a 3D curved artery and its wall were investigated. In order to find the distribution of oxygen concenteration along the vessel، oxygen mass transport equations and their boundary conditions were solved، numerically. The oxygen carried by Hemoglobin and oxygen consumed in the avascular region were considered as two important physiological parameters. Results indicated that، the presence of centrifugal forces and formation of secondary flows in curved geometries، cause a considerable decrease in oxygen mass transport to the inner bend wall in comparison to outer one. Furthermore، with increase in Reynolds number and decrease in curvature radius، secondary flows become more powerful which cause an enhancement in the flow mixing and as a result reduce the oxygen concentration difference between the outer and the inner bend walls. These results help to predict the potential region for formation of Atherosclerosis plaques.
    Keywords: Oxygen Mass Transfer, Artery, Atherosclerosis, Hemoglobin
  • Pages 131-144
    In this paper، numerical simulation of the gas flow is carried out to investigate the effects of changes in split line location on the amplification factor، side force and thrust vector magnitude of the moveable nozzle with supersonic split line. The comparisons between the numerical results and experimental data for two different deviation angles show that RNG k-ε turbulence model with enhanced wall treatment gives better results than other turbulence models. By using the mentioned turbulence model، it is observed that for greater distances between the split line location and the rotation center of the movable part، the amplification factor، side force and thrust vector magnitude of the nozzle will decrease. For greater distances، the oblique shock will occure at the section in which the flow has higher Mach number. Therefore the change in normal velocity of the flow across the oblique shock will be more which results in more reduction in exhaust flow momentum and the amplication factor. The results show that by increasing the distance between split line location and the rotation center of moveable part، the deviation angle of the thrust vector magnitude will be lower than nozzle rotation angle. Effects of surface roughness is also investigated.
    Keywords: Amplification factor, Turbulence model, Oblique shock, Thrust vector control system, Moveable nozzle
  • Jamasb Pirkandi Pages 145-163
    The purpose of this study is performance analysis of a micro gas turbine power supply unit including an atmospheric solid oxide fuel cell from thermo-economic viewpoint. Since the fuel cell is the main source of power generation in hybrid systems، in this study، complete electrochemical، thermal and thermodynamic calculations are performed to obtain more accurate results; and unlike most studies، the cell temperature is not assumed constant. The performance analysis of the hybrid system shows that increasing the pressure and air to fuel ratio، causes to loss of electrical efficiency and increase in the electricity price because of reduction in cell and turbine inlet gas temperatures. Also، the economical investigation results confirms that the system electricity price in an optimum case is about 12. 2 cents based on lazaretto method and 19. 5 cents based on TRR method. the installation and preparation cost for hybrid system is about 500- 600 dollar per kilowatt.
    Keywords: atmospheric solid oxide fuel cell, micro gas turbine, economic model, Electricity Cost, exergy
  • Pages 165-180
    Mixed convection of free and force convection heat transfer in an inclined lid driven two dimensional enclosure is studied by using Lattice Boltzmann method (LBM) in different values of inclination angle، Richardson (Ri) and Prandtl numbers (Pr). At present case، the velocity components will be affected by inclination angle، force and free convection movements. To do this، using LBM equations are modified. Comparing present results with those of other available ones implies appropriate accuracy. Results are shown as velocity، temperature and Nusselt number profiles and contours of isotherms and streamlines. It is seen that more Pr corresponds to more heat transfer rate especially at higher values of inclination angle and Ri. As a result، to estimate the averaged Nusselt number، a correlation based on Pr، Ri and inclination angle is presented. Moreover، it is seen that the averaged Nusselt number at the upper limit of the considered range of inclination angle، Richardson and Prandtl numbers variability increases by a factor of 7.
    Keywords: Lattice Boltzmann, Mixed convection, Inclined enclosure
  • Pages 181-185
    Delamination is a typical fracture mechanism in fiber reinforced composite laminates occurs due to low interlaminar strength. Some well-known sources of delamination under different loadings are free edges، cut out، low-velocity impact and fabrication defects. These damages may considerably reduce the global stiffnessand strength and then leads to a catastrophic structure failure. In this study، the influence of stacking sequence on mode I interlaminar fracture toughness of E-glass/epoxy laminated composites is experimentally investigated. On the other hand، delamination resistance and fiber bridging are investigated. Double cantilever beam (DCB) specimens with woven roving of glass fiber of stacking sequences; [0º/90º] 4s، [90º/0º] 4s and [±45º] 4s with an initial crack length are used. Load- displacement curve is obtained in DCB test and then interlaminar fracture toughness (GI) is estimated with R-curve. Results showed that interlaminar fracture toughness increased as the stacking sequence was changed from 0º to ±45º and ±45º to 90º and fiber bridging is more stable. Keywords: Mode I interlaminar fracture toughness، stacking sequence، delamination، composite panels.
    Keywords: Mode I interlaminar fracture toughness_stacking sequence_delamination