فهرست مطالب

مهندسی مکانیک و ارتعاشات - سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 45، زمستان 1400)

نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 45، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدجعفر استاد احمد قرابی*، رضا سمیعی فرد صفحات 7-11

    در این مقاله استفاده از فرایند جوشکاری درآمیختگی- اصطکاکی (FSW) جهت ایجاد اتصال مناسب قطعات از جنس آلیاژ آلومینیم 7075 و تاثیر تعداد دور ابزار جوشکاری بر عمر خستگی منطقه جوش بررسی شده است. پس از انجام فرایند، با استفاده از پارامترهای بهینه سازی، عمر خستگی فلز پایه و فلز جوش نمونه های جوشکاری شده به دست آمد. نتایج نشان میدهد که انجام فرایند جوشکاری درآمیختگی- اصطکاکی با تغییر تعداد دور ابزار جوشکاری بر عمر خستگی منطقه جوش آلیاژ آلومینیم T6- 7075 باعث افزایش طول عمر خستگی در منطقه درآمیختگی شده است که علت آن گرمای تولیدی ناشی از اصطکاک و تغییر فرم شدید ماده در حین جوشکاری است. هم چنین بررسی ها نشان داد در فلز جوش و اطراف آن ، یک ناحیه ضعیف تر از نظر عمر خستگی نسبت به فلز پایه به وجود آمده است.

    کلیدواژگان: •جوشکاری اصطکاکی، آلیاژ آلومینیم T6 -7075، تعداد دور ابزار جوشکاری
  • پدرام احدی، فربد فخرآبادی*، علیرضا پورشقاقی، فرشاد کوثری صفحات 12-24
    کشور ایران به عنوان یک کشور پهناور با میانگین تابش خورشید 4.5 کیلووات ساعت بر متر مربع، پتانسیل بسیار بالایی برای راه اندازی و بهره برداری از سیستم های خورشیدی و به طور خاص تولید انرژی الکتریکی از نیروگاه های خورشیدی را دارا است. مطالعه کنونی با هدف مکان یابی بهینه از لحاظ اقلیمی با استفاده از روش (AHP) و بهره گیری از نرم افزار Expert choice انجام گرفته است. فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) یکی از گسترده ترین ابزارهای تصمیم گیری چندمعیاره است. معیارها و زیرمعیارهایی از قبیل میزان تابش، تعداد روزهای آفتابی، میانگین دما، میزان رطوبت موجود در هوا، میزان بارندگی، میزان گرد و غبار و آلودگی و ضریب ابرناکی مورد ملاحظه قرار گرفته اند. به منظور تعیین مکان بهینه با استفاده از روش (AHP) که در نرم افزار Expert choice عملی می شود، بعد از تعیین سطوح سلسله مراتبی شامل هدف، معیارها، زیرمعیارها و گزینه ها (مکان های مورد نظر)، مقایسه زوجی بین مجموعه ها برای وزن دهی انجام می شود. در عین وزن دهی به مجموعه ها تجزیه و تحلیل سازگاری قضاوت ها صورت می گیرد که باید کمتر از 0.1 باشد. برای انجام این پژوهش مراکز استان های کشور ایران در نظر گرفته شدند. از بین 31 مکان در منطقه مورد مطالعه، شهر زاهدان به عنوان بهترین مکان جهت احداث نیروگاه خورشیدی انتخاب شد و سایر گزینه ها با توجه به وزن مورد نظر در اولویت های بعدی قرار گرفتند. همچنین آنالیز حساسیت بر روی معیارهای اصلی انجام و تاثیر وزن پارامترها بر روی گزینه ها ارزیابی گردید.
    کلیدواژگان: فرایند تحلیل سلسله مراتبی(AHP)، مکان یابی بهینه، انرژی های تجدید پذیر، نیروگاه های خورشیدی، Expert Choice
  • مهدی رفیعی* صفحات 25-30
    همزمان با توسعه روزافزون کشورها، نیاز روزمره به حمل و نقل کالاها و تجهیزات مختلف و بطورکلی مسافرت به دلایل متعدد، در حال افزایش است و به همین دلیل در سال های اخیر تعداد انواع خودورها افزایش چشمگیری داشته است، به نحوی که در کلان شهرها این موضوع باعث ترافیک سنگین در بزرگراه ها و معابر مختلف گردیده است. برای تسهیل و روان سازی ترافیک اقدامات و رویکردهای مختلفی از جمله حمل و نقل عمومی مورد توجه قرار گرفته است. اما به هر حال، راه حل رفع برخی از گره های ترافیکی به ویژه در کلان شهرها، ساخت تونل های شهری می باشد. از این روی، در سال های اخیر تونل های شهری به عنوان راهکاری برای تسهیل ترافیک مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، مطالعه ایمنی در تونل ها اهمیت زیادی پیدا می کند. هدف این مقاله شبیه سازی حریق در یک تونل کوتاه با تهویه طبیعی برای ملاحظه رفتار دود در سناریوهای مختلف جریان طبیعی هوا در تونل می باشد. نتایج مدل سازی CFD نشان داد که حریق محدود (خودرو سواری) مشکلی برای افراد و همچنین تیم امدادی به ویژه اطفاء حریق ایجاد نخواهد کرد.
    کلیدواژگان: تهویه طبیعی، شبیه سازی CFD، مدیریت دود، ایمنی تونل
  • سمانه قدس* صفحات 31-37
    SVM یکی از روش های معروف کلاس بندی مبتنی بر علم آمار می باشد که برای مسایل دو کلاسه ارایه شده است. با توجه به اینکه در محیط های واقعی، مساله معمولا چند کلاسه (multiclass) می باشد، روش های جداسازی چند کلاسه نسبت به باینری اهمیت بسزایی دارد. در کلاسه بندی چند کلاسه به کمک کلاسه کننده های دودویی، در صورت انتخاب هسته مناسب برای SVM و تنظیم پارامترهای مربوطه می توان به دقت بالایی دست یافت. این در حالی است که انتخاب هسته مناسب و تنظیم پارامترها مسیله کلاس بندی را غیر خطی می نماید که به نوبه خود می تواند باعث افت دقت مدل شود. در این مقاله برای حل مشکل پیچیدگی مدل و افت دقت حاصل از آن، از تیوری بازی که قادر خواهد بود مسیله غیرخطی مورد نظر ما را به یک مسیله خطی نگاشت نماید، استفاده می شود. تیوری بازی ارایه شده با استفاده از دو بازیکن (که در مسیله مورد نظر ما هر بازیکن معادل یک برچسب کلاس است)، ماتریس تصمیم از دید منطق فازی و حل معادلات حاصل به کمک برنامه ریزی خطی، احتمال داده در هر کلاس را محاسبه می نماید. نتایج آزمایشات موید این مطلب است که مدل پیشنهادی در مقایسه با مدل های دیگر SVM دقت و سرعت قابل قبولی از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: SVM، جداسازی چند کلاسه، تئوری بازی فازی، برنامه ریزی خطی فازی
  • پدرام احدی، فربد فخرآبادی*، علیرضا پورشقاقی، فرشاد کوثری صفحات 38-51

    هدف از این پژوهش تعیین مقدار تجهیزات مورد استفاده در طراحی نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک با ظرفیت 200 کیلو وات مورد نظر می باشد. در این تحقیق که توسط نرم افزار PVsyst انجام شد، پانل 500wMonoTrina solar تعداد 400 عدد، اینورتر 25kw Growatt MID KTL3-X با تعداد 8 عدد، که در 40 ردیف و در هر ردیف 10 پانل با هم دیگر سری می گردند، زاویه بهینه نصب پانل 35 درجه و زاویه بهینه آزیموت 0 درجه تعیین شد (مطالعه موردی : شهر قزوین). با توجه به فضای در نظر گرفته شده و طراحی های انجام شده با احتساب درصد تلفات مجاز در محاسبات کابل، طول و سطح مقطع کابل سمت DC از جنس مس و آلومنیوم به ترتیب 800 متر، 16 و 25 میلی متر مربع، طول و سطح مقطع کابل سمت AC جنس مس و آلومنیوم به ترتیب 100 متر ، 16 و 25 میلی متر مربع تعیین گردید. میزان انرژی تولیدی کل سالانه نقطه مورد نظر با در نظر گرفتن تلفات مشخص گردید که حدود 337.1 مگاوات ساعت در سال بدست آمد.

    کلیدواژگان: انرژی تجدید پذیر، نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک متصل به شبکه، طراحی فنی بهینه، PVsyst
  • گلی خسروی هاشمی، هادی کارگر شریف آباد* صفحات 52-57

    مواد تغییر فاز پذیر به طور فزاینده ای نقش مهمی به عنوان سیالات انتقال حرارت و منابع ذخیره انرژی دارند. این یک تکنولوژی جدید در زمینه ذخیره سازی انرژی حرارتی با استفاده از مواد تغییر فاز می باشد. در این مقاله به بررسی خصوصیات میکرو کپسول مواد تغییر فاز پرداخته شد و چند ماده پر کاربرد به عنوان مواد هسته و پوسته ارایه شده است. همچنین به طور اجمالی برخی از کاربرد های این مواد ذکر شده است. در ادامه به بررسی نحوه ساخت میکروکپسول بر اساس n-octadecane و پوسته silica و میکرو کپسول مواد تغییر فاز پذیر با هسته ملامین و پوسته فرمالدهید پرداخته می شود.

    کلیدواژگان: مواد تغییر فاز دهنده، میکروکپسول، انرژی
|
  • MohamadJafar Ostad Ahmad Ghorabi *, Reza Samieifard Pages 7-11

    In this article, the use of Friction Stir Welding (FSW) process to create a proper connection of 7075 aluminum alloy parts and the effect of the number of revolutions of the welding tool on the fatigue life of the weld area have been investigated. After the process, using the optimization parameters, the fatigue life of the base metal and weld metal of the welded samples was obtained. The results show that performing the fusion-friction welding process by changing the number of revolutions of the welding tool on the fatigue life of the T6-7075 aluminum alloy welding zone has increased the fatigue life in the fusion zone, which is caused by the heat produced due to friction and the severe shape change of the material in It is during welding. Also, investigations showed that in the weld metal and its surroundings, a weaker area in terms of fatigue life than the base metal has been formed.

    Keywords: Friction welding, aluminum alloy T6-7075, rounds in the welding tool
  • Pedram Ahadi, Farbod Fakhrabadi *, Alireza Pourshaghaghi, Farshad Kowsari Pages 12-24
    A vast country with a mean solar irradiance of 4.5 kilowatts per square meter, Iran enjoys very high potentials for establishment and utilization of solar systems and, in particular, production of electrical energy from solar power stations. The present study was conducted for Optimal Solar Power Station Site Selection Using the Analytical Hierarchy Process (AHP) in Iran, and the Expert Choice software. AHP is one of the most widespread multi-criteria decision-making tools. The research considered criteria and sub-criteria such as the amount of radiation, number of sunny days, mean temperature, air humidity, precipitation, amount of dust and pollution, and cloudiness factor. For obtaining the optimal location using the AHP method, implemented in Expert Choice, pairwise comparison is made between the sets for weighting after the hierarchical levels, including the goal, criteria, sub-criteria, and alternatives (intended locations), are specified. As the sets are weighted, the compatibility of judgments is analyzed, which must be less than 0.1. The capitals of the provinces of Iran were considered in the research. From among the thirty-one locations in the examined region, the city of Zahedan was selected as the best location for establishment of solar power stations, and the other alternatives were assigned the next priorities given their weights. Moreover, sensitivity analysis was made on the major criteria, and the impact of parameter weight on the alternatives was assessed.
    Keywords: Analytical Hierarchy Process (AHP), Optimal Location, Renewable Energy, Solar power plants, Expert Choice
  • Mehdi Rafiei * Pages 25-30
    Along with the increasing development of countries, the daily need to transport various goods and equipment and travel in general for many reasons is increasing and for this reason, the number of different types of cars has significantly increased in recent years. In this way, this issue has caused heavy traffic on highways and various roads in big cities. Various actions and approaches, including public transportation, have been taken into consideration to facilitate the traffic. However, in some cases the solution to facilitate traffic jams, especially in big cities, is to build urban tunnels. Therefore, in recent years, urban tunnels have been considered as a solution to facilitate traffic. In this regard, the study of safety in tunnels becomes very important. The aim of this article is to simulate a fire in a short tunnel with natural ventilation to consider the behavior of smoke in different scenarios of natural air flow in the tunnel. The results of CFD simulation showed that limited fire (usual small passenger cars) will not cause problems for people as well as rescue team, especially fire extinguishing.
    Keywords: Natural Ventilation, CFD Simulation, Smoke management, Tunnel safety
  • Samaneh Ghods * Pages 31-37
    SVM is one of the popular classification algorithms based on statistics learning, which is presented for two-class problems. In real environments, the problem is usually multi-class. Thus, multi-class separation methods are very important compared to binary classes. In this work, to decrease the complexity of the model and the resulting loss of accuracy, fuzzy game theory is derived, which will be able to map the non-linear to a linear problem. Fuzzy game theory is obtained from the probability of data in each class by using two players (in our problem, each player is equivalent to a class label). Here, the decision matrix is yielded by the fuzzy logic, and then the equations are solved by the linear programming. Obtained results from the computer simulation validate the SVM model by fuzzy game theory.
    Keywords: SVM, Multi-class separation, Fuzzy game theory, Fuzzy linear programming
  • Pedram Ahadi, Farbod Fakhrabadi *, Alireza Pourshaghaghi, Farshad Kowsari Pages 38-51

    The purpose of this research is to determine the amount of equipment used in the design of the photovoltaic solar power plant with a capacity of 200 kW. In this research conducted by PVsyst software, 500 w MonoTrina solar panel with 400 pieces, 25kw Growatt MID KTL3-X inverter with 8 pieces, which are arranged in 40 rows and 10 panels in each row. The optimal panel installation angle was 35 Degree °and the optimal azimuth angle was 0 Degree (case study: Qazvin city). According to the considered space and the designs made, including the percentage of permissible losses in cable calculations, the length and cross-sectional area of the DC side cable made of copper and aluminum are 800 meters, 16 and 25 mm square respectively, the length and cross-sectional area . AC side cable made of copper and aluminum is determined to be 100 meters, 16 and 25 mm square, respectively. The amount of total annual production energy of the desired point was determined by considering the losses, which was about 337.1 megawatt hours per year.

    Keywords: Renewable Energy, grid-connected photovoltaic solar power plants, optimal technical design. PVsyst
  • Goli Khosravi Hashemi, Hadi Kargarsharifabad * Pages 52-57

    Phase change materials are increasingly playing an important role as heat transfer fluids and energy storage sources. This is a new technology in the field of thermal energy storage using phase change materials. In this article, the properties of microcapsules of phase change materials are studied and some widely used materials as core and shell materials were presented. Also, some of the uses of these materials are briefly mentioned. In the following, the method of manufacturing microcapsules based on n-octadecane and silica shell and microcapsule of phase change material with melamine core and formaldehyde shell is discussed.

    Keywords: Phase change materials, Microcapsules, energy