فهرست مطالب

مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 146 (آذر و دی 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/11/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد لنجابی شراهی، احسان منصوری، معین طاهری صفحات 3-11

    ماشین کاری جرقه ای الکتروشیمیایی سیم های متحرک (TW-ECSM) یکی از جدیدترین فرآیندهای ماشین کاری می باشد که پتانسیل ماشین کاری مواد پیشرفته غیر رسانا مانند شیشه، کوارتز، نیترید سیلیکون، کامپوزیت های مختلف و سرامیک را دارد و اغلب برای ایجاد حفره های پیچیده در مواد بر استحکام، به ویژه در صنعت هوافضا، برای تولید انبوه پره های توربین، قطعات موتور جت و نازل ها به کار می رود. مطالعات نشان می دهد که رویکردهای ترکیبی اعمال شده برای مدل سازی و بهینه سازی فرآیند ماشین کاری جرقه ای الکتروشیمیایی سیم های متحرک، معقول هستند. در این پژوهش از یک مدل ریاضی رگرسیون خطی مرتبه دوم به منظور پیش بینی میزان نرخ براده برداری در حین عملیات ماشین کاری و زبری سطح و بر هم کنش های موثر آن ها استفاده شده است. سپس با استفاده از روش آنالیز حساسیت آماری سوبل، تاثیر پارامترهای مختلف شامل ولتاژ، سرعت تغذیه سیم، تراکم الکترولیت و ضخامت قطعه کار، بر نرخ براده برداری و زبری سطح به دست آمده است. نتایج به دست آمده از آنالیز حساسیت نشان می دهند که ولتاژ بیشترین تاثیر را بر نرخ براده برداری و سرعت تغذیه سیم بیشترین اثر را بر زبری سطح داشته است.

    کلیدواژگان: ماشین کاری جرقه ای الکتروشیمیایی سیم های متحرک، زبری سطح، نرخ براده برداری، کیفیت سطح، تحلیل حساسیت
  • احسان وکیلی، مسعود تیموری، صابر عزیزی صفحات 12-19

    در این مقاله یک سیستم توزین با عملگر جبران ساز نیروی الکترومغناطیسی معرفی شده است. این سیستم ها در صنعت و به خصوص صنایع آزمایشگاه محور کاربردهای فراوانی دارند. مزیت استفاده از این سنسورها نسبت به سنسورهای مبتنی بر کرنش سنج ها، داشتن زمان پاسخ کوتاه تر می باشد. همین خاصیت این سنسورها باعث شده است که استفاده از آنها در توزین دینامیکی مناسب باشند. علاوه بر این، سیستم های توزین با جبران ساز نیروی الکترومغناطیسی در اندازه گیری مستقل از بخش الاستیک عمل می کنند. این امر باعث حذف اثراتی مانند خستگی ساختار الاستیک، در اندازه گیری می گردد. سیستم توزین پیشنهادی بر پایه ساختار دو اهرم طراحی شده و دارای 3 بخش مکانیکی، الکتریکی و الکترومغناطیسی می باشد. این سیستم توانایی اندازه گیری وزن تا یک کیلوگرم با دقت یک گرم را دارد. در این سیستم از لولای خمشی برگی استفاده شده است که حساسیت سیستم را نسبت به لولای خمشی نوع هذلولی و نوع دایره ای بترتیب 5 و 2 برابر افزایش داده است. بخش مکانیکی سیستم از آلیاژ فولاد فنر بصورت یکپارچه ساخته شده است و جبران ساز الکترومغناطیسی شامل یک سیم پیچ با هسته فریت می باشد و جابجایی شاخص از طریق یک سوییچ نوری قابل شناسایی می باشد.

    کلیدواژگان: سیستم توزین EMFR، لودسل، لولای خمشی، کرنش سنج، سنسور نوری، جبران ساز الکترومغناطیسی
  • رضا فلک دین، روح الله حسینی، محمد لطیفی صفحات 20-31

    با توجه به نیازهای در حوزه فناوری های مختف مکانیک و هوافضا، کاربردهای کامپوزیت ‏های تقویت شده و مواد جامد ناهمگن به طور گسترده ‏ای توسعه یافته اند. در این تحقیق به ضرورت استفاده از روش های غیر مخرب در شناسایی آسیب های احتمالی اشاره می شود. علاوه بر این روش آکوستیک امیشن شرح و تفاوت آن با سایر روش های ارزیابی غیر مخرب مقایسه شده است. بیان می شود که آکوستیک امیشن یک روش تشخیص دینامیک است و می تواند به صورت آنی ناپیوستگی ها را در یک سازه تحت کشش نشان دهد. ماهیت سیگنال های آکوستیک امیشن به عنوان سیگنال الکتریکی ذکر شده است. در انتها بهترین روش جهت بررسی نقص های تورقی و خرابی الیاف روش آکوستیک امیشن معرفی می گردد. این مقاله قابلیت‏ های متداول و نوظهور ارزیابی غیر مخرب را با استفاده از آزمون آکوستیک امیشن برای تشخیص آسیب در مواد کامپوزیت بررسی می کند.

    کلیدواژگان: آکوستیک امیشن، ارزیابی غیرمخرب، کامپوزیت، تورق، چندلایه
  • کامران خیرعلی پور صفحات 32-39

    تقویت  مهارت حل مساله تخصصی ضروری است؛ زیرا حل صحیح و به موقع مسایل مربوط به شغل موجب افزایش بهره وری می شود و از خسارت های احتمالی مسایل جلوگیری می کند. تقویت این مهارت برای همه افراد با هر شغلی به خصوص افراد با تحصیلات دانشگاهی در همه رشته تحصیلی ضروری است. طراحی ماشین یکی از مهمترین تخصص‎ های رشته‎ های مهندسی مکانیک و مکانیک بیوسیستم است که نیاز است دانشجویان این درس را در حین تحصیل به خوبی فرا گیرند. با توجه به اهمیت بالای مهارت حل مساله تخصصی، ضرورت اجرای مناسب فرایند طراحی برای حل مسایل مختلف و نقش موثر آموزش در تقویت این مهارت، هدف از تحقیق حاضر مرور مراجع مختلف در زمینه آموزش طراحی اجزاء ماشین با محوریت حل مساله می ‎باشد. علاوه بر تدریس کتاب درسی مناسب، حل تکالیف کتاب درسی، و آزمون های نوشتاری، تدریس درس طراحی اجزاء ماشین شامل پنج مولفه اصلی 1- تولید ایده، 2- ملاحظات ایمنی، 3- طراحی روز، 4- تقویت مسیولیت ‎پذیری و 5- انجام پروژه است. با در نظر گرفتن این موارد در دوره آموزشی درس مذکور، علاوه بر تقویت مهارت حل مسیله، پایه ای قوی و محرک قابل توجهی برای ورود دانشجویان به طراحی واقعی و ساخت محصول فراهم می ‎گردد.

    کلیدواژگان: آموزش، حل مسئله، طراحی، ماشین، ایمنی، مسولیت &lrm، پذیری
  • اورحان کریمی، جواد علیزاده کاکلر صفحات 40-49

    هدف در این مقاله، تحلیل کمانش ساندویچ پانل کامپوزیتی مورد استفاده در سازه کلاهک محافظ ماهواره و بررسی اثر عوامل مختلف بر کمانش این سازه به روش اجزا محدود است. به این منظور، ابتدا نتایج تحلیل کمانش پانل با هسته لانه زنبوری آلومینیومی و رویه کربن/ اپوکسی با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه و مدل اجزا محدود صحه گذاری شده است. سپس تاثیر ضخامت هسته و رویه، جنس و ساختار هسته، هیبریدی بودن رویه ها و چیدمان رویه ها بر نیروی بحرانی کمانش پانل مورد بررسی قرار گرفته است. پانل کامپوزیتی به صورت قطاعی یک شانزدهم از یک پوسته نازک استوانه ای مدلسازی و با استفاده از المان های آجری خطی با اندازه شش میلیمتر المان بندی شده است. فرض شده است که پانل فاقد عیوب هندسی و ترک اولیه باشد. بر اساس تحلیل های انجام شده، پانل با رویه هیبریدی آلیاژ تیتانیوم و کربن/ اپوکسی بهترین استحکام کمانشی را دارا بوده و 78 درصد افزایش بار بحرانی کمانش نسبت به پانل اولیه را نتیجه می دهد.

    کلیدواژگان: کمانش، کلاهک محافظ ماهواره، ساندویچ پانل کامپوزیتی، کامپوزیت های هیبریدی، حل اجزا محدود
  • مرتضی حسین پور، جاماسب پیرکندی، شبنم منصوری، مصطفی نوری صفحات 50-64

    افزایش روز افزون سطح رفاه زندگی در جوامع بشری به ویژه در شهرهای بزرگ سبب ازدیاد مصرف انرژی به خصوص انرژی الکتریکی در سالهای اخیر شده است‏.‏ یکی از مصارف عمده انرژی الکتریکی در داخل کشور در حوزه سرمایش بوده که در سالیان اخیر سهم قابل توجهی از بار پیک شبکه را به خود اختصاص داده است‏. یکی از راه کارهایی که امروزه سیاست گذاران انرژی در دنیا از آن به عنوان ابزاری موثر و کارآمد در مدیریت انرژی بهره می برند، تولید انرژی بر مبنای روش تولید همزمان برق، حرارت و برودت (یا به اختصار تولید همزمان) است‏.‏ تولید همزمان تولید توام دو یا چند شکل از انرژی (مانند انرژی الکتریکی، حرارتی و برودتی) از یک منبع ساده ی اولیه (مانند انرژی شیمیایی سوخت های مختلف) می باشد‏.‏ ‏هدف اصلی این مطالعه، بررسی سیستم های CCHP موجود در ایران و جهان است که مشتمل بر انواع محرک های اولیه استفاده شده و شرکت های خارجی و داخلی فعال در این زمینه می باشد‏.‏

    کلیدواژگان: سیستم تولید همزمان، موتور گازسوز، چیلر جذبی، بومی سازی، توسعه فناوری
|
  • Mohammad LAnjabi Sharahi, Ehsan Mansouri*, Moein Taheri Pages 3-11

    Travelling Wire Electro Chemical Spark Machining (TW-ECSM) is one of the newest machining processes that has the potential to machine advanced materials such as glass, quartz, silicon nitride, various composites and ceramics, and has the factors of creating complex cavities in materials. Forging is used, especially in the aerospace industry, to produce turbine assemblies, jet engine parts, and nozzles. The Studies show that the combined methods applied to model and optimize the TW-ECSM process are reasonable. In this research, a second-order linear regression mathematical model has been used to predict the rate of chip removal during machining operations and surface roughness and their effective interactions. Then, using the Sobol statistical analysis method, various differences including voltage, wire feeding speed, electrolyte density and thickness of the work piece on the material removal rate and surface roughness have been obtained. The results obtained from the sensitivity analysis show that the voltage has the greatest effect on the chip removal rate and the wire feeding speed has the greatest effect on the surface roughness.

    Keywords: Travelling wire electro chemical spark machining, Surface roughness, Material removal rate, Surface quality, Sensitivity analysis
  • Ehsan Vakili, Masood Teymouri, Saber Azizi Pages 12-19

    In this paper, a weighing system with an electromagnetic force restoration is introduced. The systems are widely used in industry and especially in research laboratories. These sensors have a shorter response time compared to the strain gauge load cells. This feature of the sensors has made it suitable for dynamic weighing. In addition, EMFR systems operate independently of the elastic component in measurement. This feature eliminates effects such as fatigue of the elastic structure in the measurement. The proposed weighing system is designed based on the structure of two levers and has 3 mechanical, electrical, and electromagnetic parts. The measuring capacity of the proposed weighing system is 1 kg and its accuracy is 1 gr. In this system, a leaf flexure hinge has been used, which has increased the sensitivity of the system by 5 and 2 times compared to the hyperbolic type and circular type flexure hinges, respectively. The mechanical part of the system is integrally made of steel alloy, and the electromagnetic compensator consists of a coil with a ferrite core and the displacement can be detected through an optical switch.

    Keywords: EMFR weighing system, Load cell, Bending hinge, Strain gauge, Optical sensor, Electromagnetic compensator
  • R. Falakdin, R. Hosseini, M. Latifi Pages 20-31

    The applications of reinforced composites and heterogeneous solid materials have been widely developed in different fields of aerospace and mechanical engineering. In this research, the necessity of using non-destructive methods in identifying possible damages in composite materials is pointed out. In addition, the acoustic emission method is described and compared with other non-destructive evaluation methods. It is stated that acoustic emission is a dynamic diagnosis method which can instantly show discontinuities in a structure under tension. The nature of acoustic emission signals is mentioned as an electrical signal. Finally, it is concluded that the best method to check the delamination and fiber damage in composite laminates is the acoustic emission method.

    Keywords: Acoustic emission, Non-destructive evaluation method, Delamination, Laminate composite
  • Kamran Kheiralipour Pages 32-39

    Improving the specialized problem solving skill is necessary for solving specialized problems at work because the correct and timely solution of work problems increases productivity and prevents its possible corresponding damages. Improving this skill is necessary for all people with any job, especially people with academic education in all fields of study. Machine design is one of the most important specializations of mechanical engineering and mechanical engineering of biosystems which students need to learn it well during their studies. Due to the high importance of specialized problem-solving skill, the necessity of proper implementation of the design process to solve various problems, and the effective role of education in improving this skill, the purpose of the present research is to review various materials in the field of teaching the design of machine elements with a focus on problem solving skill. In addition to teaching a suitable textbook, solving the home works of the textbook, and writing tests, teaching the design of machine elements requires five main components including 1. Idea generation, 2. Safety considerations, 3. Design of the day, 4. Improving designers’ responsibility, and 5. Conducting a project. Considering these cases in the educational course, a strong foundation and an important stimulus is provided for students to enter real design and product manufacturing with a problem solving approach.

    Keywords: Education, Problem solving, Design, Machine, Safety, Responsibility
  • Orhan Karimi, Javad AlizahehKaklar Pages 40-49

    In this paper, buckling analysis of a composite sandwich panel used in payload fairing structure is done and effects of various parameters on the structure buckling are investigated using finite element method. To this end, first, finite element model is validated for an aluminum honeycomb core and carbon/epoxy facesheets by the experimental results presented in literatures. Then, the effect of various parameters such as the core and facesheets thicknesses, material and structure of core, hybrid composite facesheets and facesheets layouts on the critical buckling load of panel is investigated. The composite panel is modeled as a 1/16th sector of thin cylindrical shell and is meshed using 6 mm linear cubic elements. The panel is considered without initial geometrical imperfections and cracks. According to the results, panel with hybrid facesheets consisting of titanium alloy and carbon/epoxy has the best buckling strength, 78% increase in critical buckling load compared to the basic panel.

    Keywords: Buckling, Satellite payload fairing, Composite sandwich panel, Hybridcomposites, Finite elements solution
  • Morteza Hosseinpour, Jamasb Pirkandi, Shabnam Mansoori, Mostafa Noori Pages 50-64

    Increasing welfare level in human societies, especially in big cities, has caused an increase in energy consumption, especially electric energy. One of the major uses of electrical energy in our country is in the field of cooling, which has taken a significant share of the network's peak load in recent years. One of the solutions that today's energy policymakers in the world use as an effective and efficient tool in energy management is energy production based on the method of simultaneous production of electricity, heat and cooling (or in short, simultaneous production). Simultaneous production is the combined production of two or more forms of energy (such as electrical, thermal and refrigeration energy) from a simple primary source (such as chemical energy of different fuels). The main purpose of this study is to examine the existing CCHP systems in Iran and the world, which includes the types of primary drivers used and foreign and domestic companies active in this field.

    Keywords: CCHP, Gas Engine, Absorption Chiller, Localization, TechnologyDevelopment