فهرست مطالب

Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering
Volume:6 Issue: 1, 2013

  • شماره ویژه اول
  • تاریخ انتشار: 1392/03/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • دانیال شیخی، محمد مهدی نجفی زاده، علیرضا نظام آبادی صفحات 1-6
    فروپاشی در اثر کمانش یک پدیده ی کاملا معمول در ورق های تحت فشار است. هنگامی که این سازه ها بر اثر گذر زمان دچار نقص هائی همچون خوردگی و ترک می گردد نسبت به وقوع این پدیده حساس می گردد و بار بحرانی آن به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند. از این رو در این مقاله ورق هایی از جنس آلومینیوم Al 1200 با ترک هایی در قسمتی از ورق در نظر گرفته می شود. اثر زاویه ی ترک بر روی بار بحرانی کمانش به دو صورت آزمایشگاهی و تئوری محاسبه می شود. آزمایشها با استفاده از دستگاه STM-250 وتحلیل های تئوری با استفاده از نرم افزار آباکوس صورت می گیرد و در نهایت نتایج تئوری و آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه می شوند.
    کلیدواژگان: کمانش، ورق ترک دار، بار بحرانی، زاویه ی ترک
  • اکبر علی بیگلو، عبدالمجید کنی صفحات 7-14
    در این مقاله، ارتعاشات پوسته استوانه ای کامپوزیت حاوی لایه های پیزوالکتریک در سطوح داخلی و خارجی، بررسی شده است. ابتدا پوسته کامپوزیت بدون لایه های پیزوالکتریک مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج حاصل با نتایج محققین دیگر مقایسه می گردد، آنگاه ارتعاشات پوسته استوانه ای چند لایه با لایه های پیزوالکتریک بررسی می شود. روابط مربوطه از معادلات الاستیسیته سه بعدی نتیجه شده است که چون هیچگونه تقریبی در بدست آوردن آنها اعمال نشده کاملا تحلیلی می باشند. پوسته موردنظر، بسته و دارای طول محدود می باشد که تکیه گاه ها بصورت ساده در دو انتهای آن واقع شده اند و نتایج برای نسبت طول به شعاع و شعاع به ضخامت های مختلف بدست آمده اند.
    کلیدواژگان: حل تحلیلی، پوسته استوانه ای، الاستیسیته، کامپوزیت، پیزوالکتریک
  • سهیل اویسی، حسن نحوی، داود طغرایی صفحات 15-23
    در این تحقیق، بحث بر روی رفتار دینامیکی نانولوله های کربنی شامل ارتعاشات، انتشار موج و برهم کنش سیال- سازه متمرکز شده است. در تحقیق جاری، ارتعاشات عرضی نانولوله های کربنی بررسی خواهد شد. بدین منظور بر اساس تئوری های الاستیسیته پیوسته ی غیرمحلی و گرادیان کرنش-اینرسی و نیز با استفاده از مدل های میله و تیر اویلر-برنولی رفتار دینامیکی سیستم مدل سازی شده و معادلات حرکت با استفاده از روش تقریبی مانده وزنی گالرکین گسسته سازی و حل می شوند. نتایج نشان می دهندکه سیال عبوری از درون نانولوله ها می تواند فرکانس های طبیعی آن را به ویژه در نانولوله های طویل با شعاع داخلی بزرگ و در سرعت های بالای سیال به طور قابل توجهی کاهش دهد. همچنین فرکانس های طبیعی و پایداری سیستم به خصوص در ارتعاشات محوری، به شدت به پارامتر مقیاس طول ماده (نانومقیاس) وابسته هستند.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، نانوسیال، ارتعاشات عرضی، روش تقریبی گالرکین
  • حسین خانجانی، احمد کشاورزی صفحات 25-35
    سازه های جدار نازک امروزه به عنوان جاذب های انرژی در سازه خودرو به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، تاکنون محققان زیادی به مطالعه رفتار این جاذب ها در هنگام اعمال ضربه پرداخته اند، مطالعه جذب انرژی و بیشینه نیروی ضربه بخش اصلی این تحقیقات را تشکیل می دهد، میزان جذب انرژی و مقدار بیشینه نیروی ضربه در این سازه ها به پارامترهای زیادی مانند شرایط مرزی، نرخ کرنش، تاریخچه بارگذاری، هندسه و انرژی ورودی (وزن و سرعت ضربه زننده) وابسته است، در این مقاله رفتار یک جاذب با مقطع دایره ای هنگام اعمال ضربه محوری مورد بررسی قرار می گیرد، بر خلاف تحقیقات گذشته که رفتار جاذب با گذاشتن تکیه گاه صلب مورد بررسی قرار گرفته است، در این مقاله تکیه گاه به صورت الاستیک مدل سازی خواهد شد و رفتار جاذب با داشتن این نوع تکیه گاه مورد مطالعه قرار می گیرد. از روش عددی برای انجام این کار تحقیقاتی استفاده شده است. با توجه به هزینه بالای آزمایش ها، زمانبر بودن آن ها و استفاده از فرضیات ساده کننده به منظور مدل سازی ماده در استخراج مدل نظری، در این مقاله مدل عددی با در نظر گرفتن خصوصیات کامل ماده ایجاد می گردد، تا پس از صحه گذاری نتایج آن با نتایج عددی باعث کاهش هزینه و زمان در انجام مطالعه بر روی این نوع جاذب ها شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که کاهش سختی تکیه گاه بر روی رفتار دینامیکی جاذب های انرژی تاثیر دارد و می تواند باعث کاهش نیروی بیشینه، کاهش میزان جذب انرژی و کاهش بازده نیرو ضربه شود.
    کلیدواژگان: جاذب های انرژی، تکیه گاه الاستیک، مدل جرم و فنر، انرژی جذب شده
  • امین کلاه دوز، مهدی دشتی صفحات 37-46
    در این مقاله مطالعات انجام شده در خصوص ابرمومسانی فولادهای زنگ نزن دو فازی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف بدست آوردن مناسب ترین شرایط عملیات ترمومکانیکی جهت ریزکردن ساختار (اندازه دانه) و القای خاصیت ابرمومسانی در فولادهای زنگ نزن دو فازی است. همچنین نشان دادن محدوده مناسب دمایی و نرخ کرنش مورد استفاده در فرآیند ابرمومسانی این نوع فولادها جهت بدست آوردن حداکثر ازدیاد طول می باشد. نتایج نشان می دهد که با استفاده از عملیات ترمومکانیکی شامل حل سازی، نورد و آنیل می توان به اندازه دانه هایی تا μm4-5/0 دست یافت. بیشترین ازدیاد طول در حدود 1000% در محدوده دمایی ̊C1000-800 و نرخ کرنش s-1 1/0-01/0 بدست می آید. تحت این شرایط ضریب حساسیت به نرخ کرنش در حدود 6/0 می باشد.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن دو فازی، سرخوردن مرز دانه ها، ابر مومسانی، فازγ، فازα
  • هادی اکرمی، شاهرخ شجاعیان، مهری لطفی صفحات 47-54
    با توجه به روند جایگزینی نیروگاه های سنتی با نیروگاه های تجدید پذیر در شبکه های قدرت مدرن، در این مقاله آلگوریتمی ابتکاری مبتنی بر قابلیت اطمینان برای این منظور پیشنهاد شده است. در ابتدا شاخص LOLE سیستم بدون ظرفیت توان بادی محاسبه و به عنوان شاخص مرجع انتخاب گردید. سپس به بررسی جایگزینی واحد های توربین بادی به جای نیروگاه های سنتی پرداخته شده و در هر مرحله، از تولید ظرفیت سنتی کاسته، و ظرفیت تولید توان بادی جایگزین آن گردیده است. میزان ظرفیت تولید توان بادی مورد نیاز برای جایگزینی مناسب، با اتکا به روش مونت کارلو و از مقایسه شاخص LOLE در هر مرحله با شاخص LOLE مرجع، بدست آمده است. در آخر، روند رشد بار 5% در استراتژی توسعه با تمرکز صرف روی تولید بادی بررسی شده و میزان تولید مورد نیاز به ازاء هر رشد بار معین تعیین گردیده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه IEEE-RTS پیاده سازی شده است.
    کلیدواژگان: نیروگاه بادی، نیروگاه سنتی، قابلیت اطمینان، مونت کارلو، LOLE
  • عبدالمجید کنی، اکبر علی بیگلو صفحات 55-63
    در این مقاله رفتار ارتعاشی پوسته های چندلایه که سطوح داخلی و خارجی آنها مجهز به لایه های حسگر و عملگر پیزوالکتریک می باشد بررسی شده است. ابتدا پوسته چندلایه با تکیه گاه های ساده به روش تحلیلی بررسی و نتایج حاصل، با نتایج به دست آمده توسط سایر محققین مقایسه شده است. آنگاه حل عددی به روش (GDQ) برای پوسته با لایه های پیزوالکتریک و تکیه گاه های ساده، با حل تحلیلی آن مقایسه شده و در ادامه انواع شرایط تکیه گاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات حرکت، معادلات بنیادین و روابط کرنش- جابجایی، معادلات حالت- فضا حاصل می شود که این معادلات با استفاده از تقریب لایه مجزا، به معادلات حالت- فضا با ضرایب ثابت تبدیل خواهند شد. سپس با استفاده از حل این معادلات می توان فرکانس های طبیعی پوسته در حالت تکیه گاه ساده را به دست آورد. در صورتی که تکیه گاه ها غیر ساده باشند، حل معادلات دیفراسیل حالت- فضا به روش تحلیلی امکان پذیر نبوده و باید از روش های عددی کمک گرفت. روش یک چهارم تفاضلی روش عددی متداولی است که با تعداد کم نقاط نمونه، می توان به جواب دقیق دست یافت. با استفاده از روش dq، معادلات دیفرانسیل حالت- فضا حل شده و در نهایت با اعمال شرایط عاری از تراکشن سطوح بالا و پایین، می توان به فرکانس های طبیعی دست یافت. در نهایت تاثیر مستقیم و معکوس پیزوالکتریک، نسبت ضخامت لایه کامپوزیت به لایه پیزوالکتریک و نسبت شعاع میانی به ضخامت در رفتار ارتعاشی پوسته مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: پوسته استوانه ای، فرکانس طبیعی، روش دیفرانسیل کوادراچر، معادلات فضا، حالت، پیزوالکتریک
|
  • D. Sheykhi, M.M. Najafi Zadeh, A.R. Nezam Abadi Pages 1-6
    Collapse by buckling a quite common phenomenon in sheets under pressure. When these structures caused by defects such as corrosion and cracks the time of the occurrence of this phenomenon is sensitive and critical load to be significantly reduced. Therefore, in this article sheet of aluminum Al 1200 by cracks in a part of the sheet will be considered. Left angle on the critical buckling load effect both experimentally and theoretically calculated. STM-250 experiments using theoretical analysis using Abaqus software is done and the results are compared with theoretical and experimental.
    Keywords: Buckling, cracking sheets, critical load, Crack angle
  • A. Ali, Biegloo, A.M. Kani Pages 7-14
    In this paper, the vibration of composite cylindrical shell with piezoelectric layers in the interior and exterior surfaces is investigated. The composite shell without piezoelectric layers can be studied and compared the results with the results of other researchers, the cylindrical shell laminated with layers of piezoelectric vibration checked. The result is a three-dimensional elasticity equations relationships because they do not apply any approximate gain are quite analytical. Shells intended, is closed and has restricted the mainstays in the end it was simple, and the results for the ratio of the radius and the radius of the different thickness are obtained.
    Keywords: Analytical solution, Cylindrical shell, Elasticity, Composite, piezoelectric
  • S. Oveisi, H. Nahvi, D. Toghraie Pages 15-23
    This work focuses on the dynamical behavior of carbon nanotubes, including vibration, wave propagation and fluid-structure interaction. In the present research, transverse vibration of nano fluid conveying carbon nanotubes is investigated. To this end, based on the nonlocal and strain-inertia gradient continuum elasticity theories and by using rod and Euler-Bernoulli beam models, the system’s dynamical behavior is modeled and then, the governing equation of motion is solved and discretized by applying the weighted-residual Galerkin approximate method. Moreover, effect of considering nano-scale fluid flowing through the nanotube, the boundary conditions, the different elastic mediums and the van der Walls interaction between the layers of multi-walled carbon nanotubes on the natural frequencies, critical velocities and stability of the system are considered. The results show that the passing fluid flow and the axially moving of nanotube decrease the system’s natural frequencies especially for nanotubes with large internal radius and in high fluid flow and axially moving speeds of nanotube. In addition, it is observed that the natural frequencies and stability of the system strongly depend on the small-scale parameter (nano-scale), mainly in the longitudinal vibration.
    Keywords: Carbon nanotubes, Nanofluid, Transverse vibration, Galerkin approximate, method
  • H. Khanjani, A. Keshavarzi Pages 25-35
    Thin-walled structures like crash boxes may be used as energy absorption members in automotive chassis. There have been many studies addressing the behaviors of energy absorption members on frontal crash. These researches have attempted to predict the energy absorption and maximum impact load in shell structures. The energy absorption and maximum impact load depend on many parameters including boundary condition, strain rate, history of plastic deformation during metalworking, geometry; and material and impact energy (i.e. mass and velocity of the striker). This study examined the crash behavior of tube made of the extruded aluminum alloy EN AW-7108 T6 using an elastic boundary condition instead of rigid boundary condition- on the bottom of a crash box. Analytical, Numerical analytical methods is used in this study to simulated crash box behavior, Results showed that using elastic boundary could change the deformation mode and decrease the maximum impact load.
    Keywords: Crash worthiness, Elastic support, Energy absorption
  • A. Kolahdooz, M. Dashti Pages 37-46
    In this paper the studies of the two-phase super Plasticity stainless steels is studied. The aim of this study obtained the suitable criteria to thermo-mechanical treatment condition for decrease the microstructure (grain size) and super plasticity property in two-phase stainless steels. Also here we want to show the appropriate ranges of temperature and strain rate used in the process super plasticity to obtain maximum elongation for this kind of steel. The results showed that by using thermo-mechanical treatment that consists of dissolving, rolling and annealing, the grain size can be achieved to 0.5-4 μm. The maximum elongation is achieved 1000% in the temperature range 800-1000˚C and strain rate is achieved 0.01-0.1 s-1. Under these conditions, the sensitivity coefficient of strain rate is around 0.6
  • H. Akrami, Sh. Shojaeian, M. Lotfi Pages 47-54
    Given the substitution process of generators using renewable energy sources instead of conventional generators in modern power systems, this paper proposes a Monte Carlo based method to determine an optimal level of this change. At first, LOLE index of the system was calculated without wind power to obtain the reference index. Then, the wind turbine units are replaced with the conventional generators. This purpose has been achieved in stages with the gradually reduced portion of conventional generators and increased portion of the of wind turbine generators in order to pave the way for the calculation of the required amount of wind power using Monte Carlo simulation method. The LOLE index at each step was compared with the base LOLE index. In the end, the 5% annual load increment rate in the development strategy with the focus on sole wind power generation was investigated and the power needed for each load increment was calculated. The proposed method was implemented on IEEE-RTS system.
    Keywords: LOLE, LOEE, Monte Carlo, Reliability, Wind turbine
  • A.M. Kani, A. Ali, Biegloo Pages 55-63
    In this paper, the vibration characteristics of multi-layer shell that internal and external surfaces with a layer of piezoelectric sensor and actuator is investigated. The backrest shell laminated with simple analytical method to evaluate and the results were compared with results obtained by other researchers. The numerical solution methods (GDQ) for shells with piezoelectric layers and plain bearings, compared with analytical solution and then a variety of boundary conditions is studied. Using the equations of motion, the fundamental equations and relations Krnsh- displacement, State-space equations derived the equations using approximate separate layer, State-space equations with constant coefficients will become. These equations can be solved using natural frequencies in the backrest shell simple to obtain. If the abutments are not simple, solving equations differentials State-space analysis is not possible and should be used numerical methods. A fourth difference method numerical method common with the small number of sample points can be exact to achieve. By dq, State-space differential equations are solved and the non-traction conditions by applying high and low levels, can be found at the natural frequency. The direct and inverse piezoelectric effect, piezoelectric layer and composite layer thickness ratio of the radius of the middle of a thick crust on the vibrational behavior is studied.
    Keywords: Cylindrical shell, Natural frequency, method Kvadrachr differential equations, state space, piezoelectric