مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 118 (فروردین و اردیبهشت 1397)

فرآیند خمکاری لوله ها در صنایع کاربرد فراوانی دارد و با پیشرفت های اخیر و لزوم استفاده از تجهیزات مستحکم و کم وزن، پژوهش های بسیاری در مورد انواع روش های خمکاری لوله ها توسط محققین انجام شده است. خمکاری کششی دورانی ، یکی از متداول ترین روش خمکاری لوله هاست. در این فرآیند با استفاده از مجموعه ای از قالب ها، لوله به قالب خمکاری فشرده شده و با حرکت دورانی آن و ایجاد کشش ناشی از نیروهای تماسی بین قالب ها، خم می شود. هدف این مقاله مرور تحقیقات اخیر در مورد روش فوق و پارامتر های موثر بر آن است. از بین این پارامتر ها می توان به مشخصات هندسی و مکانیکی لوله، ضریب اصطکاک و لقی بین سطوح لوله و قالب ها اشاره کرد که هرکدام تاثیر متفاوتی بر کیفیت و احتمال بروز عیوب در لوله دارند و نیازمند بررسی جداگانه هستند و با شناخت نحوه اثرگذاری آن ها و با یک طراحی مناسب براساس آن می توان لوله را با کیفیتی مطلوب، خم نمود.

این مقاله به بررسی کاربردهای مواد پیزوالکتریک در سیستم تعلیق می پردازد. مواد پیزوالکتریک مواد هوشمندی هستند که با تغییرات ولتاژ، دچار تغییر طول می شوند و یا در اثر تغییر طول، ولتاژ تولید کنند. از این رو این مواد میتوانند به عنوان حسگر، عملگر و منبع تولید انرژی مورد استفاده قرار بگیرند. از طرفی سیستم تعلیق، یکی از قسمتهای مهم خودروست، که نقش تعیین کنندهای در فرمانپذیری و راحتی خودرو در حین حرکت دارد. سیستم تعلیق خودرو به شدت تحت ارتعاش است و این موضوع علاوه بر این که بر قابلیت فرمانپذیری خودرو و راحتی سرنشینان اثر میگذارد، اتلاف انرژی بالایی نیز دارد. این مقاله سعی دارد که با توجه به مطالعات انجام شده، توانایی پیزوالکتریک در کاهش معضلات سیستم تعلیق را بررسی کند. با توجه به اینکه سیستم تعلیق سخت، برای تحمل وزن و بهبود قابلیت فرمانپذیری خودرو و سیستم تعلیق نرم برای مجزا کردن خودرو از اختلالات ناشی از ناهمواری های جاده مورد نیاز است، پیزوالکتریک می تواند در قالب یک حسگر و با یک طراحی مناسب، شرایط را بسنجد و در قالب یک عملگر، تغییرات مورد نیاز، برای تطبیق خودرو با شرایط رانندگی را اعمال کند. همچنین با توجه به مشکلات ناشی از کمبود منابع انرژی، مواد پیزوالکتریک می توانند، انرژی هایی را که در سیستمهای ارتعاشی به صورت گرما آزاد می شود، بازیابی کنند.

با توجه به اهمیت کاهش جهانی مصرف انرژی در سال های اخیر، این مساله در مورد کشتی ها نیز مطرح شده است. امروزه تلاش برای کاهش مصرف سوخت، جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه‎ای و آلاینده‎های جوی و همچنین هماهنگ شدن با قوانین جدید از جمله اهداف بزرگ پیش روی صنعت کشتیرانی جهان است. هدف از ارائه این مقاله مرور راهکارهای موجود برای کاهش مصرف سوخت در کشتی ها می باشد. تغییر در طراحی و تغییرات اساسی در شکل بدنه کشتی‎ها برای بهبود هیدرودینامیک کشتی در کاهش مقاومت و مصرف سوخت موثر است اما تنها راه حل، کاهش مقاومت شناور نیست. در این راستا تلاش‎ها و تحقیقات زیادی صورت گرفته است که استفاده از انرژی‎های جدید، استفاده از تجهیزات و ملحقات کاهش مصرف انرژی و استفاده از فناوری های نوین در عملکرد موتور و ماشین آلات از این جمله می-باشند. در نهایت مدیریت صحیح انرژی در کشتی، انتخاب مسیر دریانوردی با توجه به وضع آب و هوا و اتوماسیون می تواند در کاهش مصرف سوخت تاثیر قابل ملاحظه ای داشته باشد.

استفاده از انرژی باد موجب افزایش بهره وری و کاهش آلودگی محیط زیست می شود. بنابراین مهمترین اقدام در این زمینه طراحی و امکان سنجی بهره برداری دستگاه های تولید برق خانگی می باشد. در این مقاله هدف امکان سنجی ساخت و استفاده از توربینهای کوچک بادی مولد برق خانگی مناسب مناطق استان یزد می باشد. با توجه به اینکه تعداد مشترکان برق خانگی استان یزد در حدود 450 هزار مشترک می باشند چنانچه نوع طراحی توربین بادی متناسب با شرایط باد استان یزد طراحی شود می توان از نتایج این طرح صرفه جویی اقتصادی کرد. برای این منظور منطقه مروست به عنوان پایلوت طراحی در نظر گرفته شده است. طرح روتور توربین تلفیقی از روتورهای ساونیوس و داریوس می باشد که اولی دارای گشتاور تولیدی بالا و خود شروع کننده در سرعت های باد پایین است و دومی دارای کارایی بالا می باشد که ایرفویل حاصل به شکل J می باشد. امکان سنجی های تئوری، تکنولوژیکی و فنی انجام و سپس تحلیل های اقصادی بودن توربین ها برای سرعت باد متناسب با منطقه مروست در استان یزد انجام شده است. هزینه ساخت توربین حدود 1300 دلار خواهد بود که برای آن عمر مفید 15 ساله در نظر گرفته شده است. پیش بینی می گردد این استان با استفاده از نتایج این طرح بتواند سهم مناسبی از تولید برق حاصل از انرژی باد در کشور را به خود اختصاص دهد.

فرآیند کوبش اولتراسونیک، روشی جدید برای بهبود خواص فلز جوش و افزایش عمر خستگی سازه ها می باشد. فرآیند کوبش اولتراسونیک با اعمال ضربات مکانیکی ناشی از ارتعاشات فراصوت، باعث بهبود خواص مکانیکی و متالورژیکی سطوح قطعات فلزی می شود. فرکانس ارتعاش برای فرآیند کوبش اولتراسونیک در بازه 20 الی 40 کیلوهرتز قرار دارد. تاثیر عمده این فرآیند، افزایش استحکام خستگی مقاطع جوش داده شده تحت بارگذاری دینامیکی می باشد. کوبش اولتراسونیک با اعمال تنش های پسماند فشاری و با حذف و کاهش تنش های پسماند کششی، باعث ایجاد تغییر شکل پلاستیک شده و با بستن دهانه ترک های سطحی موجود در سطوح فلزات باعث افزایش طول عمر قطعات خواهد شد. بنابراین هر نیروی خارجی که سبب تخریب قطعه می شود، ابتدا باید بر تنش های پسماند فشاری غلبه کند. همین موضوع سبب طولانی تر شدن عمر خستگی قطعه مورد نظر خواهد شد. در این مقاله، مکانیزم فرآیند کوبش اولتراسونیک و نقش آن در بهبود خواص مکانیکی و متالورژیکی مواد، مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد.

از سال 1960 تولید لکوموتیوهای آمریکایی کمپانی ALCO با انتقال تکنولوژی در کشور هند تولید گردید. این لکوموتیو با توان 2600اسب بخار دارای 16 سیلندر بوده و تولید آن بدون هیچگونه تغییر در سیستم ها به مدت 25 سال انجام می گرفت. برای ارتقاء سطح تکنولوژی موتور مذکور جهت دستیابی به بهینه سازی مصرف سوخت و افزایش توان بدون اعمال تغییرات اساسی در شاکله موتور، مدیریت تحقیق و توسعه موتور در سال 1980 در مرکز تحقیق و توسعه راه آهن هند ایجاد گردید. از آن به بعد، تلاش هایی جهت نیل به اهداف ذکر شده در راه آهن هند انجام گرفت. در مرحله اول تغییرات مختلفی در موتور اصلی 16 سیلندر جهت دستیابی به کاهش مصرف سوخت به مقدار 6% و کاهش مصرف روغن به مقدار 15% انجام گرفت. با این تغییرات، موتور با نام موتور 2600 اسب بخار FE نام گرفت. در مرحله دوم، توان موتور از 2600 اسب بخار به 3100 اسب بخار ارتقاء یافت و در عین حال مصرف سوخت به میزان 8% و مقدار روغن مصرفی به میزان 25% کاهش یافت. در مرحله سوم و با استفاده از بهبود تکنولوژیکی، توان موتور به حدود 3600-3300 اسب بخار افزایش یافته و در عین حال مصرف سوخت به میزان 9. 6% و مقدار روغن مصرفی به میزان 33% کاهش یافت. تغییرات مرحله چهارم جهت صحه گذاری و تست هم اکنون در سلول تست RDSO در حال انجام بر روی لکوموتیو می باشد. مصرف سوخت کنونی این لکوموتیو قابل رقابت با هر موتور روز تولید شده در دنیا می باشد.

هدف از این تحقیق بررسی ساختار و کاربرد مه ساز پالس حرارتی می باشد که برای اولین بار در کشور ساخته شده است. از امتیاز این دستگاه نسبت به مشابه خارجی آن قیمت بسیار پایین آن می باشد. تمامی قطعات آن بصورت بومی در داخل کشور تهیه و تولید شده است و هیچ قطعه ای برای آن از خارج وارد نگردیده است. از مهمترین کاربردهای آن تولید مه با وسعت زیاد می باشد که در صنعت کشاورزی و دام و طیور در بسیاری از کشورهای صنعتی جهان مورد استفاده قرار می گیرد. لذا به دلیل کاربری آسان، وسیع، متنوع و هزینه ی کمتر، دست به ساخت نمونه اولیه مه پالس حرارتی زده شد. سعی بر آن است که با هدف گسترش تولیدات آن در ایران برای اولین بار، جایگزینی مناسب، مقرون به صرفه و بهینه برای روش های سنتی و یا پر هزینه دیگر در صنعت کشاورزی، دام و طیور، باغات و گلخانه های بزرگ شود. با توجه به ارزیابی های انجام شده این دستگاه با دستگاه های مشابه که بنام پالس فوگ ها نیز مشهورند و به تازگی وارد بازار کشور شده اند هیچ تفاوتی از نظر عملکردی با هم ندارند. اضافه بر این که قیمت تمام شده این دستگاه بسیار پایین تر از مشابه خارجی آن می باشد

در طی سال های اخیر علم مگنتوهیدرودینامیک یا به اختصار MHD به عنوان شاخه ای نوین از علوم بین رشته ای، مورد توجه محققین صنایع مختلف از جمله صنعت هوافضا قرار گرفته است. از این رو دستگاه های مختلفی همچون سیستم های تولید تراست، مبتنی بر این علم و با تکیه بر نیروی الکترومغناطیس، طراحی و ساخته شده اند. اگرچه سیستم های تولید تراست MHD می توانند به عنوان پیشرانه ای مستقل عمل کنند، اما در بعضی موارد نیز به عنوان راه حلی برای افزایش کارایی پیشرانه های شیمیایی پیشنهاد می شوند. آنها معمولا در این موارد به نام شتاب دهنده MHD شناخته می شوند. این دسته از سیستم های تولید تراست علاوه بر ضربه ویژه مناسب، دارای بازه مطلوبی از تراست نیز می باشند. در این مطالعه ابتدا مزیت این دسته از سیستم های تولید تراست بیان می شود. در ادامه روش های تولید پلاسما، که سیال عامل این سیستم ها می باشد، توضیح داده شده و همچنین اساس کار و نحوه تولید تراست در این سیستم ها بیان می شود. سپس انواع این سیستم ها دسته بندی و تمایز بین آنها توضیح داده شده است. در این مقاله دسته بندی کلی براساس استفاده و یا عدم استفاده از الکترود صورت گرفته است و سایر ویژگی ها از جمله ساختار و نوع میدان مغناطیسی ذیل این دسته بندی معرفی شده اند.