فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - پیاپی 137 (خرداد و تیر 1400)

مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 137 (خرداد و تیر 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/06
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهدی چهابی بوشهری*، سید علی امامی نجفی، سید محمد ذوالفقاری، مجید عمیدپور صفحات 3-17

    امروزه با توجه به مشکلات سوخت های فسیلی از قبیل تجدیدناپذیر بودن، آلودگی زیست محیطی و...، انرژی های تجدیدپذیر اهمیت بالایی پیدا کرده اند. فناوری دودکش خورشیدی یکی از زمینه های انرژی های تجدیدپذیر است که قابلیت استفاده در نیروگاه را دارد. افزایش استفاده از انرژی خورشیدی در سال های اخیر علاقه شدیدی به توسعه فناوری دودکش خورشیدی ایجاد کرده است. در این مقاله به بررسی اجزای نیروگاه دودکش خورشیدی که شامل سه بخش اصلی کلکتور، واحد انتقال توان و دودکش است می پردازیم. با توجه به بازدهی بسیار پایین نیروگاه های دوکش خورشیدی ترکیب این نیروگاه با فناوری های دیگر مانند نمک زدایی و خشک کن پیشنهاد می شود. هم چنین بهینه سازی پارامترهای موثر در فناوری دودکش خورشیدی ترکیبی با نمک زدایی بررسی شده است. در ادامه امکان سنجی نصب نیروگاه دودکش خورشیدی در نقاط مختلف کشور ایران بررسی می شود. در پایان نتایج مطالعات تجربی انجام شده در زمینه دودکش خورشیدی از زمان پیدایش این فناوری در مانزانرس اسپانیا تا سال های اخیر بیان شده است.

    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، دودکش خورشیدی، نمک زدایی خورشیدی، خشک کن خورشیدی، نیروگاه دودکش خورشیدی
  • هادی تقی ملک*، محمدرضا مرکی، مسعود محمودی، مجید آذرگمان صفحات 18-23

    مدیریت و برنامه ریزی فرایند، تصمیمی با بهره گیری از منابع محدود جهت رسیدن به هدف مشخصی را دنبال می کند. بنابراین مدیریت تولید می تواند به عنوان فرایند تصمیم گیری در زمینه مباحث تولیدی، برنامه ریزی، سازماندهی، کنترل، هدایت یا انگیزش نیروی انسانی در نظر گرفت. از آن رو که در صنعت، برای اطمینان از جواب دهی محصول ابتدا به صورت تولید تکی یا کارگاهی و سپس به صورت تولید انبوه عمل می کنند. در مطالعه حاضر برای پوسته پمپ ترمز پژو 405 مدل کامپیوتری و قید و بند ساخته شد. به کمک جداول برنامه ریزی و برگ عملیات، مشخصات مهم محصول، مشخصات مهم فرایند و طرح کنترل بررسی شد. با توجه به شکل هندسی قطعه مورد نظر روش های ریخته گری و ماشین کاری در تولید محصول مد نظر است. جهت انجام عملیات ماشین کاری نهایی قید و بند طراحی و ساخته شد. نتایج حاصل از تطابق و سازگاری بالا بین نمونه تولیدی و نمونه اولیه شرکت ایران خودرو را نشان می دهد. با توجه به سازگاری بالا، می توان ادعا کرد که محصول تولیدشده از نظر کیفیت، ساخت و در نهایت هزینه در سطح بهتری قرار دارد.

    کلیدواژگان: پوسته پمپ ترمز پژو 405، قید و بند، برنامه ریزی فرایند، ساخت و تولید
  • ابوذر بریمانی، عبدالحسین جلالی آقچای * صفحات 24-31

    افزایش روزافزون کاربرد ورق های آلیاژی آلومینیوم در صنعت خوردوسازی، به علت نسبت استحکام به وزن بالا، نیازمند بهبود مشکلات شکل پذیری این فلز است. شکل دهی گرم آلیاژهای آلومینیومی راهکاری کاربردی جهت بهبود و ارتقای این چالش است. هدف از این مقاله بررسی فرایند کشش عمیق گرم در شرایط غیر همدما است که با اعمال نیروی ورقگیر متناوب در حین شکل دهی، شرایط سبب تسهیل جریان ورق در حین سر خوردن به درون حفره ماتریس ایجاد می گردد. بدین منظور با استفاده از نتایج بهینه از ترکیبی از نتایج تجربی و تحلیل مدل اجزای محدود در دمای محیط، آزمایش های کشش عمیق با اعمال گرادیان دمایی برای آلیاژ آلومینیوم سری 5083 با ضخامت 2 میلی متر در دمای 150 درجه سانتیگراد انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که در فرایند کشش عمیق گرم غیرهمدما مبتنی بر نیروی ورقگیر متناوب، علاوه بر کاهش نیروی شکل دهی، افزایش چشمگیر قابلیت کشش در مقایسه با حالت نیروی ورقگیر ثابت در دمای محیط ایجاد می گردد.

    کلیدواژگان: کشش عمیق، آلیاژ آلومینیوم، نیروی ورقگیر متناوب، گرادیان دما، تحلیل اجزای محدود
  • الهام کریمی باغطیفونی، عسل حسینی منزه * صفحات 32-44

    ساختارهای متخلخل از جنس تیتانیوم علاوه بر خواص جالب توجه این فلز به دلیل فراهم ساختن مدول الاستیک پایین تر نسبت به سایر زیست فلزات، کاهش چشمگیر پدیده محافظت تنشی و برقراری پیوند مناسب با استخوان بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. باتوجه به اینکه کارایی ایمپلنت های متخلخل علاوه بر نوع آلیاژ، تابع ویژگی های ریزساختاری قطعه؛ همانند اندازه حفرات، شکل سلول ها، ضخامت دیواره، توزیع حفرات و چگالی قطعه است، لذا با انتخاب روش ساخت مناسب و کنترل پارامترهای آن می توان به ساختاری بهینه از نظر مطابقت مدول الاستیک ایمپلنت با استخوان و نفوذپذیری مناسب برای رشد سلول های استخوانی دست یافت. با توجه به تاثیرپذیری شدید خواص نهایی ایمپلنت از روش ساخت؛ در مقاله علمی-ترویجی حاضر، خواص مکانیکی حاصل از روش های متفاوت ساخت ایمپلنت های تیتانیومی متخلخل گردآوری شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در بین روش های متفاوت ساخت، روش هایی چون ساخت افزایشی، تف جوشی جرقه پلاسما و قالب گیری تزریقی فلزات، با انعطاف پذیری بالای خود امکان تولید ساختارهای متخلخل همراه با خواص مکانیکی مناسب را فراهم می نمایند. هرچند به نظر می رسد هزینه بالای روش های ساخت افزایشی در مقایسه با دو روش دیگر، چالشی در برابر تجاری شدن این روش جهت ساخت قطعات متخلخل تیتانیومی باشد.

    کلیدواژگان: فوم تیتانیومی، ایمپلنت استخوانی، روش ساخت، محافظت تنشی، مدول الاستیک، معماری حفره
  • حامد پتفت، عباس رهی، وحید فخاری * صفحات 45-52

    استفاده از فناوری های مناسب برای حمل ونقل تا حد امکان سریع و در عین حال سفری آرام و بی خطر، همواره یکی از درخواست ها و دغدغه های اصلی بشر در طول تاریخ بوده است. یکی از مهم ترین اختراعات سیستم های حمل ونقل (نسل پنجم) چند ساله اخیر در جهان، فناوری هایپرلوپ است. هایپرلوپ، یک سیستم حمل ونقل مسافربری یا باربری بسیار سریع است که به عنوان جدیدترین (نسل پنجم) و پرسرعت ترین سیستم حمل ونقل در جهان شناخته شده است. بر اساس آخرین گزارش های اعلام شده سرعت این سیستم می تواند حتی تا 1200 کیلومتر بر ساعت نیز برسد (تقریبا معادل سرعت صوت در هوا) و این به معنای حمل ونقل و سفری بسیار سریع خواهد بود. به دلیل همین سرعت خیلی زیاد مباحث ارتعاشاتی، آکوستیکی و همچنین پایداری این سیستم ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. مکانیزم کلی عملکرد این سیستم ها به صورت حرکت یک وسیله دارای محفظه حمل مسافر یا به اصطلاح پاد در داخل لوله های نزدیک به شرایط خلا هست. در این مقاله ضمن معرفی و  بررسی کامل سیستم هایپرلوپ و تاریخچه و اجزای تشکیل دهنده آن، به امکان سنجی استفاده، هزینه ها و مقایسه عملکرد این فناوری با سایر سیستم های حمل ونقل به صورت کمی و کیفی پرداخته می شود و در نهایت مشخصات فنی (ابعاد و اندازه های) یک نمونه واقعی طراحی شده از این سیستم ها بیان می شود.

    کلیدواژگان: هایپرلوپ، حمل ونقل، پاد، قطار پر سرعت، لوله خلا
  • مهدی ثابت قدم، سید محمدحسین شریفی * صفحات 53-59

    اتصالات فلنجی از اجزای پر کاربرد در صنعت بوده و آسیب در فلنج می تواند خسارات زیست محیطی و مالی در پی داشته باشد. لذا کارایی صحیح آن ها بسیار حایز اهمیت است. نحوه اعمال بار های خارجی و میزان آنها از جمله علل صدمه دیدن فلنج و در نتیجه نشتی فلنج می تواند باشد. در مقاله پیش رو راندمان آب بندی فلنج به همراه 4 نوع گسکت تحت بارهای مکانیکی (گشتاور خمشی، نیروی کششی، فشار داخلی و بار پیچ ها) با در نظر گرفتن تاثیرات اعمال همزمان آن ها به کمک شبیه سازی عددی در نرم افزار آباکوس مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهد بار پیچ نسبت به گشتاور خمشی تاثیر بیش تری بر راندمان آب بندی دارد و هم چنین نتایج حاکی از آن است که با افزایش 25 درصدی نیروی پیچ ها تنش تماسی به اندازه 13 درصد افزایش می یابد که به معنای بهبود آب بندی اتصال است. دیگر آن که مدول الاستیسیته با راندمان آب بندی رابطه معکوس دارد به طوری که گسکت های با مدول الاستیسیته کمتر آب بندی بهتری را از خود نشان داده اند.

    کلیدواژگان: فلنج، گسکت، آب بندی، شبیه سازی عددی، نشتی
  • محمدرضا گنج خانلو، آزاده شهیدیان * صفحات 60-68

    بدشکلی شریانی وریدی، نوعی بیماری از سیستم عروقی بدن انسان است که عمدتا در عروق مغزی و ستون فقرات رخ می دهد. در این بیماری جریان خون برخلاف حالت طبیعی به جای عبور از بخش مویرگی، به صورت مستقیم از شریان به ورید منتقل می شود و در صورت پیشرفت می تواند منجر به پارگی و خونریزی مغزی گردد. روش های درمان متداول آن عبارت از برداشتن با جراحی، آمبولیزاسیون و پرتو درمانی است. مدل سازی و شبیه سازی جریان خون در سیستم عروقی بدن انسان به پزشکان کمک می کند که درک بهتری از بیماری های عروقی و نحوه رشد آن ها داشته باشند تا بتوانند قبل از جراحی تصمیمات صحیح و مهمی را اتخاذ کنند. سه نوع مدل سازی متداول برای جریان خون در عروق، عبارت از مدل سازی ریاضی، مکانیکی و الکتریکی است که در ارتباط با هر کدام از آن ها مطالعات مهمی صورت گرفته است. در پژوهش حاضر به بررسی انواع مدل سازی ها و مطالعات مرتبط با آن ها پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: بدشکلی شریانی وریدی، خونریزی مغزی، آمبولیزاسیون، پرتو درمانی، آنژیوگرافی
  • محمدحسین فرشیدیان فر *، سیده فاطمه نبوی، سید فریبرز اشراقی، انوشیروان فرشیدیان فر صفحات 69-77

    فرایند روکش کاری لیزری را می توان از جمله حوزه های جذاب و پیچیده لیزر نامبرد. در سال های اخیر حوزه های مطالعاتی مختلفی برای روکش کاری لیزر معرفی شده است. هدف از مطالعه حاضر معرفی ابعاد مختلف این حوزه ها به گونه ای کاربردی است. در این راستا، دلایل برتری فرایند روکش کاری لیزری نسبت به سایر روش های روکش کاری با معرفی مطالعات مرتبط، بررسی خواهندشد. با توجه به پیچیدگی روکش کاری لیزری، در بخشی جداگانه این علم به بیانی ساده معرفی می شود. سپس از دیدگاه مطالعات انجام شده، به مقایسه انواع فرایندهای لیزری پرداخته می شود. در ادامه نیز تاثیر پارامترهای اصلی فرایند نظیر توان، قطر پرتوی لیزر، سرعت پیمایش، نرخ تغذیه و گاز محافظ بر پارامترهای روکش حاصل مانند سختی، رقت، تخلخل و دمای حوضچه مذاب با ذکر مطالعات مرتبط بررسی خواهندشد. به علاوه، تاثیر پارامترهای فرعی فرایند نظیر هم پوشانی، جهت مسیرها، پیش گرم و پس گرم بر پارامترهای روکش مانند استحکام، بیشینه تغذیه و سختی روکش با بهره گیری از مطالعات سال های اخیر معرفی خواهندشد. بدین ترتیب، حوزه های مطالعاتی روکش کاری که در سال های اخیر بدان پرداخته شده است، برای محققان و صنعتگران این تکنولوژی به گونه ای کاربردی دردسترس خواهدبود.

    کلیدواژگان: روکش کاری لیزری، پارامترهای اصلی فرایند، پارامترهای فرعی فرایند، پارامتر روکش
|
  • Mehdi Chahabi Bushehri*, S. Ali Emami Najafi, S. MohammadZolfaghari, Majid Amidpour Pages 3-17

    Nowadays, due to the problems of fossil fuels such as Nonrenewability, environmental pollution, etc., renewable energies have become very important. Solar chimney is one of the renewable energy fields that can be used in power plants. The increasing use of solar energy in recent years has aroused great interest in the development of solar chimney technology. In this article, we study the components of a solar chimney power plant, which includes three main parts: collector, power conversion unit and chimney. Solar chimney power plants have low efficiency. Therefore, combining them with other technologies such as desalination and drying is recommended. Also, the optimization of effective parameters in Combined solar chimney system for power generation and seawater desalination has been investigated. Then, the results of experimental studies performed on solar chimneys from 1981 are reviewed. Also, The feasibility of installing a solar chimney power plant in different regions of Iran has been studied.

    Keywords: Solar energy, Solar chimney, Solar desalination, Solar dryer, Solarchimney power plant
  • Hadi Tagimalek*, Mohammad R.Maraki, Masoud Mahmodi, Majid Azargoman Pages 18-23

    Process planning and management is a decision that uses limited resources to achieve a specific goal. Therefore, production management can be considered as a decision-making process in the field of production issues, planning, organizing, controlling, directing, or motivating human resources. Because in the industry, to ensure product responsiveness, they first act as a single production and workshop and then as mass production. In the present study, a CAD computer model and a fixture were made for the Peugeot 405 brake pump shell. According to the geometric shape of the sample, casting and machining methods are considered in the production of the product. The restraint was designed and made for the final-machining operation. With the help of planning tables and operations sheets, important product specifications, important process specifications, design plans were controlled and reviewed. The results show high compatibility between the production sample and the prototype of Iran Khodro (IKCO) Company. Due to the high compatibility, it can be claimed that the product produced is at a better level in terms of quality, manufacturing and ultimately cost.

    Keywords: Peugeot 405 brake pump shell, Fixture, Process planning, Manufacturing
  • Abozar BarimaniVarandi, Abdolhossein JalaliAghchai* Pages 24-31

    Increasing the use of aluminum alloy sheets in the automotive industry, due to the high strength-to-weight ratio, requires improving the formability problems of this metal. Warm forming of aluminum alloys is a practical solution to improve and enhance this challenge. The purpose of this paper is to investigate the process of the non-isothermal warm deep drawing process by applying the pulsating blank holder force during forming that facilitates the material flow of the sheet while sliding into the matrix cavity. To this end, using the optimal results from a combination of experimental and numerical results at ambient temperature, deep drawing experiments were performed by applying a temperature gradient to AA5083 sheets with a thickness of 2 mm at 150 ◦C The results showed that in the non-isothermal warm deep process based on pulsating blank holder force, in addition to reducing the forming force, a significant increase in deep drawability was achieved compared with the constant blank holder force at ambient temperature.

    Keywords: Deep drawing, Aluminum alloy, Pulsating blank holder force, Temperature gradient, FE Analysis
  • Elham KarimiBaghtifouni, Asal HosseiniMonazzah* Pages 32-44

    Porous structures made of titanium have received much more attention due to their appropriate elastic modulus than other biometals, a significant reduction in stress shielding, and proper bonding with bone. Porous implants performance is a function of the type of alloy and the microstructural specimen properties, for instance, the size, the shape, the distribution of the pore, and part density. Therefore, to attain the optimized implant having the elastic modulus matched with the bone and the permeability for bone-cell growth, choosing the appropriate manufacturing method and controlling its parameters is essential. Considering that, in the present article, the mechanical properties of porous titanium implants fabricated by different methods have been gathered and evaluated. Among the different manufacturing methods, additive manufacturing (AM), spark plasma sintering (SPS), and metal injection molding (MIM), with high flexibility, provides porous structures having appropriate mechanical properties. However, the high cost of additive manufacturing methods compared to the other two routes seems challenging for commercializing AM for producing porous titanium implants.

    Keywords: Titanium foam, Bone implant, Fabrication method, Stress shielding, Elastic modulus, Pore architecture
  • Hamed Petoft, Abbas Rahi, Vahid Fakhari* Pages 45-52

    The use of appropriate technologies for transportation as fast as possible and at the same time, a smooth and safe journey has always been one of the main demands and concerns of human beings throughout history. Hyperloop technology is one of the most important transportation systems (fifth generation) introduced in the world in recent years. Hyperloop is a very fast passenger or cargo transportation system that has been introduced as the newest (fifth generation) and fastest transportation system in the world. According to the latest reports, the system can reach speeds of up to 1,200 Km/hr (approximately equivalent to the speed of sound), which means that transportation and travel will be very fast. Therefore, the vibrational, acoustic, and stability issues of these systems, are very important. The overall operation mechanism of these systems is the movement of a very high-speed capsule shape vehicle (called a pod) with some passengers inside the tubes close to the vacuum conditions. In this article, while introducing and reviewing the hyperloop system and its components, the feasibility of use, costs, and comparison of the performance of this technology with other transportation systems in a quantitative and qualitative manner are discussed. Finally, the technical specifications of a real designed example of these systems are expressed.

    Keywords: Hyperloop, Technology, Transportation, Performance comparison, High-speed train, Vacuum pipe
  • Mahdi SabetGhadam, Seyed MohammadH. Sharifi* Pages 53-59

    Flange joints are one of the most widely used components in industries and failure of joints results hazards to the environment, and economic loss. The methodology and magnitude of external forces applying cause failure therefore flange leakage. In this study sealing performance of flange joint with four gaskets under mechanical loads (internal pressure, bending moment, axial force and bolt load) simultaneously is studied by numerical simulation in Abaqus. The results show that bolt load is more effective on sealing performance than bending moment and in addition to, 25 percent increasing of bolt loads causes 13 percent increasing for contact gasket stress which improves sealing performance. There is an inverse relationship between modulus of elasticity and sealing performance such that gaskets with lower modulus have better sealing.

    Keywords: Flange, Gasket, Sealing, Numerical simulation, Leakage
  • MohammadReza Ganj Khanlou, Azadeh Shahidian* Pages 60-68

    Arteriovenous malformation is a disease of the vascular system of the human body that occurs mainly in the cerebral vessels and spine. In this disease, blood flow, contrary to normal, instead of passing through the capillary section, is transferred directly from the artery to the vein, and if it progresses, it can lead to rupture and cerebral hemorrhage. Common treatments include surgical resection, embolization, and radiation therapy. Modeling and simulating blood flow in the vascular system of the human body helps physicians to have a better understanding of vascular diseases and how they develop so that they can make the right and important decisions before surgery. The three most common types of modeling for vascular blood flow are mathematical, mechanical, and electrical modeling, each of which has undergone significant studies. In the present study, the types of modeling and related studies have been investigated.

    Keywords: Arteriovenous malformation, Cerebral hemorrhage, Embolization, Radiation therapy, Angiography
  • MohammadHossein Farshidianfar*, Seyedeh FatemehNabavi, Seyed FariborzEshraghi, AnooshiravanFarshidianfar Pages 69-77

    The laser cladding process is considered as one of the attractive and complex areas of laser. In recent years, various fields of study have been introduced for laser cladding. The purpose of this study is to introduce these areas in an applicable way. Regarding to this, the reasons for the superiority of the laser cladding process over other cladding methods will be investigated by introducing related studies. Due to the complexity of laser cladding, this technology is introduced in simple interpretation way in a separate section. Then, the types of laser processes are compared based on previous studies. In the following, the effect of the main process parameters such as power, laser beam diameter, travel speed, feed rate and shielding gas on the resulting clad parameters such as hardness, dilution, porosity and melt pool temperature will be investigated based on related studies. In addition, the effect of process subsidiary parameters such as overlap, path direction, preheat and post heat on clad parameters such as strength, maximum feed and hardness will be introduced using recent studies. Thus, different aspects of laser cladding studies in recent years will be provided for researchers and industries of this technology in a practical way.

    Keywords: : Laser cladding, Main processing parameters, Subsidiary processingparameters, Clad parameter