مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 134 (آذر و دی 1399)

این مقاله به بحث و بررسی ارتعاشات یک ورق ساندویچی متشکل از دو رویه از جنس مواد مگنتوستریکتیو و هسته الکتروریولوژیکی می پردازد. هسته الکتروریولوژیکی توسط سیال پلاستیک بینگهام و به کمک دو تابعیت مختلف از میدان الکتریکی، مدل سازی می شود. به دلیل وجود کوپلینگ مگنتومکانیکی در رویه ها از یک پارامتر تنظیم کننده فرکانس در تحلیل ارتعاشات سیستم بهره برده می شود. معادلات حرکت در سه لایه به کمک روابط کرنش-جابه جایی برای لایه های الاستیک و هسته الکتروریولوژیکی، روش انرژی و اصل هامیلتون استخراج شده و از روش تفاضل مربعات دیفرانسیلی با تبدیل دستگاه معادلات دیفرانسیلی حرکت به معادلات جبری برای محاسبه فرکانس ارتعاشات ورق ساندویچی استفاده می شود. از مهم ترین نتایج این تحقیق می توان به اثرات پارامتر تنظیم کننده ارتعاشات (پارامتر کنترل پسخورد سرعت) در کاهش مقدار فرکانس و تاثیر میدان الکتریکی بر سیالات الکتروریولوژیکی در افزایش مقدار فرکانس ورق ساندویچی و کاهش ضریب اتلاف اشاره کرد. نتایج این پژوهش می تواند در صنایع دریایی، هوافضا و عمران مورد استفاده قرار گیرد.

آب یک عنصر مهم در توسعه اقتصاد و رفاه هر ملت است. کمبود آب شیرین به عنوان یک مساله مهم در سراسر جهان شناخته شده است. در موارد متعددی، آب شیرین کن های خورشیدی در مناطق خشک و جزایر دور افتاده، یکی از راه های مقرون به صرفه به منظور تهیه آب آشامیدنی و همچنین کشاورزی هستند. آب شیرین کن خورشیدی دستگاه ساده ای است که تصفیه آب را با استفاده از انرژی خورشید از طریق فرآیندهای تبخیر و چگالش انجام می دهد. اشکال مختلفی از آب شیرین کن های خورشیدی وجود دارد. تحقیقات نشان داده است که آب شیرین کن های خورشیدی معمولی بهره وری نسبتا پایینی دارند که برای زندگی فردی مناسب نیستند. از این رو، محققان برای بهبود عملکرد آب شیرین کن های خورشیدی تلاش کردند و دریافتند که آب شیرین کن ترکیب شده با بازتاب دهنده های داخلی یا خارجی، یک اصلاح خوب و ارزان جهت افزایش شدت تابش خورشیدی به حوضچه و همچنین عملکرد شیرین سازی هستند. در این پژوهش، یک بررسی گسترده از آب شیرین کن های خورشیدی همراه با بازتاب دهنده ها ارایه شده است. به طور کلی مطالعات نشان می دهند که استفاده از بازتاب دهنده ها در بهبود عملکرد آب شیرین کن های خورشیدی موثر هستند.

در بسیاری از مدل های توسعه داده شده برای پیش بینی ناپایداری احتراق در موتورهای توربینی، مدهای عرضی در نظر گرفته نمی شوند. اما در محفظه های حلقوی به دلیل قابل مقایسه بودن عرض در برابر طول، مدهای عرضی با اهمیت می شوند. در موتورهای توربین گاز پدیده غالب ناپایداری احتراق از نوع ترموآکوستیکی است که در صورت وقوع می تواند باعث افزایش دما روی دیواره ها، افت بازده، افزایش آلاینده ها و از بین رفتن کنترل سیستم پیشران شود. با توجه به اهمیت این موضوع، در این تحقیق مهم ترین مراجعی که تاکنون موضوع ناپایداری احتراق را با توجه به این نوع مدها بررسی نموده اند، مورد بحث قرار خواهند گرفت. در ادامه نیز کلیات یک روش نوین سه مرحله ای مبتنی بر حل عددی LES، محاسبه تابع پاسخ شعله (FTF) و سپس استفاده از این تابع در حلگر آکوستیکی هلمهولتز ارایه خواهد شد تا با استفاده از آن بتوان پدیده ناپایداری احتراق ترموآکوستیکی را با هزینه محاسباتی مناسب شبیه سازی نمود.

ساخت افزودنی که به عنوان چاپ سه بعدی شناخته شده است، در بسیاری از زمینه ها مانند صنایع هوافضا، خودروسازی، زیست پزشکی، هنر دیجیتال، طراحی معماری و غیره نوآوری های اساسی را به دنبال داشته است. پیشرفت های اخیر چاپ سه بعدی استفاده از مواد زیست سازگار، سلول ها و اجزای پشتیبان را برای ایجاد بافت های پیچیده عملکردی سه بعدی محیا کرده است. تلاش های مهندسان بافت برای ایجاد ساختارهای با تقلید از ویژگی های بافت های بدن، باعث توسعه روشی نوین تحت عنوان چاپ سه بعدی زیستی شده است. در این روش به کمک رایانه و چاپگر سه بعدی توده های سلولی و همچنین بستر رشد در مکان دقیق از پیش طراحی شده به صورت لایه لایه روی هم قرار می گیرند. با توجه به پیشرفت های حاصل در این زمینه ، این فناوری توانایی ساخت اعضای بدن و همچنین ساخت داربست های زیستی جهت کشت سلول زنده، را خواهد داشت. در این تحقیق مروری بر روش های ساخت افزایشی، روش های چاپ سه بعدی زیستی و مواد زیستی و انواع آن شده است.

بیماران همی پارزی افرادی هستند که دچار فلج ناقص اعضای بدن شده اند، این بیماران امکان حرکت انگشتان و دست خود را دارند اما توانایی گیرش اجسام را ندارند و فعالیت های روزمره خود را به سختی انجام می دهند. هدف اصلی این پژوهش ساخت یک ربات پوشیدنی برای نصب بر روی دست جهت کمک به توانبخشی بیمار است. ربات شامل یک موتور گیربکس برای حرکت دست و یک موتور گیربکس حلزونی برای حرکت آرنج است. جهت تطبیق پذیری بهتر با دست بیمار از مکانیزم کشویی در طراحی ربات استفاده شده است. کنترل موتور توسط میکروکنترلر ATMEGA 328 انجام شده است. پس از حصول اطمینان از طراحی مکانیکی و الکتریکی، ساخت عملی ربات انجام گرفته است. آزمایش های عملی صحت عملکرد ربات ساخته شده را تایید می نماید.

دستیابی به بالاترین بازدهی در سیستم های سیالاتی نظیر نیروگاه ها، پمپ ها، مبدل ها، هواپیما و فضاپیماها تحول شکرفی در علم مکانیک سیالات ایجاد خواهد کرد. از طرف دیگر، لزجت و اتلاف حرارتی دو عامل اصلی در کاهش کارایی انواع سیستم های تبرید، پمپ ها، صنایع هوافضایی و مبدل های حرارتی هستند. به منظور دست یابی به این آرزو، سیالی که ضریب انتقال حرارت بالایی داشته و اثر لزجت در آن ناچیز باشد می تواند بسیار نقش آفرین باشد که این سیال به عنوان ابرسیال یا ابرشاره شناخته شده است. هدف از تحقیق پیشرو این است که ویژگی های سیالات ابرشاره، توانایی ها و پتانسل های آن و پیشرفت های قابل تصور برای سیستم های مکانیکی را مورد بحث و بررسی قرار دهد. از آنجایی که هلیم مایع دارای خاصیت ابرشارگی است به طوری که دارای ضریب انتقال حرارت بالایی بوده و اثرات لزجت در آن تقریبا صفر است لذا ابتدا به بررسی خاصیت ابرشارگی گاز هلیم و کاربردهای قابل تصور برای آن پرداخته و سپس کاربردها و پتانسیل های موجود بیان خواهد شد.

کاهش مصرف انرژی در تولید به دلیل تقاضای روز افزون مصرف کننده برای محصولات تولیدی جدید، افزایش قیمت انرژی، نوسان و عدم قطعیت در عرضه انرژی و سیاست های حکومتی یک نیاز ضروری است. در فرایندهای ماشین کاری و در سطح ماشین ابزار، بزرگ ترین سهم مصرف انرژی الکتریکی زمانی است که ماشین به یک حالت آماده به کار برسد و عملیات غیر برشی مانند فعال سازی اسپیندل و واحدهای کمکی را پشتیبانی کند. بنابر مطالعات انجام شده، انواع مدل سازی انرژی مصرفی در ماشین کاری پیشنهاد شده ولی در مورد کاربرد این مدل سازی ها مطالعات کمی صورت گرفته است. هدف مقاله حاضر، بررسی انرژی مصرفی ماشین ابزار فرز و ارایه یک روش عملی برای تخمین مصرف انرژی در فرایند ماشین کاری و هچنین مقایسه زبری سطح با در نظر گرفتن توان مصرفی در حالت های برش با روانکاری کمینه و تر است. هر جزء انرژی مصرفی با در نظر گرفتن ویژگی های توان و پارامترهای ماشین کاری تخمین زده می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش روانکاری کمینه از نظر میزان مصرف انرژی، کارآمد و بهینه است و باعث کاهش 16.3 درصدی انرژی مصرفی نسبت به روش روانکاری تر شده است. این نتیجه می تواند به طراحان برنامه ریزی فرایند کمک کند تا در انتخاب یک برنامه موثر از نظر انرژی مصرفی تصمیمات بهتری اتخاذ کنند. همچنین در حالت کمینه، زبری سطح به طور متوسط 14% نسبت به روش تر کمتر است.

در این مقاله به بررسی سیستم های تولید همزمان با استفاده از انرژی زمین گرمایی پرداخته شده است. این سیستم ها به طور کلی از سه چرخه اصلی شامل چرخه زمین گرمایی، چرخه مولد برق و چرخه تبرید جذبی تشکیل می شوند که با توجه به سیستم های مختلف و خروجی های آن ها امکان اضافه شدن چرخه های دیگری هم به سه چرخه یاد شده وجود دارد. پس از مطرح کردن یکی از جدیدترین سیستم های پیشنهادی تولید همزمان برق، سرما و گرما با استفاده از انرژی زمین گرمایی، به بحث پیرامون سیستم دیگری که با بهره گیری از الکترولایزر علاوه بر سه خروجی قبلی، توانایی تولید هیدروژن را نیز دارد پرداخته شده است. همچنین جهت بررسی سیستم های نوین با راندمان بالاتر، به بررسی سیستم هایی که علاوه بر انرژی زمین گرمایی، از انرژی خورشیدی و یا بیومس به صورت همزمان بهره می گیرند پرداخته شده. در سیستم های خورشیدی یک جز اصلی کلکتورهای خورشیدی هستند که امکان فراهم کردن دماهای بالاتر را دارند. همچنین سیستم زمین گرمایی-خورشیدی جدیدی که به هدف بهینه کردن سیستم های قدیمی مشابه پیشنهاد شده است بررسی شده است. در این سیستم علاوه بر ایجاد تغییراتی در چرخه آلی رانکین، از الکترولیز و چرخه اسمز معکوس، به ترتیب برای تولید هیدروژن و آب شیرین استفاده شده است. نتایج تحقیقات انجام شده نشان می دهد که راندمان سیستم های ذکرشده به عوامل مختلفی از جمله: درجه حرارت اولیه مایعات زمین گرمایی، دبی جریان، شدت خورشیدی، فشار ورودی توربین بخار، درجه حرارت نقطه بخار ژنراتور بخار و... بستگی دارد. به طور کلی با استفاده از این سیستم ها می توان به راندمان های بسیار بالاتر از سیستم های متداول دست یافت و به حفظ منابع انرژی و پاکیزگی محیط زیست کمک کرد.