فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - پیاپی 117 (بهمن و اسفند 1396)
  • پیاپی 117 (بهمن و اسفند 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/11/30
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مرتضی قدیمی* ، حمیدرضا بهاروندی، احمدعلی آماده صفحات 5-10
    مکس فازها؛ نسلی جدید از مواد پیشرفته مهندسی و برخوردار از ترکیبی از خواص توامان فلزی و سرامیکی می باشند. این دسته از مواد با دارا بودن ساختاز ذاتی نانولایه ای, قابلیت بهره مندی از رفتار فلزات و آلیاژها نظیر انعطاف پذیری و چقرمگی مناسب، به همراه سودجستن از رفتار سرامیک ها همچون مقاومت سایشی و اکسایشی خوب را برخوردار می باشند. مجموعه خواص بسیار عالی، چگالی نسبتا کم و قابلیت ماشین کاری بالا، این ترکیبات را به یکی از مواد مهم و استراتژیک در صنایع مدرن و حساس کشورهای پیشرفته تبدیل کرده است. در این پژوهش تحقیقاتی کوشیده شده است تا این مواد نوین مورد شناسایی و معرفی واقع شده و دلایل چرایی خواص منحصر بفرد آن ها مورد ارزیابی واقع گردد. مکانیسم های فرآوری پاره ای از مهم ترین ترکیبات این مواد مورد مطالعه واقع گردیده و بهینه ترین روش های سنتز مورد ارزیابی قرار گرفته است. هم چنین مهم ترین کاربردهای این ترکیبات در سه حوزه فناوری های با تکنولوژی پیشرفته شامل حوزه های فضایی و کاربردی دمای بالا؛ محیط های تریبولوژیکی و صنایع هسته ای مورد بررسی واقع گردیده است.
    کلیدواژگان: مکس فاز، سرامیک فلزی، نانولایه، مکانیسم تولید، کاربردهای فناورانه
  • محمد روح اللهی *، فرهاد قدک صفحات 11-21
    امروزه شاهد گسترش روزافزون و اجتناب ناپذیر استفاده از رایانه ها در علوم و صنایع مختلف به منظور پردازش داده ها و انجام محاسبات هستیم. در این بین حجم محاسبات علمی در برخی از صنایع همچون صنعت هوافضا به دلیل سنگینی و پیچیدگی محاسبات میزان بالایی از پردازش را می طلبد و همچنین مقابله به موقع با چالش های فراوان پیش رو، نیاز به سرعت را نیز افزایش میابد. نیاز به دستیابی روش های نوینی که به نحوه مطلوبی پاسخگوی این نیازها بوده و همچنین مشکلات ابر رایانه ها را تا حد زیادی مرتفع سازد به شدت احساس می شود. در این مقاله، به بررسی عملکرد کدهای محاسباتی در حالت سریال و موازی به روش حافظه اشتراکی پرداخته می شود. و در نهایت کد دو بعدی لاپلاس موازی خواهد شد. نکته متمایز کننده این تحقیق تلاش برای افزایش کارایی و عملکرد اجرای برنامه ها از طریق دست یافتن به الگوریتم هایی برای بهبود عملکرد کدهای سریال می باشد. آنچه حاصل گردید عملکرد مناسب پردازش موازی با افزایش تعداد هسته های سیستم بر روی کدهای محاسباتی بود.
    کلیدواژگان: پردازش موازی، حافظه اشتراکی، افزایش کارایی، OpenMP، معادله لاپلاس
  • پیام طیبی* ، علی فضلی، پرویز اسدی، مهدی سلطانپور صفحات 22-39
    شکل دهی تدریجی، فرآیندی نوین، کم هزینه و انعطاف پذیر برای شکل دهی ورق محسوب می شود. با توجه به زمان زیاد این فرایند، استفاده از این روش برای فرم دهی قطعات در حجم تولید کم و ساخت نمونه ای قطعات مناسب است. فرایند شکل دهی تدریجی از لحاظ تجهیزات اولیه فرایندی کم هزینه است. اجزاء مورد نیاز برای شکل دهی یک ابزار نیم کروی، یک فیکسچر و یک دستگاه کنترل عددی است. برای تولید یک محصول با خواص مطلوب و عملکرد مناسب با کمترین هزینه، تعیین میزان بهینه ای برای پارامترهای فرآیند بسیار ضروری است. هدف از ارائه این مقاله بررسی وضعیت کنونی فرایند شکل دهی تدریجی با توجه به قابلیت های فنی و محدودیت های خاص این فرایند است. در این مقاله بیشترین تمرکز بر روی تاثیر پارامترهای فرایند شکل دهی تدریجی بر مقدار شکل پذیری، تغییر شکل و مکانیزم های شکست، برگشت فنری، کیفیت سطح و نیرو شکل دهی برای به دست آوردن بهینه ترین مقدار برای هر پارامترها در فرایند شکل دهی تدریجی است.
    کلیدواژگان: شکل دهی تدریجی، ضخامت ورق، ابزار شکل دهی، کیفیت سطح، برگشت فنری
  • ساره اسماعیلی مرزدشتی، سبحان اسماعیلی مرزدشتی * صفحات 40-49
    در این مقاله به مطالعه رفتار جذب انرژی سازه های تک جداره ای اس- شکل با هشت سطح مقطع مختلف از جمله مثلث، مربع، شش ضلعی، هشت ضلعی، دایروی، مستطیلی، لوزوی و بیضوی تحت بارگذاری دینامیکی محوری پرداخته شده است. این سازه ها در صنعت حمل و نقل به دلیل شکل هندسی مخصوصشان در جاهایی که محدودیت مکانی ایجاب می کند مورد استفاده قرار می گیرند. بدلیل نسبت استحکام به وزن بالای آلومنیوم، جنس سازه های ذکر شده در این پژوهش از مواد آلومنیومی در نظر گرفته شده است. شبیه سازی سازه های ذکر شده در نرم افزار المان محدود ال اس -داینا صورت می پذیرد. جهت رتبه بندی عملکرد جذب انرژی سازه ها از روش تصمیم گیری کپراس استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که سازه ی اس شکل با سطح مقطع مستطیلی نسبت به مابقی سطوح رتبه ی بالاتری را در عملکرد درهم شکستگی به خود اختصاص می دهد. در انتها برخی از پارامترهای طراحی سازه-ی معرفی شده با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک بهینه سازی می شوند.
    کلیدواژگان: سازه های اس شکل، جذب انرژی، روش کپراس، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک
  • عباس طربی *، جاماسب پیرکندی صفحات 50-59
    استند آزمون یا مرغ آهنین به عنوان ابزاری مهندسی با هدف یکپارچه سازی، بهینه سازی و تایید عملکرد سیستم های حیاتی هواپیما از جمله سیستم های تولید برق، هیدرولیک و کنترل پرواز در مرحله طراحی به کار می رود. ادغام فیزیکی سیستم ها، چیده مانی و محل قرارگیری اجزاء مختلف در مرغ آهنین، باید مشابه با هواپیما واقعی باشد. استند خلبانی جزء زیر ساختارهای صنعت هوایی در مراحل طراحی و ساخت هواپیما می باشد. اطلاعات اولیه و ورودی جهت طراحی و ساخت استند خلبانی حاصل از نتایج طراحی هواپیما و داده های تونل باد می باشد. استند خلبانی وسیله ای است که روی زمین جهت آماده سازی خلبان برای اولین پرواز و آزمایش های پروازی مورد استفاده قرار می گیرد. شبیه ساز پرواز هواپیما وسیله ای است که در راستای آموزش اولیه و مجدد خلبانان، تمرینات دوره ای، پرواز در شرایط بد آب و هوائی و محدویت دید، پرواز در شرایط پیچیده مانند واماندگی و خود چرخشی و پرواز در شرایط خرابی سیستم های عملیاتی مورد استفاده قرارمی گیرد. اطلاعات اصلی جهت طراحی و ساخت شبیه ساز پرواز هواپیما حاصل از نتایج آزمایش های پروازی هواپیما در شرایط واقعی پرواز می باشد.
    کلیدواژگان: استند آزمون، مرغ آهنین، استند خلبانی، شبیه ساز پرواز هواپیما، سیستم های عملیاتی هواپیما
  • حسن سرایلو، بابک دارابی * صفحات 60-66
    واگن مولد بخار از نوع واگن های کمکی در تشکیل آرایش قطار است که وظیفه تولید بخار آب جهت استفاده در سیستم گرمایش واگن های مسافری را بر عهده دارد. در حال حاضر قریب به 60 واگن مولد بخار در ناوگان راه آهن جمهوری اسلامی ایران در حال بهره برداری هستند. به علت محدودیت های دینامیکی، حداکثر سرعت سیر این واگن ها برابر با 120 کیلومتر در ساعت تعیین شده است که 20 کیلومتر بر ساعت کمتر از حداکثر سرعت سیر اکثر واگن های مسافری می باشد. این اختلاف در محدودیت سرعت منجر به کاهش سرعت حرکت قطار و در نتیجه کاهش ظرفیت حمل و نقل در شبکه ریلی کشور می گردد. در این مقاله مدل پارامتری از ارتعاشات عرضی واگن مولد بخار با هدف شناسایی اثر پارامترهای مختلف بر حداکثر سرعت سیر توسعه داده شده است. سپس مقادیر ویژه و نسبت میرایی سیستم برای سرعت های مختلف محاسبه شده است. در سرعت هایی که نسبت میرایی سیستم منفی گردد، ناپایداری رخ داده است و سرعت مربوطه، سرعت بحرانی سیستم خواهد بود. نتایج بدست آمده نشان می دهد افزایش فاصله بین دو محور بیشترین تاثیر را بر افزایش حداکثر سرعت سیر دارد ولی ایجاد تغییر در این پارامتر نیازمند ایجاد تغییرات اساسی در طراحی بوژی است. از سوی دیگر با کاهش 30 درصدی ظرفیت مخزن های آب و سوخت و نیز سختی جانبی بین فریم و محور، حداکثر سرعت قابل سیر به میزان 17. 8 درصد افزایش یافته و به 162. 7 کیلومتر بر ساعت می رسد.
    کلیدواژگان: واگن مولد بخار، سرعت بحرانی، بوژی Y25، هانتینگ، ارتعاشات عرضی
  • بهادر مطمئنیان آرانی، علی ابراهیمی ممقانی * صفحات 67-78
    توربین های گازی از کاربردی ترین تجهیزات مورداستفاده در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و هوافضا هستند که در دهه های اخیر پژوهش های متعددی در ارتباط با مدل سازی و پیش بینی عملکرد آن ها صورت پذیرفته است. یکی از اصلی ترین اجزاء این ادوات، پره ها می باشند که به طور مداوم در معرض ارتعاشات ناشی از نیروهای پیچیده گوناگون ازجمله تحریک سیال خارجی هستند. به منظور حذف ارتعاشات ناخواسته و همچنین جلوگیری از رخداد پدیده های مخرب در این سازه ها همچون خستگی و تشدید، مهندسین راهکارهای متنوعی پیشنهاد کرده اند که یکی از کارآمدترین آن ها استفاده از شرود و سیم های مستهلک کننده است. ازاین رو در این مقاله به بررسی عملکرد و اثرات شرود و سیم های مستهلک کننده بر ارتعاشات پره های توربین های گازی پرداخته می شود. ابتدا تعاریف اولیه توربین و انواع آن تشریح خواهد شد. در ادامه سیستم دیسک و پره که اساسی ترین روش برای مدل سازی توربین ها است معرفی می شود. همچنین مفاهیم اولیه نیروهای آئرودینامیک وارده بر پره ها و ناپایداری های ایجادشده در آن ها به صورت اختصار تشریح خواهند شد. درنهایت نیز با طرح یک مثال عددی، کاهش ارتعاشات پره های توربین متصل به سیم های مستهلک کننده، تحت نیروهای گریز از مرکز و آئرودینامیک بررسی خواهد شد.
    کلیدواژگان: توربین گازی، نیروهای آئرودینامیک، ارتعاشات ناخواسته، شرود، سیم مستهلک کننده
  • مهدی اعرابی، احمد سلیمانی *، مهران نصرت الهی صفحات 79-85
    ترکیب عملگرهای استفاده شده در زیرسیستم های مختلف ماهواره می تواند روشی برای کاهش هزینه های موجود، جرم، حجم و پیچیدگی سیستم و افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد کلی ماهواره باشد. از طرفی ترکیب وسایل و سخت افزارهای مورد استفاده در زیرسیستم های مختلف در ماهواره همواره ایده ای جذاب و رضایت بخش برای طراحان بوده؛ چرا که دو هدف را با یک وسیله برآورده کردن هم صرفه جویی در بودجه وزنی و هم در بودجه مالی پروژه می باشد. یک نمونه از این عملگرهای جدید، کنترلرهای مومنتوم سیالی هستند که علاوه بر ماموریت اصلی آن ها که کنترل وضعیت ماهواره می باشد در کنترل حرارت ماهواره نیز می توانند نقش به سزایی ایفا کنند. در این مقاله، ابتدا پارامترهای حرارتی یک ماهواره و منابع تاثیرگذار خارجی بر آن تشریح شده است. سپس صورت مسئله که تحلیل یک میکروماهواره نمونه مجهز به عملگرهای کنترلر مومنتوم سیالی بوده؛ با توجه به نوع چیدمان، مشخصات سیال، جنس لوله ها و شرایط مداری در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. در پایان، نتایج شبیه سازی و میزان تاثیرگذاری عملگرها در مدیریت دمایی با نمونه های مشابه و همچنین نرم افزار کنترل حرارت تجاری IDEAS صحت سنجی گردیده است.
    کلیدواژگان: عملگرهای مومنتوم سیالی، سیستم کنترل حرارت، مدیریت دمایی، میکروماهواره نمونه