فهرست مطالب

مکانیک هوافضا - سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 46، زمستان 1395)

فصلنامه مکانیک هوافضا
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 46، زمستان 1395)

  • دینامیک، ارتعاشات و کنترل
  • تاریخ انتشار: 1395/11/19
  • تعداد عناوین: 10
|
  • بهنام معتکف ایمانی*، سید حسن قرشی خلیل آبادی صفحه 1
    به فرآیند خرابی ناشی از نیروی نوسانی، خستگی اطلاق می شود و حداقل نیمی از خرابی های مکانیکی، ناشی از این فرآیند است. پژوهش تجربی در این زمینه و صحه گذاری نتایج تئوری، نیازمند دستگاه های آزمایش خستگی کششی- فشاری با قابلیت های ویژه می باشد. کنترل ساختاریافته نیرو تاثیر زیادی بر روی صحت نتایج آزمون ها داشته و از مهم ترین قمست های دستگاه آزمایش خستگی می باشد. هدف اصلی این مقاله، ارتقای واحد کنترل دستگاه آزمایش خستگی کششی– فشاری از نوع سروهیدرولیک به منظور کاهش زمان نشست می باشد. مهم ترین مساله پیش رو، عدم قطعیت در اندازه سختی قطعه کار مورد آزمایش می باشد. در این پژوهش پارامترهای مدل ریاضی دستگاه آزمایش خستگی شناسایی و کنترل گر تناسبی- انتگرالی طراحی و پیاده سازی شده است. بررسی نتایج تجربی به دست آمده از پیاده سازی این کنترل گر بر روی نمونه های مختلف نشان می دهد که زمان نشست در هنگام آزمون خستگی قطعات با سختی کم، بیش از حد انتظار است. لذا برای حل این مساله، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهاد و پیاده سازی شده است. جهت تامین پاسخ مناسب سامانه به اغتشاشات، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهادی با کنترل گر تناسبی- انتگرالی ترکیب شد. نتایج پیاده سازی این کنترل گر جدید بر روی دستگاه آزمایش خستگی، نشان دهنده کاهش 25 درصدی زمان نشست و پاسخ مناسب سامانه به نویز اندازه گیری و اغتشاشات سامانه می باشد.
    کلیدواژگان: کنترل تطبیقی، آزمون خستگی، کنترل گر تناسبی، انتگرالی، کنترل نیرو، دستگاه آزمایش خستگی کششی، فشاری
  • محمدرضا الهامی*، علی غلامی صفحه 11
    در این مقاله، پایداری استاتیکی و دینامیکی یک قایق پرنده در مود طولی در شرایط پرواز با سرعت ها و ارتفاع های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. سپس از دو روش مختلف برای کنترل ارتفاع قایق پرنده استفاده شده است. منطق فازی و ترکیب آن با کنترلرهای تناسبی- انتگرالی- مشتقی. مزیت اصلی استفاده از روش کنترل فازی این است که با این روش سامانه تطبیق پذیری بیشتری نسبت به سایر کنترل کننده های مدل مبنای معمول دارد. برای انجام طراحی سامانه کنترل نگه دارنده ارتفاع یک قایق پرنده، از یک مدل دقیق سامانه اثر سطحی در فرم فضا حالت و ضرایب آیرودینامیکی یک مدل قایق پرنده استفاده شده است. کنترل کننده ها در یک مرحله شبیه سازی با نرم-افزار متلب مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی رضایت بخش بوده و کنترل کننده فازی کارایی و دقت بیشتری نسبت به روش مدل مبنای معمول از خود نشان داده است.
    کلیدواژگان: اتوپایلوت، قایق پرنده، نگه دارنده ارتفاع، سامانه های اثر سطحی، مود طولی، کنترل کننده فازی
  • رضا زردشتی*، امیر علی نیکخواه، محمد جوان یزدان پناه صفحه 25
    در این مقاله، به مسئله تاثیرالزامات سامانه انطباق عوارض زمینی در طراحی مسیر بهینه و مقید برای وسایل پرنده بدون سرنشین که ملزم به پرواز برفراز عوارض زمینیدر ارتفاع پایین هستند پرداخته شده است. باتوجه به اینکه در بعضی پرنده ها از سامانه مزبور به عنوان سامانه کمک ناوبری استفاده می شود، این سیستم در مناطق ناهموار کارایی بیشتری دارد و با توجه به اینکه الگوریتم های طراحی مسیر بهینه عموما سعی در عبور مسیر از مناطق هموار و کم ارتفاع دارند، با این تناقض، تامین الزامات این سیستم کار پیچیده ای است. در این مقاله سعی در ارائه مسیر بهینه و مقید با تضمین به کارگیری سامانه انطباق عوارض زمینی شده است. بدین منظور با توسعه الگوریتمی مبتنی برشبکه جریان لایه ای روی داده های دیجیتالی عوارض زمینی و به کارگیری معادلات دینامیک سه بعدی پرنده در فضای گسسته همراه بااعمال قیود دینامیکیو تابع هزینه،مدل کاملیاز پارامترهای تاثیرگذار سامانه مزبور در آن لحاظ شده است.الگوریتم حاصله با اعمال شرایط اولیه و در کمترین زمان ممکن، مسیر بهینه و مقیدی تولید می کند که محدوده های مجاز پارامترهای تاثیرگذار سامانه مزبور در آن تامین شده است. نتایج عددی شبیه سازی، صحت این مسئله رانشان می دهد.
    کلیدواژگان: طراحی مسیر بهینه و مقید، پهپاد، سامانه انطباق عوارض زمینی، شبکه جریان، دنبال روی عوارض، اجتناب از نواحی تهدید
  • رضا اسماعیل زاده*، رضا جمیل نیا، امیر حسین آدمی صفحه 35
    در مقاله حاضر، روشی نوین برای هدایت بهینه فاز بازگشت به جو پیشنهاد می گردد. این روش هدایت مبتنی بر بهینه سازی مسیر لحظه ای و برخط است که در آن، فرامین بهینه هدایت از حل متوالی مسائل کنترل بهینه به دست می آیند. به منظور حل سریع و برخط مسائل کنترل بهینه، از رویکردی ترکیبی مشتمل بر مفاهیم همواری دیفرانسیلی، منحنی های بی اسپیلاین، هم نشانی مستقیم و برنامه ریزی غیرخطی استفاده می شود. با انجام فرآیند بهینه سازی مسیر در قالب یک حلقه بسته کنترلی و پیاده سازی قواعد کنترل افق پسین، می توان پاسخ های حلقه باز کنترل بهینه را به شرایط لحظه ای جسم و هدف وابسته کرد. در این حالت، می توان فرامین هدایت را براساس توابع هدف و قیود متنوعی تولید نمود و عدم قطعیت های مدل را با واردنمودن شرایط لحظه ای وسیله به بخش بهینه سازی کننده مسیر درنظرگرفت. به منظور نشان دادن قابلیت های روش هدایت پیشنهادی، مثالی عددی از هدایت یک جسم بازگشتی در حضور عدم قطعیت های مدل و باد ارائه می شود.
    کلیدواژگان: هدایت بهینه ورود به جو، بهینه سازی مسیر برخط، همواری دیفرانسیلی، منحنی های بی اسپیلاین، هم نشانی مستقیم، برنامه ریزی غیرخطی، کنترل افق پسین
  • فرزاد ابراهیمی*، محدثه مختاری صفحه 49
    در این مقاله، رفتار ارتعاشی تیر مدرج تابعی دوار براساس تئوری تیر تیموشنکو مورد بررسی قرار گرفته است. خواص فیزیکی و مکانیکی تیر مدرج تابعی مطابق تابع توانی از جزء حجمی مواد تشکیل دهنده آن در راستای ضخامت تیر مدل شده است. معادلات حاکم با روش عددی تیدیل دیفرانسیل حل شده است. اثر تغییرشکل برشی و اینرسی دورانی تیر درنظر گرفته شده است. برای صحت سنجی نتایج به دست آمده در این مقاله، نتایج به دست آمده با نتایج حاصل از کارهای گذشته مقایسه شده است. تآثیر پارامترهای مختلف همچون شاخص جزء حجمی ماده مدرج تابعی، ضریب لاغری، سرعت دورانی و شعاع هاب تیر دوار بر روی فرکانس طبیعی اول و فرکانس های بالاتر و شکل مدهای مختلف آن بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با تغییر شاخص جزء حجمی می توان مقادیر فرکانس طبیعی را به صورت دلخواه تغییر داد. همچنین با افزایش ضریب لاغری فرکانس طبیعی به طور محسوسی افزایش می یابد ولی شعاع هاب تاثیر محسوسی روی فرکانس طبیعی ندارد. موثرترین پارامتر بر تغییرات فرکانس طبیعی تیر مدرج تابعی دوار، تغییرات سرعت طوقه دوار است که با افزایش سرعت شیب تغییرات فرکانس طبیعی نسبت به سایر پارامترها بیشتر است. نتایج حاصل مدل ساده شده ای برای مطالعه پارامتری و درک مشخصات ارتعاشی تیر مدرج تابعی دوار ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: ارتعاشات آزاد، ماده مدرج تابعی، تیر دوار، روش تبدیل دیفرانسیل
  • سیدعلی اصغر حسینی*، حسین پوریاوی، رضا مشکانی، شاهرخ شمس صفحه 63
    در این مقاله دو هدف دنبال می شود. اول آنکه از آزمون رهاسازی استفاده شده تا خواص دینامیکی (سختی و میرایی) یک ضربه گیر هیدرونیوماتیک به صورت تجربی استخراج شود. همچنین، فرمول تئوری استخراج می شود که مقدار سختی و میرایی این نوع ضربه گیرها را برحسب پارامترهای آن به دست می دهد. دوم آن که، با استفاده از اندازه گیری های انجام شده، طیف پاسخ شوک رسم می شود تا با استفاده از آن، مقدار شدت شوک اندازه گیری شود که برای کاربردهای تحلیل و طراحی قابلیت استفاده دارد. سپس با به کارگیری این اطلاعات و استفاده از یک معیار تجربی، نواحی بحرانی استخراج می شود. مشاهده می شود نتایج آزمون رهاسازی و فرمول استخراج شده توافق خوبی دارند که می توان جهت طراحی و تحلیل از آنها استفاده کرد.
    کلیدواژگان: ضربه گیر هیدرونیوماتیک، تحلیل شوک، آزمون رهاسازی
  • حسین نجفی، پویا اصغری فرد شربیانی*، حمید احمدیان صفحه 73
    اصطکاک پدیده پیچیده ای است که در اثر حرکت نسبی سطوح تماس دارای پیش بار به وجود می آید. یکی از موضوعات مهم در مدل سازی اصطکاک، نحوه ی مدل سازی اثرات لغزش جزئی در مدل دینامیکی سطح تماس است. در این مقاله، به صورت تحلیلی به بررسی یک مدل ریزلغزش تک بعدی پرداخته شده است. ابتدا، معادلات حاکم بر حرکت یک سامانه ارتعاشی دارای اتصال اصطکاکی و تحت تحریک خارجی جابه جایی تک هارمونیک بیان شده است. سپس، پاسخ پایای سامانه ارتعاشی به صورت تحلیلی به دست آمده است. توابع هدف به عنوان معیار گذر از ناحیه چسبندگی به لغزش تعریف می شوند. آنگاه، کمینه سازی توابع هدف تعریف شده، براساس روابط تحلیلی مربوط به پاسخ پایای سامانه و با استفاده از الگوریتم ژنتیک(G.A)، اجرا می شود و چینش و طول های مربوط به نواحی لغزش و چسبندگی تعیین می گردند. برخلاف پژوهش های انجام شده پیشین در این زمینه، با استفاده از مدل حاضر نیازی به حدس اولیه تعداد و موقعیت نواحی چسبندگی- لغزش، پیش از تحلیل سامانه نمی باشد. همچنین در این پژوهش، برای دو نوع توزیع نیروی نرمال، مرزهای چسبندگی- لغزش به کمک روش پیشنهادشده به دست آمده است و سپس، با استفاده از نتایج به دست آمده از مدل سازی اجزاء محدود، به خوبی، راستی آزمایی شده است.
    کلیدواژگان: چسبندگی، لغزش، نیروی عمودی متغیر، مدل اصطکاک ریز لغزش
  • کرامت ملک زاده فرد*، محسن رضایی حسن آبادی صفحه 85
    در این تحقیق، باتوجه به توانایی روغن های هوشمند مغناطیسی در تغییر در سختی و دمپینگ سازه، از آنها در هسته ورق ساندویچی استفاده شده است. ورق ساندویچی مورد بررسی به صورت دوانحنایی و دارای شرایط تکیه گاهی ساده می باشد. برای استخراج معادلات حرکت حاکم بر سامانه، برای اولین بار از تئوری مرتبه بالای بهبودیافته ورق های ساندویچی و اصل همیلتون استفاده شده است. پس از آن اثرات شدت میدان مغناطیسی بر فرکانس های ورق مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثرات تغییر پارامترهای هندسی مثل ضریب منظری ورق، ضخامت لایه مایع با قابلیت تحریک مغناطیسی، شعاع انحنا و نسبت ضخامت بر مشخصه های ارتعاشی ورق نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که فرکانس طبیعی ورق، با افزایش شدت میدان مغناطیسی تا Bs (شدت میدان مغناطیسی اشباع) افزایش، با افزایش ضریب منظری نیز افزایش و با افزایش نسبت ضخامت هسته به ضخامت کل ورق کاهش پیدا می کند. علاوه بر این نتایج نشان دهنده آن است که، فرکانس طبیعی ورق برای حالت دوانحنایی بیش تر از حالت های تک انحنایی و تخت می باشد. بنابراین می توان با تغییر این پارامترها، فرکانس طبیعی سامانه را در محدوده موردنظر حاصل نمود و همچنین با داشتن یک میدان مغناطیسی قابل کنترل در سامانه، می توان فرکانس طبیعی سامانه را کنترل نمود.
    کلیدواژگان: ارتعاشات آزاد، ورق ساندویچی، دوانحنایی، روغن هوشمند مغناطیسی، تئوری مرتبه بالای بهبودیافته ورق های ساندویچی
  • امیر علاالدین مطلبی، سعید ایرانی*، سعید سازش صفحه 101
    در این تحقیق، به تحلیل ارتعاشات تیر غیرخطی هندسی یک سرگیردار و بررسی پدیده های پرش و دوشاخگی پرداخته شد. ابتدا معادلات دیفرانسیل پاره ای تیر با درنظرگرفتن عوامل مختلف غیرخطی ارائه گردید و سپس با استفاده از شکل مود اول تیر یک سر گیردار، معادله دیفرانیسل غیرخطی معمولی حاکم بر آن به دست آمد. در ادامه برای حل معادله غیرخطی از روش بالانس هارمونیکی و برای تحلیل رفتار فوق هارمونیک، از بالانس فوق هارمونیکی استفاده شد. با توجه به معادله پاسخ فرکانسی به دست آمده، پدیده پرش و نا پایداری دامنه نوسانات سامانه برحسب مقادیر مختلف فرکانس نیروی تحریک، بررسی گردید. با توجه به مشاهده حساسیت سامانه در محدوده یک سوم فرکانس تشدید با استفاده از تحلیل فوق هارمونیکی، پدیده پرش، دوشاخگی و آشوب در محدوده فرکانسی ذکرشده مورد بررسی قرار داده شد. درنهایت جهت صحه گذاری نتایج، از حل عددی رانگ کوتای مرتبه چهار استفاده گردید که صحت روش تحلیلی را تایید نمود.
    کلیدواژگان: ارتعاشات غیرخطی، بالانس هارمونیکی، پدیده پرش، پدیده دوشاخگی
  • سید علی ظهیری پور، میلاد فامیلیان، علی اکبر جلالی*، سید کمال الدین موسوی مشهدی صفحه 113
    طراحی سامانه تعلیق فعال قطار، یکی از مسائل مهم صنعت قطارهای پر سرعت است. سامانه تعلیق غیرفعال مرسوم نمی تواند نیازهای لازم برای پیشرفت قطارهای پرسرعت با توجه به افزایش سرعت قطار را فراهم کند. در این مقاله، جهت بهبود میزان نوسانات کوپه در مقابله با اغتشاشات جانبی ناشی از نامنظمی های خط آهن و همین طور تغییرات جرم کوپه به عنوان نامعینی پارامتری، از کنترل مد لغزشی مدل مبنای پیوندی با تنظیم کننده فازی استفاده شده است. هدف این مقاله، بهبود کنترل کننده مقاوم با استفاده از روش نوین مد لغزشی برای سامانه تعلیق فعال قطار پرسرعت است که باعث کاهش نوسانات و شتاب جانبی کوپه، بهبودی پایداری قطار و راحتی مسافران، حین حرکت در سرعت های بالا است. انگیزه انتخاب رویکرد مقاوم در این پروژه، بهبود عملکرد سامانه در حضور انواع نا معینی های پارامتری و عدم قطعیت های مدل و نیز اغتشاشات خارجی است. به منظور نمایش کارایی بیش تر روش پیشنهادی، کنترل کننده مقاوم نیز به منظور کاهش ارتعاشات کوپه قطار طراحی شده است. مقایسه عملکرد سامانه تعلیق فعال قطار در حضور کنترل کننده با کنترل کننده لغزشی پیشنهادی، مبین توانایی بیشتر کنترل کننده لغزشی در دفع اغتشاش در حضور نامعینی پارامتری است.
    کلیدواژگان: تعلیق فعال قطار، کنترل مقاوم، مد لغزشی، کنترل کننده، عدم قطعیت پارامتری
|
  • B. Moetakef Imani *, S.H. Ghorashi Khalilabadi Page 1
    The process of failure due to oscillating forces is referred as fatigue, which is the main cause of mechanical failures. Experimental research in this area for validation of theoretical results requires a tension-compression fatigue testing machine equipped with special capabilities. The organized control of force plays an important role in the validity of test results and is an essential part of fatigue testing machines. The main aim of this paper is to enhance the control unit of servo-hydraulic fatigue testing machines in order to reduce settling time. The most important issue is uncertainties in the measurement of the specimen’s stiffness. In this study, the parameters related to mathematical model of fatigue testing machines are detected and the proportional-integral controller is designed and implemented. The obtained results of implementation of this controller shows that the settling time related to the fatigue testing of parts with low stiffness is more than what is expected. Thus, an adaptive controller is proposed and implemented in order to reduce the settling time. So as to obtain more appropriate response to disturbance, the proposed algorithm is combined with the proportional-integral controller. Using this novel controller decreases settling time by 25 % and makes the system response to measurement noise and disturbance more desirable.
    Keywords: Adaptive Control, Fatigue Testing Machine, PID Controller, Force control, Fatigue Test
  • M. Elhami*, A. Gholami Page 11
    This paper presents the investigation are the static and dynamic longitudinal stability of a small flying boat in cruise flight for different cruise heights and speeds. After that, we use two methods to control the height of a flying boat: fuzzy logic controller and its compound with Proportional-Integral-Derivative (PID). The main advantage of using fuzzy controlling methods is that the control system has more flexibility compared with conventional model based controllers. For accomplish designing of height hold control system of a flying boat, we use a precise model of wing-in-groundeffect vehicles in state-space form and aerodynamics derivatives of a flying boat. The controller is tested on a simulation level in Matlab. Simulation results were promising and showed improvement in performance and accuracy in comparison to conventional methods.
    Keywords: Autopilot, Flying Boat, Height Holder, Wing in Ground Effect Vehicles, Longitudinal Mode, Fuzzy Controllers
  • R. Zardashti*, A.A. Nikkhah, M.J. Yazdanpanah Page 25
    In this paper, the problem of the Terrain Contour Matching systemrequirement effect in the constraint optimal trajectory planning of the unmanned aerial vehicles that are require to fly at low altitude over the terrain has been discussed. According to using this system in some of vehicles as a navigation aiding system,it is more efficient in rough terrain and given that the optimal path planning methods have generally attempted to cross the paved areas, with this contradiction, providing the requirements of this system is a complex task. In this paper, it's tried to meet the system requirementsin the constraint optimal trajectory design process. For this purpose, by developing an algorithm based on the layered network flow and applying dynamic equations of motion on digital terrain elevation data in the three-dimensional space with the discrete dynamical constraints and a cost function, a complete model of parameters affecting the system has been fulfilled. The resulting algorithm,by applying the initial conditions and in the least possible time,produces a constraint optimal trajectory in such a way that the requirements of the systemare satisfied. Numerical results of simulation show validity of this issue.
    Keywords: Trajectory Design, Unmanned Aerial Vehicle, Terrain Following, Threat Avoidance, Terrain Contour Matching, Network Flow
  • R. Esmaelzadeh*, R. Jamilnia, A.H. Adami Page 35
    In this paper an optimal new reentry guidance method is proposed. This method is based on online trajectory optimization that optimal guidance commands derived from optimal problem solutions. For rapid and online solution of optimal control problem, we present a method which is a combination of differential flatness concept, B-spline curves, direct collocation and nonlinear programming. With closed loop trajectory optimization and implementation of receding horizon control concept, open loop optimal control solutions are related to current vehicle and target conditions. In this case guidance commands are generated based on desired functional and various constraints. For proofing of capabilities of this guidance method, an example of reentry guidance is discussed with wind and model uncertainties.
    Keywords: Trajectory Optimization, Differential Flatness, B, spline Curves, Direct Collocation, Nonlinear Programming, Receding Horizon Control, Integrated Guidance, Control
  • F. Ebrahimi*, M. Mokhtari Page 49
    In this paper, the free vibration of a functionally graded (FG) rotating beam based on Timoshenko beam theory has been analyzed. The FG rotating beam assumed to be graded across the thickness and the material properties of the FG beam assumed to vary continuously through the thickness of the beam according to a power law distribution of the volume fraction of the constituent materials. Governing equations are solved using differential transform method. To verify the present analysis, the results of this study are compared with the available results from the existing literature. The effect of beam parameters such as constituent volume fractions, slenderness ratios, hub rotation speed and hub radius on the natural frequencies and mode shapes of the rotating beam is comprehensively investigated. The functionally graded composite material plays a significant role in vibration characteristics of the rotating FGM thick beams.
    Keywords: Free Vibration, Functionally Graded Material, Rotating Beam, Differential Transform Method
  • S.A.A. Hosseini*, H. Pouryavi, R. Meshkani, Sh. Shams Page 63
    Hydro-pneumatic shock absorbers have applications in many diverse fields and finding characteristic of them are necessary in a succeful analysis and design. The aim of current study is two-fold. First, using drop test, dynamical properties (i.e. stiffness and damping) of hydro-pneumatic shock absorbers are experimentally found. In addition, formulas are derived which theoretically compute the stiffness and damping of this type of absorber. It is shown that theoretical and experimental results agree well. Second, with the suitable measurements, the shock response spectrum is plotted to determine the severity of the applied shock in the dropping process. This is an appropriate means in analysis and design of hydro-pneumatic shock absorbers. Using an experimental criterion, critical region of the applied shock is obtained. This study shows that drop test is an important technique in determining dynamical properties and shock severity of hydro-pneumatic shock absorbers, and it may be useful for practical tasks.
    Keywords: Hydro, Pneumatic Shock Absorber, Shock Analysis, Drop Test
  • H. Najafi, P. Asgharifard, Sharabiani*, H. Ahmadian Page 73
    Friction is a complex phenomenon which arises due to relative motion between preloaded contact interfaces. One of the most important issues in modeling friction is the debate over the way to consider a partial slip effects in the contact interface model. In this paper, a one-dimensional micro-slip model has been studied analytically. At first, governing equations of motion of a vibrating system are obtained, which is supported by a frictional contact and excited by a single harmonic displacement. Then, steady state response of a system is determined analytically. Objective functions are defined as criteria which depict a transition from stick region to slip region. Afterwards, minimization of objective functions is implemented based on steady state analytical solution and with the aid of genetic algorithm, and so, the arrangement and the lengths of segments corresponding to stick and slip regions are determined. Despite of past researches in this field, by using the proposed model, there remains no need to guess the number and locations of stickslip regions, before the system analysis. Also in this research, The boundaries between stick and slip regions for two kind of normal load distribution have been calculated by the proposed model, and then verified by the results obtained from finite element modeling.
    Keywords: Stick, Slip, Variable Normal Load, Micro, Slip Friction Model
  • K. Malekzadeh Fard*, M. Rezaei Hassanabadi Page 85
    In this study, according to capability of magneto-rheological fluids to change the stiffness and damping of structure, they can be used in the core of sandwich panel. The studied sandwich panel is double curved with simply support boundary condition. In order to derive the governing equations of motion, an improved high order sandwich panel theory and Hamilton's principle are used for the first time. Then the effect of magnetic field on the frequency of the panel has been investigated. The effects of changing the geometric parameters such as aspect ratio, thickness of MR layer, radius of curvature and thickness ratio on the characteristics of vibration panel have been studied. The obtained results showed that the natural frequencies of panel increase by increasing magnetic field strength to Bs (saturation magnetic field). Also it increases by increasing the panel aspect ratio, and reduces by increasing the core thickness to panel thickness ratio. Likewise the obtained results showed that natural frequencies for the case of double curved panel are more than single curved and flat panels. Therefore, by changing these parameters, the natural frequency of the system, can be changed in the desired range, and also by having a controllable magnetic field in the system, the natural frequency of the system can be controlled.
    Keywords: Free Vibration, Sandwich Panel, Double Curved, Magneto, Rheological, Improved High Order Sandwich Panel Theory
  • A. A. Motallebi, S. Irani*, S. Sazesh Page 101
    In this study the vibration of a cantilever beam with geometric nonlinearity was focused with respect to the jump and bifurcation phenomena. Firstly, the partial differential equation of the cantilever beam with geometric nonlinearity was presented. Next, based on the first mode shape of the linear beam, the governing nonlinear ordinary differential equation (ODE) was achieved. This nonlinear ODE was solved with the harmonic balance method. Moreover, the super harmonic balance was utilized to analyze the super harmonic behavior of the nonlinear system. The achieved frequency response was used to investigate the jump phenomenon and instability of system’s amplitude versus the excitation frequency. Whereas the system was sensitive in one third frequency of resonance, the jump, bifurcation and chaos phenomenon were analyzed with super harmonic method. Finally the numerical forth order Runge-Kutta method was used for the evaluation. The comparison between the result of presented method and the numerical results showed a precise agreement.
    Keywords: Non, linear Vibration, Harmonic Balance, Jump Phenomenon, Bifurcation
  • S.A. Zahiripour, M. Familian, A. Jalali*, S.K. Mousavi Mashhadi Page 113
    Designing train active suspension system is one of the most important issues in high speed train industry. The conventional passive suspension system cant provide requirements for development of high speed trains, according to increasing speed of train. In this paper, to improvement of coupe oscillations against external disturbances from railway irregularity and changing in coupe mass as compartment as parameter uncertainties, the hybrid model reference sliding mode control with fuzzy regulator and the H∞ method is used. The purpose of this paper is designing and comparison between robust controllers for high speed train active suspension system using the improved sliding mode and H∞ methods, this reduces the oscillations and lateral acceleration of coupe, improves train stability and passenger comfort, while moving at high speeds. Motivation for the choice of robust approach in this paper is to improve the system performance against presence of parameter uncertainties and model uncertainties and external disturbances. In sliding mode method, sliding surface is defined as a proportional-derivative function of adaptation error. Then, the controller has been designed in considering the parameter uncertainty. Defining the decision parameter and using a fuzzy system, to improving performance quality of designed controller, is the innovation of this paper. H∞ robust controller has been used in order to reduce the vibration of the train coupe.
    Keywords: Train Active Suspension, Robust Control, Sliding Mode, H∞ Controller, Parameter Uncertainty