فهرست مطالب
مجله مکانیک سازه ها و شاره ها
سال دوازدهم شماره 2 (خرداد و تیر 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/07/28
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-12با افزایش روز افزون آلودگی های زیست محیطی راه کارهای مختلفی از قبیل توسعه خودروهای هیبریدی مورد توجه قرار گرفته است. سیستم محرکه هیبریدی هیدرولیکی به دلیل قابلیت انتقال توان بالا و هزینه نگهداری پایین، در خودرو های سنگین استفاده می شود. در این مقاله، مدار هیدرولیکی سری با رویکرد حذف ترمز گیری اصطکاکی، جهت ترمز گیری بازیابی ارایه شده است. در مدار هیدرولیکی ارایه شده قابلیت کنترل فشار و جریان وجود دارد. این ویژگی سبب شده است ترمز گیری در تمام شرایط رانندگی، توسط گشتاور ایجاد شده به وسیله مدار هیدرولیکی صورت گیرد. از کنترلر PID برای کنترل فشار و جریان خروجی پمپ با توجه به شرایط رانندگی و میزان فشار آکومولاتور استفاده شده است. با توجه به شتاب کند شونده دو حالت ترمزگیری مد نظر قرار داده شده است. در حالت اول، گشتاور ترمز گیری تنها توسط تغییر جریان و در حالت دوم توسط تغییر هم زمان جریان و فشار تامین می گردد. جهت تایید عملکرد ساختار پیشنهادی، با اعمال نیروهای دلخواه به پدال، شتاب کند شونده در نرم افزار AMESIM شبیه سازی شده است. الگوریتم کنترلی نیز در همین نرم افزار پیاده سازی شده است و قابلیت ترمز گیری و میزان انرژی ذخیره در زمان ترمز گیری در حالت های مختلف ترمز گیری بررسی شده است. با حذف ترمزگیری اصطکاکی در سیستم محرکه هیبریدی، خطای زمانی در حالت اول ترمزگیری 13/0 ثانیه و در حالت دوم 03/0 ثانیه است. با حذف ترمزگیری اصطکاکی در سیستم محرکه هیبریدی و استفاده از مدار هیدرولیکی ارایه شده، برخلاف ساختارهای هیبریدی مرسوم در تمام شرایط ترمزگیری ذخیره انرژی صورت می گیرد.کلیدواژگان: سیستم محرکه هیبریدی، هیدرولیک، ترمز گیری بازیابی، کنترل فشار و جریان، آکومولاتور
-
صفحات 13-28در این تحقیق روشی جهت شناسایی یک و چندین ترک همزمان در پوسته استوانه ای جدار نازک و جدار ضخیم بر پایه آنالیز مودال و تبدیل موجک و بدون نیاز به داده های مودال در حالت سالم بررسی شده است. ترک بررسی شده در این پژوهش از نوع محیطی و سرتاسری است و به صورت مویی و بدون عرض در نرم افزار آباکوس مدل سازی شده است. شکل های مود دو پوسته استوانه ای جدار نازک و جدار ضخیم، با شرایط تکیه گاهی آزاد-آزاد و ساده-ساده و با نسبت ترک های گوناگون به دست آمده است. پاسخ نمونه ترک دار در اولین شکل مود ارتعاشی خمشی به جعبه ابزار تبدیل موجک ساکن در نرم افزار متلب، منتقل شده است. در ادامه با فرض نمودن ترک به عنوان نویز و حذف نویز در اولین سطح تجزیه از سیگنال ورودی، سیگنال نویز به دست آورده شده است. درنهایت پس از بررسی کردن 3240 حالت گوناگون، بهترین موجک ها برای شناسایی دقیق ترک تا نسبت ترک 2% و بدون نمایش اثرات تکیه گاهی معرفی شده اند.کلیدواژگان: تشخیص ترک، پوسته استوانه ای، روش اجزاء محدود، تبدیل موجک ساکن
-
صفحات 29-48در این پژوهش رفتار آیرودینامیکی و ارتعاشی ورق های قطاعی ساخته شده از فوم های فلزی که با نانوذرات گرافنی تقویت شده اند، بررسی می شود. فوم های فلزی شاخه ای جدید و پیشرفته از مواد متخلخل هستند که مزیت مهم آن ها نسبت بالای استحکام به چگالی است. اگرچه بخاطر وزن کم، فوم های فلزی امروزه مورد استقبال قرار گرفته اند، ولی همین مورد سبب کاهش در استحکام آن ها می شود و یکی از ضعف های اساسی آن ها به شمار می رود که با اضافه کردن نانوذرات، این ضعف برطرف می شود. نانوذرات گرافنی امروزه به عنوان یکی از بهترین تقویت کننده ها شناخته می شوند. تحت میدان تصادفی گاوسی برای جامدات سلولی بسته، خواص موثر فوم فلزی زمینه بدست آورده شده و با استفاده از دو مدل میکرومکانیکی هالپین-تسای و قانون اختلاط، به ترتیب مدول الاستیسیته و سایر خواص مکانیکی موثر ورق بدست آورده می شوند. توزیع حفرات و همچنین پراکندگی نانوذرات گرافنی در راستای ضخامت، هر کدام بر اساس سه الگوی متفاوت صورت می گیرد و تاثیر آن ها بر رفتار ارتعاشاتی سازه ی مورد بررسی، مشاهده می شود. با بهره گرفتن از روش حساب تغییرات و اصل همیلتون، معادلات حاکم و شرایط مرزی مربوطه بدست آورده می شوند و به صورت عددی به حل آن ها پرداخته و در مورد تاثیر پارامترهای مختلف از جمله توزیع حفرات، پراکندگی نانوذرات و سایر پارامترهای با اهمیت بر نتایج بحث می شود.کلیدواژگان: مواد متخلخل، نانوذرات گرافنی، تحلیل آیرودینامیک، ارتعاشات آزاد، ورق قطاعی
-
صفحات 49-64در این پژوهش، رفتار ارتعاش آزاد پنل های مخروطی ناقص زمینه پلیمری تقویت شده با نانو صفحات گرافنی بررسی شده است. توزیع نانو صفحات گرافن در راستای ضخامت سازه به دو صورت یکنواخت و مدرج تابعی می باشد. همچنین خواص مکانیکی کامپوزیت با استفاده از مدل اصلاح شده هالپین-تسای و قانون مخلوط ها تخمین زده شده است. معادلات حاکم بر مبنای روابط کرنش-تغییرمکان خطی و تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول پوسته ها و با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. در مرحله بعد، برای تعیین فرکانس های طبیعی سازه، معادلات حاکم به کمک روش ریتز و چندجمله ای های چبیشف نوع اول گسسته سازی و حل شده است که برای سازه با شرایط مرزی مختلف مناسب است. مقایسه نتایج این پژوهش با سایر مقالات معتبر نشان می دهد که نتایج عددی از دقت بالایی برخوردار می باشد. همچنین مطالعات پارامتری با هدف بررسی تاثیر پارامترهای مختلف نظیر مقادیر کسر جرمی و الگوهای مختلف توزیع نانو صفحات گرافنی، شرایط مرزی مختلف، ابعاد و نسبت های هندسی پنل مخروطی کامپوزیتی بر پاسخ فرکانسی ارتعاش آزاد ارایه گردیده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانو صفحات گرافنی به عنوان تقویت کننده سبب بهبود پاسخ ارتعاش آزاد پنل مخروطی می گردد.کلیدواژگان: ارتعاش آزاد، پنل مخروطی ناقص، نانوصفحات گرافنی، مدل اصلاح شده هالپین- تسای، چند جمله ای های چبیشف
-
صفحات 65-79
اجسام زیرسطحی در کاربردهای صنعتی دارای سطوح کنترل مختلفی برای پایداری، مانورپذیری، هدایت و کنترل می باشند. این سطوح کنترل، مشخصات هیدرودینامیکی جسم، شامل نیروهای مقاومت و شکل موج ایجاد شده ناشی از حرکت جسم، نزدیک سطح آزاد را تحت تاثیر قرار می دهند. در این مقاله، اثر یک سطح کنترل عمودی روی مشخصات هیدرودینامیکی یک جسم زیرسطحی، در نزدیکی سطح آزاد با استفاده از روش المان مرزی بررسی شده است.نتایج شامل مشخصات موج سطح آزاد، ضریب فشار و مقاومت موجی در بازه اعداد فرود 0.1 تا 0.5 و برای عمق های غوطه وری بی بعد 1.25، 2.25، 3.5 و 4.5 برای مدل ساده و مدل با سطح کنترل محاسبه شده اند. مقایسه نتایج روش المان مرزی و تجربی، اختلاف کمتر از 3 درصدی نتایج برای حداکثر طول موج سطح آزاد و 17 درصدی برای مقاومت موجی را نشان می دهد. نتایج پیش بینی شده نشان می دهد که سطح کنترل موجب افزایش حدود 13درصدی حداکثر ارتفاع موج سطح آزاد و 16 درصدی مقاومت موجی می گردد. این افزایش، بواسطه برهم کنش بین مدل و سطح کنترل و همچنین نسبت مستقیم مقاومت موجی با ارتفاع موج سطح آزاد می باشد.
کلیدواژگان: روش المان مرزی، سطح آزاد، مشخصات موج، مقاومت موجی، سطح کنترل -
صفحات 81-91
در این پژوهش به بررسی اثر زاویه لکس بر الگوی جریان روی بال الماسی شکل به وسیله جریان سنج سیم داغ و کاوشگر پنج حفره پرداخته شده-است. ضریب فشار در دو مقطع روی بال و در سه زاویه حمله 5، 10 و 20 درجه توسط کاوشگر پنج حفره و شدت اغتشاشات در سه مقطع و زاویه حمله 10 درجه توسط جریان سنج سیم داغ بررسی شده است. ازمایشات در تونل باد مدار بسته دانشگاه صنعتی مالک اشتر با کیفیت جریان خوب و در سرعت 5/12 متر بر ثانیه معادل عدد رینولدز 192500 انجام شده است. در یک زاویه حمله ثابت با حرکت به سمت پایین دست جریان، قطر هسته گردابه تشکیل شده ناشی از لبه حمله بال و گردابه لکس افزایش یافته که منجر به افزایش مکش فشار روی بال شده است. بالا رفتن قدرت مکش در مرکز هسته گردابه لکس و گردابه لبه حمله منجر به نزدیک تر شدن این دو گردابه بهم دیگر شده است. بزرگ تر شدن هسته گردابه، بالارفتن شدت اغتشاشات آن را در پی داشته که قدرت این اغتشاشات با حرکت به سمت پایین دست جریان افزایش یافته است. تحلیل فرکانسی در نزدیکی مرکز گردابه لبه حمله و گردابه لکس نشان داد که در یک مقطع ثابت روی بال، افزایش اغتشاشات گردابه موجب افزایش دامنه طیف نوسانی شده است که نتیجه افزایش قدرت گردابه بوده است. علاوه بر این، مقدار بیشینه طیف نوسانی در نزدیکی گردابه لکس 16 درجه، با افزایش زاویه حمله افزایش پیدا کرده است.
کلیدواژگان: بال الماسی، لکس، جریان سنج سیم داغ، کاوشگر پنج حفره، گردابه
-
Pages 1-12Due to increasing environmental pollution and cost of energy, various solutions such as manufacturing hybrid vehicles have been proposed to optimize the energy consumption of vehicles. hybrid hydraulic propulsion system is used in heavy duty vehicles due to low cost maintenance and high power density compared to electric hybrid propusion system. In this study a hydraulic hybrid propulsion system with series structure and friction brake removal approach is investigated. The proposed hydraulic circuit has the ability to control pressure and flow. This feature causes the braking torque to be applied in all driving conditions by a hydraulic circuit. The pressure and flow control algorithm is explained in two ways according to the driving conditions and the accumulator pressure .In the first case, the braking torque is provided only by changing the flow and in the second case by simultaneously changing the flow and pressure .To confirm the performance of the proposed structure, by applying the desired forces to the pedal, the deceleration is simulated in AMESIM software. The control algorithm has been implemented in this software and the braking capability and the amount of energy stored during braking in different braking modes have been investigated.Keywords: Hybrid propulsion system, Hydraulic, regenerative braking, Flow, pressure control, Accumulator
-
Pages 13-28In this paper, a method is studied for detecting single and multiple cracks in the thin and thick-walled Circular cylindrical shell based on the modal analysis and wavelet transform without using baseline modal data. In this research, the studied crack is the type of circumference and all over and it is also modeled in the form of hairline and without width by the ABAQUS software. The mode shapes of two thin and thick-walled cylindrical shells are obtained with free-free and simple-simple support conditions and with different cracks ratio. The cracked sample response is moved to static wavelet transform toolbox in the MATLAB software. Then, the noise signal is obtained by assuming crack as noise and removing noise at the first decomposition level of the input signal and. Finally, after reviewing 3240 various modes, the best wavelets are introduced to accurate detection of the cracks up to 2% crack ratio and without displaying the support effects.Keywords: Crack detection, Circular Cylindrical Shells, Finite Element Method, Stationary Wavelet Transform
-
Pages 29-48In this research, aerodynamic and vibrational behaviors of sector plates made from metal foams reinforced by graphene nanoplatelets are considered. Metal foams are a new and advanced branch of porous materials and their main advantage is their high stiffness to density ratio. Although due to their lightweight, metal foams are welcomed nowadays, this causes a decrease in their strength and is one of their main weaknesses that by adding nanoparticles, this weakness is eliminated. Today, graphene nanoplatelets are known as one of the best reinforcements. Under Gaussian random field for closed-cell cellular solids, the effective properties of the matrix are obtained and by employing two Halpin-Tsai and rule of mixture micromechanical models, elasticity modulus and other mechanical properties of the plate are determined. Pores distribution and also graphene nanoplatelets dispersion through the thickness direction, each is based on three different patterns and their effect on the vibrational behavior of the under consideration model is observed. With the aid of the variational approach and Hamilton’s principle, the governing equation and associated boundary conditions are derived and solved numerically, and the effect of different parameters such as pores distribution, nanoparticles dispersion and other important parameters on the results is discussed.Keywords: Porous materials, Graphene nanoplatelets, Aerodynamic analysis, Free vibrations, sector plates
-
Pages 49-64This paper analyses the free vibration behavior of truncated conical panels made of a polymeric matrix reinforced with graphene platelets (GPLs). Distribution of GPLs across the thickness of the panel is considered uniform or functionally graded. The mechanical properties of the composite have been calculated using the modified Halpin-Tsai model and the rule of mixtures. Considering strain- displacement relationships as well as first order shear deformation theory (FSDT) of shells, the governing equations have been derived using Hamilton principle. In the next step, to obtain the natural frequencies of the structure, the governing equations have been discretized and solved using Chebyshev polynomial of the first kind and Ritz method which is suitable for structures with different boundary conditions. Comparison of the numerical results of this study with other articles show that the numerical results are highly accurate. Also, parametric studies have been performed to investigate the effect of GPLs distribution patterns, GPLs weight fraction, different boundary conditions, different geometric parameters on the vibrational behavior of the conical panel. The results show that the use of GPLs as a reinforcement for the nanocomposite panel is effective to improve the vibrational behavior and greatly increases the stiffness and resistance of the panel.Keywords: Vibrational behavior, Truncated conical panel, Graphene platelets, Modified Halpin-Tsai model, Chebyshev polynomials
-
Pages 65-79
Underwater vehicles in industrial applications, have various control surfaces for stability, maneuverability, gudance and control. These control surfaces affect the body hydrodynamic characteristics, including the resistance forces and the form of the generated wave due to the motion of the vehicle near the free surface. In this paper the effect of a vertical control surface on the hydrodynamic characteristics of an underwater vehicle near free surface is studied using Boundary Element Method.Results, including characteristics of free surface wave, pressure coefficient and wave resistance are calculated for Froude numbers in the range of 0.1-0.5 and non dimensional submergence depths of 1.25, 2.25, 3.5 & 4.5 for the bare model and model with control surface. Comparing BEM and experimental results shows the discrepancy of less than 3% for maximum free surface wave height and 17% for wave resistance. Predicted results indicates that control surface causes an increase of about 13% in maximum free surface wave height and 16% in wave resistance. This increment is due to the interaction of the main body with control surface and also direct relation of wave resistance with free surface wave height.
Keywords: Boundary Element Method, Free Surface, Wave Characteristics, Wave Resistance, control surface -
Pages 81-91
In this research, the effects of LEX angle on flow pattern over the diamond wing by using hot-wire and five-hole probe are investigated. The pressure coefficient tests over the wing at three different angles of attack respectively 5, 10 and 15 degrees and on two section was conducted by five hole probe. Also turbulence intensity measurements were conducted at three sections for 10 degree angle of attack by using hot wire anemometer. Experimental tests were conducted in a closed circuit wind tunnel with acceptable flow quality at the velocity of 12.5 (m/s) equal to 192500 Reynolds number. At a constant angle of attack with a downward movement the flow; the vortex diameter formed due to the Leading edge of the wing. Therfore, the LEX vortex increased which has led to growing pressure suction on the wing. Amplified suction pressure at the center of the LEX vortex core and the leading edge vortex have carried the two vortices closer together. Thus, the larger the vortex core lead to higher turbulence intensity by moving to downstream. Frequency analysis near the center of the leading edge vortex and Lex vortex showed that at constant section over the wing, the turbulence intensity near vortex core exposed, increasing turbulence intensity that caused to rise the amplitude spectra of fluctuation. Furthermore, frequency analysis indicate that the maximum domain of power spectra increases for LEX angle of 16 degree with rising of angles of attack.
Keywords: Diamond Wing, LEX, Hot-wire anemometer, Five-hole probe, Vortex
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.