فهرست مطالب

مهندسی مکانیک امیرکبیر - سال چهل و چهارم شماره 2 (زمستان 1391)
  • سال چهل و چهارم شماره 2 (زمستان 1391)
  • تاریخ انتشار: 1391/10/28
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مقاله پژوهشی
  • رضا اسلامی فارسانی، سید محمدرضا خلیلی، مسلم نجفی صفحات 1-9
    هدف از این مقاله بررسی اثر دوره شوک حرارتی بر رفتار کششی دو نوع کامپوزیت پایه پلیمری تقویت شده با الیاف در محیط اکسید کننده (هوا)است. کامپوزیت های مورد آزمایش شامل رزین فنولیک به عنوان ماتریس و تقویت کننده های الیاف بازالت و الیاف کربن با نسبت حجمی 35% درصد است. در زمان اعمال دوره شوک حرارتی در محیط هوا، امکان بروز پدیده اکسیداسیون ماتریس در دمای بالا و ترک خوردگی آن به علت تنش های حرارتی ناشی از تفاوت ضرائب انبساط حرارتی ماتریس و الیاف وجود دارد. با افزایش تعداد دوره شوک حرارتی، خواص کششی کامپوزیت های دارای الیاف بازالت بطور جدی تحت اثر قرار نمی گیرد. در پایان دوره های شوک حرارتی، کاهش استحکام کششی و مدول الاستیک در کامپوزیت دارای الیاف بازالت به ترتیب کمتر از 5 و 8 درصد و در کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن به ترتیب بیش از 11 و 5/18 درصد مقادیر اولیه خواهد بود.
    کلیدواژگان: دوره شوک حرارتی، رزین فنولیک، الیاف کربن، الیاف بازالت
  • سید رضا خلیلی، آیدین غزنوی اسگویی صفحات 11-19
    یکی از نقاط ضعف پانل های ساندویچی اتصالات آنها است که بر روی کاربرد گسترده آنها اثر می گذارد. اتصال T شکل یکی از متداول ترین اتصالات پانل های ساندویچی است. این مقاله به بررسی عددی این اتصال در بارگذاری استاتیکی می پردازد. درستی نتایج به دست آمده از حل عددی با نتایج تست تجربی موجود در مراجع گذشته بررسی شدند. در حالت کلی، نیروی شکست پیش بینی شده از حل عددی با نتایج تست تجربی موجود در مراجع گذشته هم خوانی خوبی دارد. برای مدل سازی چسب موجود در اتصال، از المان های تماسی و طرح ماده منطقه چسبنده استفاده شده است. هم چنین با استفاده از کد نوشته شده در نرم افزار انسیس قابلیت آسیب برای هسته پانل های ساندویچی تعریف شده است. در نتیجه هر دو حالت شکست اتصال T شکل (شکست برشی هسته و گسیختگی چسب) بررسی شده است. در مدل سازی پانل های ساندویچی، از چهار فوم دیوینیسل اچ صد، اچ صد و شصت، اچ دویست و پنجاه، اچ سی پی هفتاد استفاده شده است تا کارایی اتصال در مواد مختلف بررسی شود. در ادامه برای بررسی اثر هندسه اتصال، با تغییر زاویه فوم مثلثی، نه طرح مختلف هندسی ساخته شد. بررسی ها نشان دادند که تغییر جنس هسته پانل ساندویچی، علاوه بر تغییر حالت شکست اتصال، باعث افزایش چشمگیر نیروی شکست اتصال می شود.
    کلیدواژگان: اتصال T شکل، پانل ساندویچی، حالت شکست، روش المان محدود، اتصالات چسبی
  • شهاب الدین امینی، مهسا سیدیان چوبی، محمد حق پناهی صفحات 21-28
    در جوشکاری چند پاسه، گستردگی تنش های پسماند و حداکثر مقدار آن با اضافه شدن هر پاس جوشکاری تغییر می نماید. فرایند شبیه سازی می تواند برای تخمین مقادیر و توزیع این تنش ها مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، به بررسی میدان های حرارتی گذرا و تنش های پسماند ناشی از جوشکاری چند پاسه لب به لب صفحات فولاد ضدزنگ 304 به روش جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود تنگستن پرداخته شده است. تحلیل این مطلب با استفاده از مدل المان محدود حرارتی- مکانیکی غیرخطی غیرکوپله در حالت دو بعدی با استفاده از نرم افزار انسیس[i]10 انجام شده است. در پایان، برای بررسی درستی نتایج تحلیل عددی، توزیع دما برای یک نمونه و تنش های پسماند برای دو نمونه با استفاده از روش سوراخکاری اندازه گیری شدند. نتایج این تحقیق نشان می دهند که با افزایش تعداد پاس های جوشکاری در اثر افزایش ضخامت صفحات، حداکثر مقدار عددی تنش های پسماند کاهش یافته ولی توزیع این تنش ها افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: میدان حرارتی، تنش پسماند، جوشکاری چند پاسه، فولاد ضدزنگ، روش سوراخکاری
  • علی مظفری، محمد کرمی، امیرحسین آذرنیا صفحات 29-40
    آلیاژهای حافظه دار به علت نمایش رفتارهای ویژه از جمله میرایی بالا، قابلیت حافظه داری و سوپرالاستیسیته برای کاربرد در سامانه های مختلف مهندسی مورد توجه قرار گرفته اند.
    همچنین باتوجه به توسعه کاربرد سازه های کامپوزیتی و به خصوص ساختارهای ساندویچی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، برای اولین بار در کار حاضر تلاش شده تا اثر برخی از ویژگی های آلیاژهای حافظه دار بر رفتار ارتعاشات آزاد پانل ساندویچی حافظه دار مستطیلی با هسته انعطاف پذیر عرضی و رویه کامپوزیتی بررسی شود. به این منظور، الیاف حافظه دار در رویه های کامپوزیتی ورق ساندویچی، هم جهت با الیاف گرافیت تعبیه شده است. در این بررسی، از تئوری بهبود یافته مرتبه بالای صفحات ساندویچی[i] استفاده شده، به نحوی که در رویه های کامپوزیتی از تئوری برشی مرتبه اول[ii] و در هسته میانی از تئوری الاستیسیته با در نظر گرفتن اثرات اینرسی هسته میانی و رویه ها استفاده شده است. معادلات حاکم برای شرایط مرزی اطراف لولا با استفاده از اصل همیلتون استخراج و تنش بازیافتی ناشی از تحریک سیم های SMA به عنوان اثر نیروهای خارجی در نظر گرفته شده و مسئله، به کمک روش گالرکین ساده و حل شده است. نتایج حاصله بیانگر بهبود فرکانس ها و برخی ویژگی های سامانه به نسبت افزایش دمای سیم های SMA است.
    کلیدواژگان: پانل ساندویچی، آلیاژ حافظه دار(SMA)، اصل همیلتون، تئوری بهبود یافته مرتبه بالا، تئوری برشی مرتبه اول
  • احسان رئیسی استبرق، سعید ضیایی راد صفحات 41-51
    در این مقاله پاسخ ارتعاشی سیستم دیسک پره دار تحت تاثیر نامیزانی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی اثر وجود نامیزانی در ضرایب سختی و استهلاک هر پره بر دامنه پاسخ پره ها، ابتدا طرحی ساده برای محاسبه پاسخ سیستم دیسک پره دار تحت نامیزانی معرفی و روابط آن ارائه شد. برای به دست آوردن بیش ترین پاسخ سیستم و یافتن بدترین الگوی نامیزانی، از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شد. سپس پاسخ سیستم در دو حالت میزان و نامیزان با یکدیگر مقایسه شد. در ادامه بدترین پره یعنی پره ای که دارای بیش ترین دامنه ارتعاش است، معرفی خواهدشد. در پایان، پاسخ سیستم برای نامیزانی در سختی پره ها، نامیزانی در ضریب استهلاک پره ها و نامیزانی هم زمان در سختی و استهلاک بررسی و مشخص شده است. نامیزانی هم زمان، می تواند منجر به افزایش قابل توجهی در بیش ترین دامنه ارتعاش در سیستم شود.
    کلیدواژگان: سیستم دیسک پره دار، سیستم نامیزان، بدترین پاسخ فرکانسی، الگوریتم ژنتیک
  • محمد نوابی، محمد صنعتی صفحات 53-69
    مانور های مداری یا انتقال ماهواره ها بین مدار ها، جایگاه ویژه ای در هر ماموریت فضایی دارد. منظور از انتقال ضربه ای بهینه، صرف حداقل میزان انرژی (ضربه) مورد نیاز برای انجام انتقال است. مسئله انتقال بهینه مداری ضربه ای سه بعدی از مسائل کاربردی است ولی به علت پیچیدگی خاص مسئله، حل آن در مقالات کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. بهینه سازی و حل این مسئله بسیار مشکل بوده و نیازمند ابتکار برای حل هر حالت است. در این مقاله علاوه بر استخراج معادلات بهینه سازی برای بیان هندسه ی مدارهای اولیه، هدف و انتقالی نسبت به یکدیگر با استفاده از بحث مثلثات کروی، برای اولین بار حالت های مختلف قرارگیری مدار اولیه و هدف بیان می شود. با توجه به مسائل کاربردی، این مسئله در دو حالت مقید و نامقید زمانی بررسی و حل شود. از ویژگی های این مسئله بهینه سازی، دارا بودن حداقل های محلی متعددی است که برای دستیابی به پاسخ کلی مسئله، تغییرات تابع ضربه بر حسب متغیر های مستقل ارائه می شود. برای یک مثال عددی، نتایج مانور ضربه ای بهینه در فضای سه بعدی ارائه شده است که نتایج در یک حالت خاص با حل مسئله لمبرت مقایسه شده که نشان دهنده ی دقت مناسب استخراج معادلات و محاسبات و کامل بودن آن ها در بدست آوردن همه عوامل مورد نیاز است.
    کلیدواژگان: مانور های مداری ضربه ای، مثلثات کروی، مدار انتقالی، مسئله لمبرت
  • امیرحسین دوایی مرکزی، محمد سعادت، بهروز رحمانی صفحات 71-81
    در این مقاله راهکار جدیدی برای کنترل دیجیتال سامانه های غیرخطی پیشنهاد شده است. ایده محوری، مبتنی بر توسعه روش نگاشت ورودی کنترلی (پی آی ام)، به حوزه سامانه های غیرخطی است؛ روشی که در گذشته برای بازطراحی دیجیتال کنترل کننده های پیوسته ی به کار گرفته شده است. برای رسیدن به چنین هدفی، ایده ترکیب روش جبران سازی توزیع شده موازی (پی دی سی) و روش پی آی ام ارایه شده است، به این ترتیب که با روش پی دی سی، ابتدا تعدادی کنترل کننده خطی برای سامانه پیوسته طراحی شده و ورودی کنترلی از ترکیب فازی این کنترل کننده ها به دست می آید. سپس در روند گسسته سازی، با استفاده از روش پی آی ام، معادل گسسته ی هرکدام از این کنترل کننده های پیوسته را به دست آورده و با استفاده مجدد از روش پی دی سی در حوزه گسسته، کنترل کننده ی دیجیتال نهایی برای سامانه غیرخطی محاسبه می شود. از آن جایی که روش نگاشت ورودی کنترلی، پایداری حلقه بسته سامانه های دیجیتال خطی را به ازای فرکانس های نمونه برداری کم تضمین می نماید، در هم افزایی با روش پی دی سی، این موضوع مهم به حوزه کنترل کننده های دیجیتال غیرخطی نیز توسعه داده شده است. شرط کافی برای پایداری سامانه حلقه بسته با استفاده از قضیه لیاپانوف برای سامانه های فازی کلیدزن نیز ارایه شده است. شبیه سازی های انجام شده بر روی یک مساله معیار، کارایی استثنایی روش پیشنهادی را نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: جبرانسازی موازی توزیعشده، بازطراحی گسسته، PIM، نگاشت ورودی کنترلی، پایداری
  • ندا کرمی محمدی، شهرام آزادی، سیدعلی جزایری صفحات 83-91
    برای کنترل سرعت خودرو در بزرگراه ها و فاصله خودرو در ترافیک شهری، قوانین کنترل دینامیک طولی خودرو برای یک خودروی سواری پیشنهاد داده شده است. در این مقاله معادلات دینامیک غیرخطی و کاملی از دینامیک طولی یک خودرو شامل موتور و سامانه انتقال حرکت آورده شده است. هم چنین کنترلر دارای دو حلقه داخلی و خارجی است. کنترلر حلقه داخلی شامل دو کنترلر مجزا برای کنترل گشتاور موتور و گشتاور ترمز است که نقش آن ردیابی شتاب مطلوب بدست آمده توسط کنترلر حلقه خارجی با استفاده از کنترل گشتاور موتور، ترمز و کلیدزنی بین آن دو است. کنترلر حلقه خارجی شامل دو الگوریتم کنترل سرعت و کنترل فاصله است و نقش آن تولید پروفیل شتاب مطلوب است که با ردیابی آن توسط خودرو، کنترل فاصله و سرعت خودرو انجام می شود. در این مقاله پروفیل شتاب مطلوب به خوبی از حل مساله کنترل بهینه خطی بدست آمده است. استفاده از این کنترلر دو لایه به همراه یک الگوی کامل خودرو باعث افزایش دقت کار نسبت به کارهای قبلی شده است، هم چنین در طراحی این کنترلر به عوامل راحتی و امنیت سرنشینان توجه شده است. نشان داده شده است که عملکرد کنترلر سرعت و فاصله خودرو در موقعیت های مختلف به صورت رضایت بخشی پاسخ داده است.
    کلیدواژگان: کروز کنترل خودرو، الگوی مقدار متوسط موتور اشتعال جرقه ای، دریچه گاز، ترمز، کنترل بهینه خطی
  • سعید امینی، محمد جواد ناطق صفحات 93-101
    در این تحقیق تراشکاری ارتعاشی (VC)، تراشکاری ارتعاشی بیضوی (EVC) و تراشکاری معمولی (OC) بر روی قطعه کار Ud500 مورد آزمایش قرار گرفته است. این آزمایش ها با ابزار الماس تک کریستال و دستگاه تراش CNC بسیار دقیق انجام شد و علاوه بر بررسی نتایج نیروی ماشینکاری، زبری سطح و عمر ابزار در فرایندهای فوق با تغییر عوامل ماشینکاری شامل سرعت برشی، پیش روی، دامنه ارتعاش و زاویه فاز بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان می دهند که نیروی ماشینکاری در فرایند EVC بسیار کمتر از دیگر فرایندها است. در فرایند EVC زبری سطح هم در جهت برشی و هم در جهت پیشروی کمتر از دیگر فرایندها است. هم چنین عمر ابزار در فرایند EVC بیشتر از دیگر فرایندها است.
    کلیدواژگان: تراشکاری ارتعاشی (VC)، تراشکاری ارتعاشی بیضوی (EVC)، سوپرآلیاژ Ud500
  • رضا جعفری ندوشن، محمود فرزین صفحات 103-112
    از مزایای فرایند فلوفرمینگ دقت بالای محصولات تولید شده با این نوع فرایند است. بیش تر تحقیقات گذشته به بررسی دقت در قطر داخلی محصول در این فرایند پرداخته اند و در زمینه دقت در ضخامت محصول تحقیقات چندانی انجام نشده است. در این مقاله روشی ارائه شده است که با آن می توان تاثیر عواملی مانند ضخامت پیش تولید را در دقت ضخامت محصول بررسی نمود. در این راستا نیروی غلتک ها به صورت توابعی از تغییر ضخامت پیش تولید و خیز مندرل و غلتک شده اند. با استفاده از این توابع، خیز مندرل و ضخامت نهایی قطعه در محیط آن محاسبه شده و نشان داده شده است که تغییرات ضخامت در پیش تولید باعث تغییرات ضخامت با همان توزیع در قطعه نهایی می شود ولی دامنه تغییرات ضخامت کاهش می یابد. در این مورد نتایج تجربی نیز بررسی شدند که نتایج مشابهی را ارائه می دهند. همچنین نیروهای اعمالی به مندرل با تغییر ضخامت پیش تولید بررسی شده و نشان داده شده است که به مندرل نیروهای متناوبی مشابه توزیع ضخامت در پیش تولید وارد می شود. همچنین نشان داده شده است که فلوفرمینگ با سه غلتک نسبت به فلوفرمینگ با دو غلتک، محصولی با ضخامت یکنواخت تر تولید می نماید.
    کلیدواژگان: فلوفرمینگ، دقت محصول، تغییرات ضخامت پیش تولید، خیز مندرل و غلتک
  • محمد دیانی، جمال زمانی، محمدحسین سیادتی، میثم قیاسوند صفحات 113-119
    یکی از روش های ساخت فوم فلزی، ریخته گری اطراف کره های تو خالی سرامیکی یا فلزی است که از مهمترین مشکلات این روش نفوذ یکنواخت مذاب بین این کره ها است. در این تحقیق فوم فلزی به روش ریخته گری اطراف کره های توخالی سرامیکی ساخته شد. کره های توخالی سرامیکی با استفاده از چسب سیلیکات سدیم و پودر شاموت ساخته شده و به دو صورت منظم و نامنظم در حفره قالب قرار گرفتند. در ادامه با تغییر ارتفاع راهگاه قالب، نفوذ مذاب در حالات مختلف بررسی و مشاهده شد که آرایش کره ها بر نفوذ یکنواخت مذاب موثر بوده و با افزایش ارتفاع راهگاه در دو آرایش منظم، مذاب به طور یکنواخت نفوذ کرده و در نتیجه فاز جامد به صورت یکنواخت توزیع شده ولی در آرایش نامنظم نفوذ مذاب غیر یکنواخت می باشد. در ادامه فصل مشترک کره های توخالی سرامیکی با زمینه آلومینیومی و همچنین رشته های فولادی شبکه با زمینه آلومینیومی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی و مشاهده شد که رشته های فولادی با زمینه آلومینیومی به صورت موضعی اتصال متالوژیکی داشته ولی کره های توخالی سرامیکی پیوندی با زمینه ندارند.
    کلیدواژگان: فوم فلزی، کره های توخالی سرامیکی، آرایش کره های توخالی، نفوذ مذاب، توزیع فاز جامد
  • محمدعلی هاتفی صفحات 121-130
    در مساله بارگیری پالت توزیع کننده، زیرمجموعه ای از مستطیل های مختلف (جعبه ها) با ارزش های وزنی متفاوت که روی یک فضای مستطیل شکل (پالت) چیده شوند مدنظراست، به طوری که مجموع ارزش وزنی جعبه های چیده شده، بیشینه شود. هم چنین برای کاربردی تر شدن طرح چیدمان به دست آمده، در قالب تابع هدف دوم مساله، مدنظر است که تا جای ممکن جعبه های هم نوع در کنار یکدیگر چیده شوند. مقاله حاضر روشی را برای حل این مساله ارائه می دهد که ایده ای جدید در به کارگیری برنامه ریزی پویا است. این روش شامل کالبدی حلقوی است به طوری که در هر دور از فرایند الگوریتم، بخشی از پالت، چیده می شود. تحلیل مقایسه ای انجام شده نشان می دهد که روش پیشنهادی، در شرایطی که زمان حل، مهم تر از ارزش وزنی چیدمان باشد، در موقعیت بهتری نسبت به روش های موجود قرار دارد. هم چنین مثال های حل شده نشان می دهند که از نظر چیدمان جعبه های هم نوع در کنار یکدیگر، روش پیشنهادی نسبت به روش های موجود، بهتر است.
    کلیدواژگان: مسائل برش و چیدمان، مساله بارگیری پالت توزیع کننده، برنامه ریزی پویا
|
  • Reza Eslami Farsani, Seyed Reza Khalili, Moslem Najafi Pages 1-9
    The aim of the present work is to investigate the effect of thermal shock cycling on the tensile behavior of two types polymer-matrix composites (phenolic resin¡ reinforced with woven basalt and carbon fibers at a total volume fraction of approximately 35%) in oxidative atmospheres (air). During the thermal shock cycling test performed in air¡ there is a coupling effect between matrix oxidation¡ occurring at the high temperatures of the cycle¡ and matrix cracking due to thermo-mechanical ply stresses induced by the differences in the thermal expansion coefficients between the reinforcement and the matrix phase. The tensile properties of composites reinforced with woven basalt fibers were not significantly affected by thermal shock cycles. The reduction of tensile strength and elastic modulus after thermal cycling was less than 5% and 8% of initial values for composites reinforced with basalt fibers and more than 11% and 18.5% for composites reinforced with carbon fibers¡ respectively.
    Keywords: Thermal shock cycling, Phenolic resin, Carbon fibers, Basalt fibers
  • Seyed Reza Khalili, Aydin Ghaznavi Osgoee Pages 11-19
    One of the disadvantages of sandwich panels is their joints, which usually decrease the efficiency of sandwich structures. The T-joint is one the most common joint for sandwich panels. This paper deals with the numerical study of the T-joint under static loading. The results of FEM analysis are validated by the experimental results available in the literatures. In general, the failure load predicted by the FEM is in good agreementas compared with the experimental results. In the modeling of the adhesive between joint components, contact elements and cohesive zone material model are used. In addition, damage and core shear failure of the base panel are modeled by using a written macro code in the ANSYS software. Therefore, both failure modes of sandwich panel joint are investigated. In addition, the effect of the joint geometry and material of the core of sandwich panels on failure modes and failure load are studied. Finally, the results show that changing the material of the core of the sandwich panel increases the joint failure load.
    Keywords: T, joint, Sandwich Panel, Failure modes, Finite element analysis, Adhesive joint
  • Shahaboddin Amini, Mahsa Seyedian Chobi, Mohammad Hagh Panahi Pages 21-28
    Inmulti-pass welding, residual stress distribution and it's maximum value change with addition of each pass. Finite element simulation can be used to estimate residual stresses. In this paper, transient thermal fields and residual stresses due to multi-pass GTA welding of 304 stainless steel plates is investigated by experimental and numerical simulation. Two-dimensional un-coupled thermo-mechanical analysis has been performed using ANSYS 10. Residual stress measurement has been performed using hole-drilling method. The results of this study reveal that maximum residual stresses decrease with the increase of number of passes due to the increase of thickness, but it increase the width of tensile and compress zones.
    Keywords: Thermal fields, Residual Stress, Multi, pass welding, STAINLESS STEEL, Hole, drilling method
  • Ali Mozaffari, Mohammad Karami, Amir Hosein Azarniya Pages 29-40
    Shape memory alloys(SMA) due to the exhibition of certain performance such as high damping, shape memory effects and Super-elasticity are consider for application in engineering systems. In this study, considering the usage of composite-sandwich structures in various industries including aerospace, the effects of SMA parameters such as SMA volume fraction and SMA wires temperature on hybrid sandwich panel free vibrations with transverse flexible core have been surveyed. The SMA wires (NiTiNol) are embedded at the mid-plane of the sandwich face sheets. For analyze, the improved high order theory is applied, First Shear Deformation Theory (FSDT) at the composite face sheets and Elasticity Theory by the assumption of inertia forces at the core. For governing equations of simply support panel Hamiltonian method has been used. At this study it is assumed that the SMA recovery stress produced via temperature actuation is exerted tensely on mid-plane of the face sheets. For solving problem and simplification the Galerkine method is used. The results showed that SMA actuation improves the vibration behaviors of whole sandwich panel.
    Keywords: Sandwich panel, shape memory alloy, Hamilton principle, Improved high order theory, FSDT
  • Ehsan Raeesi Estabregh, Saeed Ziaee Rad Pages 41-51
    The objective of this paper is to develop a technique using genetic algorithms (GA) for predicting the worst response of mistuned bladed disk. A simple but representative model for the bladed disk system is presented. The response of the system under harmonic excitation was obtained. The worst response of the mistuned system was then formulated as an optimization problem. Next, mistuning in blades stiffness, blades damping and blades stiffness and damping was studied and the results were compared. The results indicate that the system mistuned with both stiffness and damping has higher response amplitude in comparison with other mistuned system.
    Keywords: Bladed disk system, Mistuned System, Worst frequency response, Genetic Algorithm
  • Mohammad Navaee, Mohammad Sanati Pages 53-69
    Orbital transfers are an inevitable part of space missions. An optimal impulsive maneuver is one that consumes the minimum amount of energy to accomplish the transfer. The problem of optimal impulsive orbital 3D maneuver has been the subject of very few published researches due to its particular complications. Finding the optimized solution to this problem needs innovations in every aspect. However, this paper tries to turn this special kind of transfer into an applicable concept. In this paper, optimization equations to express the geometry of initial, target and transfer orbits with respect to each other are derived using the spherical trigonometry. Moreover, several cases for positioning the initial and target orbits relative to each other are presented. Based on actual applications, the problem is solved for both unconstrained and time-constrained cases. Comprising several local minimums is a characteristic of this optimization problem, consequently, variations of the delta-V are presented as a function of independent variables to achieve the general solution. The numerical results for the optimal impulsive orbital 3D maneuver are presented for a case study, and it is verified by comparing the results in a particular case with those from the Lambert problem. The illustrated results show the appropriate accuracy of the derived equations and performed computations.
    Keywords: Impulsive Orbital Maneuver, Spherical Triangle, Transfer Orbit, Lambert's Problem
  • Amir Hosein Davaee Markazi, Mohammad Saadat, Behroz Rahmani Pages 71-81
    A new approach for digital control of a class of nonlinear systems is proposed. For this purpose, a combination of the well-known Parallel Distributed Compensation (PDC) method, and a particular linear digital redesign approach, namely, the plant-input mapping (PIM) method, is employed. In this methodology, a group of linear continuous-time controllers for fuzzy blending using the PDC method is designed and using the PIM method, every linear controller is discretised using the PIM method, with a unique property of guaranteeing the closed-loop stability of every subsystem for all non-pathological sampling periods. Closed loop stability of the resulting digital control system is studied, using the second Lyapunov stability theorem, extended for fuzzy-switching systems. The superiority of the resulting nonlinear digital control system is demonstrated through an example.
    Keywords: PDC, Digital redesign, Plant, Input Mapping, PIM, Switching systems
  • Neda Karami Mohammadi, Sharam Azadi, Seyed Ali Jazaeri Pages 83-91
    This paper describes a vehicle speed & vehicle-to-vehicle distance control algorithm for vehicle stop-and-go cruise control. So first, a complete dynamic model of car has been simulated that consists of an SI engine, automatic transmission. The vehicle longitudinal control scheme consists of a speed control algorithm and a distance control algorithm and throttle-brake control law. A desired acceleration for the vehicle has been designed using linear quadratic optimal control theory. It has been shown that the proposed control law provides good performance.
    Keywords: Adaptive Cruise Control, Mean Value SI Engine model, Throttle, Brake, Stop, and, Go, Optimal control, Vehicle
  • Saeed Amini, Mohammad Javad Nategh Pages 93-101
    Vibration cutting (VC), elliptical vibration cutting (EVC) and conventional cutting (OC) of Ud500 work-pieces have been experimentally investigated in the present research. The experiments were carried out by using single crystal diamond tool and ultra-precision CNC lathe. The influence of various cutting parameters including cutting speed, feed-rate, vibration amplitude and phase angle on the cutting force, surface roughness and tool life have been studied and the results obtained in the aforementioned processes have been compared. The results indicate that the cutting force in EVC is much less than the two other processes. The surface roughness in both the cutting and feed directions was also less than those in other processes. In addition, far longer tool life was observed in EVC compared with the two other processes.
    Keywords: Vibration cutting (VC), elliptical vibration cutting (EVC), super, alloy Ud500
  • Reza Jafari Nodoshan, Mahmood Farzin Pages 103-112
    An advantage of the flow-forming process is high accuracy of products. Most researches in the past decades studied product diametric accuracy but to the authors’ knowledge, they investigated rarely thickness accuracy. In this paper, a procedure is proposed to predict effects of the process parameters such as pre-form thickness variation and mandrel and rollers stiffness on product thickness accuracy. For this purpose, rollers forces are calculated as a function of pre-form thickness variation and mandrel and rollers deflections. Using this function, product thickness variation and mandrel deflection are calculated and it is concluded that pre-form thickness variation causes product thickness variation with similar distribution but the amount of variation largely decreases. The experiments also verify this prediction.
    In addition, the applied force to the mandrel is investigated and it is also concluded that a periodic force with similar distribution to the pre-form thickness is applied to the mandrel. Finally, it is shown that flow-forming with three rollers produce more accurate products than a two rollers case.
    Keywords: flow, forming, product accuracy, pre, form thickness variation, mandrel, roller deflection
  • Mohammad Diyani, Jamal Zamani, Mohammad Hosein Siyadati, Meysam Ghiyasvand Pages 113-119
    One of the methods to produce metal composite foam is casting around ceramic or metallic hollow spheres. The main problem in this method is the melt penetration between hollow spheres. In this research metal foam was produced by casting around ceramic hollow spheres. Ceramic hollow spheres were produced by sodium silicate binder and fire clay. Ceramic hollow spheres were molded in random and ordered arrangements. Ceramic hollow spheres were arranged in two various arrangement by thin wire steel meshes. In various arrangements, the molten penetration between hollow spheres was studied and observed that arrangement affects on melt penetration between hollow spheres. The interface between ceramic hollow spheres with aluminum matrix and steel mesh wires with matrix were verified by SEM. Steel wires have partial joining in interface with aluminum, while there is a separation between ceramic hollow spheres and matrix in interfaces.
    Keywords: Metal foam, Ceramic hollow sphere, Hollow spheres arrangement, Melt penetration, Solid phase distribution
  • Mohammad Ali Hatefi Pages 121-130
    The Distributor’s Pallet Loading Problem consists of packing a fixed rectangular space (so-called pallet) with a subset of smaller rectangular shapes (so-called pieces) of different dimensions, which have different utility values, in such a way as to maximize the sum of the utility values of the packed pieces. Moreover, as the further objective function; it requires to as possible pack identical pieces as side by side, by means of applicability of the packing patterns. The present paper introduces a technique to solve the problem, in the way that includes a new idea to apply the dynamic programming and, as a matter of the second objective function. In each round of the proposed packing procedure loop, a part of pallet space is packed. The experimental results show that the proposed technique is better than the present methods in the state-of-the art, one the one hand, if solving time were better than packing value, on the other hand, as for packing identical pieces as side by side.
    Keywords: Cutting, Packing (C, P) problems, Distributor's Pallet Loading Problem (DPLP), Dynamic programming