فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - پیاپی 122 (آذر و دی 1397)

مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 122 (آذر و دی 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/09/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • رسول محرمی*، محمد مصطفی محمدی، بهمن نعمتی صفحات 3-7
    گیربکس ها، اجزای ضروری و جدایی ناپذیر سیستم های انتقال قدرت می باشند. این ماشین ها گشتاور را به سرعت و در بعضی مواقع سرعت را به گشتاور تبدیل می کنند. استفاده از گیربکس های مکانیکی در این سیستم ها از دیرباز تاکنون به عنوان رابطی میان بخش تولید نیروی محرکه و بخش مصرف این توان متداول بوده است. با گسترش استفاده از این گیربکس ها مشکلات و معایب این ماشین ها همچون سایش و استهلاک طی زمان ، بازده پایین و ایجاد گرما در اثر اصطکاک ، بار یاتاقانی زیاد و نیاز به دقت ابعادی زیاد و ماده مستحکم و چقرمه در ساخت چرخدنده و... ظاهر شده و طراحان را بر آن داشته تا به دنبال جایگزینی مناسب برای گیربکس مکانیکی باشند. گیربکس های مغناطیسی به دلیل نداشتن تماس فیزیکی میان روتورهای داخلی و خارجی، بسیاری از مشکلاتی چون نیاز به روغن کاری و گریس کاری های دوره ای، سر و صدا، نیاز به تعمیرات دوره ای و...که به دلیل تماس فیزیکی گریبان گیر گیربکس های مکانیکی بوده است را ندارد.
    کلیدواژگان: گیربکس مغناطیسی، ویژگی های گشتاور، انتقال قدرت
  • میلاد نورآبادی، هادی سلیمی، ملیحه رهنما، جعفر اسکندری جم* صفحات 8-17
    در این تحقیق تاثیر پارامترهای موثر (استابیلایزر، گل حفاری، اثر نیروی کششی) روی فرکانس های طبیعی ساختار رشته حفاری به روش تحلیلی و عددی بررسی شده است. ابتدا معادلات حاکم بر رشته حفاری و ارتعاش ساختاری آن ارائه می گردد. در ادامه یک نمونه رشته حفاری با مشخصات هندسی معین در نرم افزار اجزای محدود شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف روی ارتعاشات ساختار بررسی می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی اجزای محدود با نتایج روش تحلیلی DQM مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد در هر شکل مود خمشی، هرچه نسبت طول نیم موج خمشی به فاصله استابلایزرها عدد بزرگتری باشد، میزان تاثیر پذیزی فرکانس طبیعی نیز چشمگیرتر خواهد بود. با در نظر گرفتن اثر گل حفاری نتایج نشان می دهد که فرکانس طبیعی در مود پیچشی ثابت است اما فرکانس های خمشی و محوری با افزایش نسبت Mm/Ms کاهش می یابند. همچنین اثرات پیش تنش ناشی از نیروی محوری منجر به کاهش فرکانس های طبیعی محوری، پیچشی و خمشی می شود و گشتاور پیچشی تاثیری در فرکانس های محوری و پیچشی رشته حفاری ندارد.
    کلیدواژگان: رشته حفاری، استابیلایزر، روش DQM، روش عددی اجزای محدود
  • تقی شجاعی*، مهدی بستان شیرین، بیژن محمدی، رضا معدولیت صفحات 18-25
    تا کنون روش های مختلفی برای تحلیل پدیده کمانش و پس از کمانش صفحه های مورد استفاده در سازه ها ارائه گشته اند که برخی از آن ها برای بررسی ورق های دارای گشودگی نیز قابل استفاده هستند. در میان روش های ارائه شده، روش نیمه انرژی به دلیل دقت بالا در حل مساله، در ورق های بدون گشودگی بسیار مورد توجه محققان واقع شده است. اما تاکنون این روش برروی ورق های دارای گشودگی پیاده سازی نگشته است، به همین دلیل، در این مقاله، بکارگیری روش نیمه انرژی برای تحلیل ورق مستطیلی با گشودگی مربعی مرکزی بررسی گردیده است. در توسعه این روش، از تکنیک گسسته سازی ورق به نواحی با شرایط مرزی معین بهره گرفته شده است. پس از ارایه الگوریتم حل و روابط حاکم، این مساله برای ورق ایزوتروپ و کامپوزیت حل گردیده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که روش نیمه انرژی ارائه شده، قابلیت پیاده سازی جهت تحلیل کمانش و پس از کمانش ورق دارای گشودگی را دارد ولی با توجه به بزرگ بودن نواحی گسسته سازی، دقت آن پایین می باشد.
    کلیدواژگان: بار بحرانی کمانش، رفتار پس از کمانش، روش نیمه انرژی، ورق دارای گشودگی، روش گسسته سازی
  • احمدرضا رحمتی*، سید عبدالمهدی هاشمی، محمد صابر خسروی صفحات 26-35
    در سال های اخیر با توجه به گسترش روز افزون کاربرد احتراق در سیستم های میکروالکترومکانیکی جهت تولید نیروی پیشران در ابعاد میکرو، فرآیند احتراق در ابعاد میکرو مورد توجه فراوان قرار گرفته است. با توجه به اینکه بررسی این فرآیند در ابعاد میکرو بصورت تجربی بسیار مشکل می باشد. در کار حاضر جهت درک مناسب از اینگونه فرآیندها از شبیه سازی عددی استفاده شده است. در این تحقیق به شبیه سازی سازی عددی فرآیند احتراق جریان کاملا آرام و استوکیومتریک پیش اختلاط متان -هوا در یک محفظه ی احتراق دو بعدی در ابعاد میکرو، با استفاده از نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. هدف از این مطالعه، بررسی تاثیر اعمال شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی، بر روی میدان احتراق است. ابتدا در شرایط بدون لغزش، اعتبار سنجی صورت گرفته و سپس با اعمال شرایط مرزی لغزشی و پرش دمایی، تاثیر آن بر روی توزیع دما و غلظت گونه های احتراق، بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد، که اعمال این شرایط مرزی، تاثیر محسوسی در احتراق در ابعاد میکرو نداشته و تنها باعث تغییر اندکی(درصد اختلاف توزیع سرعت حداکثر 3/1 درصد و درصد اختلاف توزیع دما حداکثر 3/3 درصد) در مکان تشکیل شعله می گردد.
    کلیدواژگان: میکرواحتراق، شرط مرزی لغزشی، پرش دمایی، شبیه سازی عددی
  • امین مسلمی پطرودی*، خداداد واحدی، محمد علی مسلمی پطرودی صفحات 36-49
    در مقاله حاضر به بررسی عدد ناسلت و ضریب اصطحکاک نانوسیال هیبریدی با کسر حجمی بین (0 تا 0.1%) در اعداد رینولدز تقریبی(140 تا 3000) به صورت عددی پرداخته شده است. به منظور بیشینه عدد ناسلت و کمینه ضریب اصطحکاک با تغییر در دما و کسر حجمی نانوذره از الگوریتم MOPSO استفاده شده است. برای بدست آوردن مقادیر عدد ناسلت و ضریب اصطحکاک بر حسب دما و کسر حجمی نانوذره از روش سطح پاسخ (RSM) از داده های تجربی استفاده شده است. هدف از تحقیق بهینه سازی نانو سیال برای کاهش ضریب اصطحکاک و افزایش عدد ناسلت است. این بهینه سازی با تعیین توابع هدف و داده های تجربی ضریب اصطحکاک و عدد ناسلت نانو سیال و بکارگیری روش سطح پاسخ انجام شد. نتایج نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت افزایش و ضریب اصطکاک کاهش می یابد. به منظور ارزیابی توابع هدف در بهینه سازی، روش سطح پاسخ (RSM) به الگوریتم بهینه سازی متصل شده است. در انتها جبهه پارتو (pareto-front) و نقاط بهینه متناظر با آن ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی چند هدفه، ضریب اصطحکاک، عدد ناسلت، پارتو، نانوسیال
  • مریم ممی زاده، ناصر کردانی* صفحات 50-55
    باران به عنوان یک منبع طبیعی آب به طورمعمول بی استفاده از بین می رود و می توان از این منبع طبیعی برای تولید برق خانگی بهره برد. با استفاده از توربین کوچکی در محفظه ضد آب در درون لوله ناودانی ساختمان ها، می توان از انرژی ذخیره شده باران استفاده برد. در انتهای فوقانی محفظه توربین از یک قیف استفاده شده تا با همسو نمودن جریان، آب به پره های توربین برخورد کند و ژنراتور متصل به توربین، انرژی الکتریکی تولید نماید. هدف از این پژوهش بررسی و امکان سنجی استفاده از توربین در مسیر لوله آب ناودانی و بهینه سازی پارامترهای مهم به منظور تولید برق خانگی و همچنین بررسی مقرون به صرفه بودن آن است. بدین منظور ساختمان شهری 5 طبقه که میانگین ارتفاع ساختمان های شهری است، در نظر گرفته شد و همچنین توربینی که مورد بررسی قرار گرفت، از نوع پلتن می باشد. پره های توربین پلتن به صورت دو قاشقک می باشند. با فرض راندمان 80 درصد ژنراتور، توانی به اندازه 2927/10 وات از توربین محاسبه گردید. همچنین مقدار بهینه قطر خروجی قیف 2 میلی متر، عرض قاشقک 8/6 میلی متر، عمق قاشقک 4/2 میلی متر، طول قاشقک 6 میلی متر برای توربین موردنظر به دست آمد.
    کلیدواژگان: توربین پلتن، انرژی باران، استفاده بهینه از آب باران، تولید انرژی الکتریکی از آب باران، انرژی الکتریکی خانگی
  • احسان حسن زعیم* صفحات 56-62
    استفاده از گاز نیتروژن بجای هوای معمولی در لاستیک خودرو ها، با وجود قیمت بالاتر، رو به افزایش است. علت آن، مزایای عنوان شده و ادعا شده برای آن است که در این میان می توان به کاهش مصرف سوخت، افزایش مقاومت در مقابل گرما، نرمی بیشتر لاستیک، کاهش خطر ترکیدگی لاستیک و سهولت استفاده از خودرو بدلیل عدم نیاز به تکرار تنظیم فشار گاز لاستیک ها، نسبت به استفاده از هوای معمولی در لاستیک خودرو اشاره کرد. در کار حاضر، صحت یا عدم صحت موارد فوق به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی تحلیلی با به کارگیری روابط ترمودینامیکی حاکم بر مسئله با در نظر داشتن تفاوت خواص فیزیکی دو سیال هوا و نیتروژن انجام پذیرفته است. بررسی آزمایشگاهی هم به صورت اندازه گیری فشار چند نوع لاستیک برای دو گاز هوا و نیتروژن و برآورد درصد هوای باقیمانده و یا به اصطلاح IPR در زمان بندی مختلف انجام شده است. نتایج نشان می دهند که تفاوت عملکرد لاستیک از نقطه نظرهای عنوان شده، برای زمانی که از نیتروژن بجای هوا در لاستیک استفاده شده باشد، به حدی ناچیز است که استفاده از نیتروژن را بجای هوا بدلیل قیمت بالاتر آن توجیه ناپذیر می کند.
    کلیدواژگان: هوا، نیتروژن، لاستیک، خودرو، IPR
  • سجاد آهنگر * صفحات 63-67
    در مقاله پیش رو سعی داریم که اقتباسی باز از کتاب بیوگرافی استفان تیموشنکو از ریچارد سودربرگ و انتشارات آکادمی علوم می باشد و با تکیه بر زندگی نامه استفان تیموشنکو کمی بیشتر با زندگی او و افکارش آشنا شویم تا شاید بتوانیم همچون او چراغی فروزان برای علاقه مندان رشته مهندسی مکانیک باشیم. استفان تیموشنکو کسی بود که بین علوم محض و علوم کاربردی پیوند برقرار کرد و علومی مانند ریاضیات و فیزیک را در سر فصل های مهندسی مکانیک گنجاند. به کمک او و با ورود ریاضیات و فیزیک به مهندسی دروازه های جدید و زمینه های کاری و تحقیقاتی تازه ای در مهندسی به وجود آمد و خورشید نوینی در افق مهندسی مکانیک درخشید. به پاس این تلاش ها در آمریکا او را به عنوان پدر مهندسی مکانیک نوین می شناسند. او یک محقق ، استاد دانشگاه و مشاور فنی موفق بود که در زندگیش سختی ها و مشکلات فراوانی را از پیش رو برداشت و اکنون به واسطه این تلاش های بی وقفه نامش در رشته مهندسی مکانیک جاودانه گشته است.
    کلیدواژگان: استفان تيموشنکو، پدر مهندسي مکانيک، زندگينامه استفان تيموشنکو