فهرست مطالب
نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 38، بهار 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/02/10
- تعداد عناوین: 6
-
صفحات 7-17در این پژوهش معادلات آیروالاستیسیته خطی پره توربین بادی با روش گسسته سازی المان محدود جهت درنظر گرفتن اثر چرخش و افزایش طول بر فرکانس های طبیعی استخراج شده است. پره یک تیر یکسر گیردار اویلر-برنولی کامپوزیتی در نظر گرفته شده و با روش المان محدود مدل شده است. با بکارگیری روش همیلتونین معادلات حرکت را بدست آمده است. ماتریس های المان محدود با تعیین جابجایی گره ها و فرض رابطه خطی در جابجایی محوری و تابع هرمیشن در جهات عرضی و پیچشی محاسبه می شوند. اعتبار سنجی معادلات به صورت عددی بر روی پره با شبیه سازی سیستم معادلات و بررسی فرکانس های طبیعی و شکل مدها انجام شده است. همچنین اثر افزایش طول پره و چرخش پره در پره کوتاه و بلند کامپوزیتی بررسی شده است. بررسی فرکانس های طبیعی نشان می دهد فرکانس های اول و دوم پره های بلند تحت تاثیر افزایش طول و چرخش هستند. اما در فرکانس های بالا و همچنین در پره کوتاه اثر افزایش طول و چرخش کمتر از یک درصد است.کلیدواژگان: توربین بادی، آیروالاستیسیته، المان محدود، فرکانس طبیعی
-
صفحات 18-27
در این مقاله به بررسی تجربی، عددی و تحلیلی برخورد پرتابه سرتخت تغییرشکل ناپذیر به اهدف فولادی پرداخته شده است. بدین منظور در بخش اول به تست های تجربی جهت یافتن عمق نفوذ پرتابه پرداخته شده است، پرتابه ها در این آزمایش به صورت استوانه ای با قطر 10 و طول20 میلی متر از جنس فولاد AISI 52100 و صفحات فولادی با ابعاد 10×100×120 از جنس AISI 1045 انتخاب شده اند. در بخش دوم به شبیه سازی عددی مدل برخورد در نرم-افزار آباکوس پرداخته و با توجه به میزان خطای 8 درصدی نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی ، صحت مدل عددی به اثبات رسیده است. در بخش سوم به ارایه مدل تحلیلی برگرفته از مدل تحلیلی چن پرداخته و عمق نفوذ پرتابه را به دست آورده و در انتها مقایسه ای بین نتایج تجربی، عددی و تحلیلی انجام گرفته است، نتایج به دست آمده در سه حالت حل (تجربی، عددی و تحلیلی) دارای تطابق قابل قبولی می باشند.
کلیدواژگان: هدف، پرتابه، حد بالستیک، ضربه، عمق نفوذ. -
صفحات 28-38سرعت عملیات حفاری اثر مستقیمی بر روی هزینه های حفاری دارد و پارامترهای مختلفی ازجمله خواص سیال حفاری و هیدرولیک مته بر روی آن موثر است. بنابراین استفاده از مدل هایی با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف که دقت بالا داشته باشند اهمیت فراوانی دارد. ازآنجاییکه ارتباط این پارامترها با یکدیگر پیچیده است نیاز به یک روش محاسباتی قابل اجرا دارد. شبکه عصبی مصنوعی یک روش محاسباتی نوین برای یادگیری است که برای پیش بینی پاسخ های خروجی سیستم های پیچیده استفاده می گردد. در این مقاله شبکه عصبی به منظور پیش بینی نرخ نفوذ مته با در نظرگیری پارامترهای سیال حفاری مورد استفاده قرار می گیرد و از مدل های هوش مصنوعی چندلایه و پایه شعاعی برای تشخیص و پیش بینی سرعت حفاری به عنوان پارامتر خروجی استفاده شده است.کلیدواژگان: سرعت، عملیات، حفاری، شبکه، عصبی، چند، لایه
-
صفحات 39-53
در کار حاضر، اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. دیواره عمودی سمت چپ محفظه در دمای ثابت گرم و دیواره عمودی سمت راست محفظه دارای سه شرط مرزی دمایی مختلف (1- دمای ثابت سرد، 2- دمای خطی و 3-دمای ثابت گرم) است. دو دیواره دیگر محفظه در دمای ثابت سرد قرار دارند. مانعی لوزی شکل که در مرکز محفظه قرار دارد در چهار حالت مختلف (1- سرد، 2- رسانا، 3- آدیاباتیک و 4- گرم) بررسی می شود. همچنین دیواره پایینی محفظه در سه شیب متفاوت مورد ارزیابی قرار می گیرد. تاثیر پارامترهای عدد رایلی، عدد هارتمن، شیب دیواره، شرط مرزی دمایی مختلف دیواره و مانع لوزی شکل، بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با ثابت ماندن تمامی پارامترها، افزایش شیب دیواره و عدد رایلی منجر به افزایش انتقال حرارت می شود. با تغییر شرایط مرزی دمایی دیواره ها و مانع می توان بر روی میزان انتقال حرارت تاثیرگذار بود. بعلاوه افزایش قدرت میدان مغناطیسی سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می شود که این تاثیر در شرایط مختلف، متفاوت است.
کلیدواژگان: جابجایی طبیعی، روش شبکه بولتزمن، شرط مرزی دمایی مختلف، شیب دبواره متفاوت، میدان مغناطیسی -
صفحات 54-65مولتی روتور یک پرنده بدون سرنشین با شش درجه آزادی می باشد.شکل اصلی این پرنده شبیه صلیب می باشد که با داشتن شش موتور BLDC قابلیت انجام حرکات ومانورهای پیچیده است. درحال حاضر کنترل این دسته ازپرنده هابه وسیله خلبان زمینی که بصورت کنترل دستی می باشد ویا ازطریق سیستم GPS انجام می شود. روش فازی تطبیقی غیر مستقیم کنترلری است برای کنترل دو حالت پیچش و چرخش در سیستم پروازی که با گرفتن ورودی خروجی مورد نظر را تایین می کند مزیت این روش اینست که در صورت وجود نویز خود را به روز میکند و خود را باسیستم همگام سازی میکند در نتیجه پایداری ایجاد می کند .در این مقاله ابتدا ربات پرنده مولتی روتور به صورت دینامیکی مدلسازی می شود و سپس ساختار کنترل فازی تطبیقی با کمک شناساگر فازی برای خلبان خودکار ربات پرنده مولتی روتور مدل می شود.در نتیجه بهسازی و پایداری عملیات کنترل و ناوبری در خلبان خودکار ربات پرنده مولتی روتور با کمک فازی تطبیقی قابل به دست آوردن می باشد.کلیدواژگان: شناساگر فازی، مولتی روتور، فازی، فازی تطبیقی
-
صفحات 66-75امروزه برای مدلسازی بهتر سیستم های مهندسی از روش های ترکیب شده به منظور دست یابی به دقت بیشتر استفاده های فراوانی می شود. به همین منظور ترکیب سه رویکرد فازی، شبکه عصبی مصنوعی و علم تطبیقی می تواند مدلسازی واقعی تری از سیستم را ارایه نماید.این سه روش هر یک بخشی از مدل مساله را طراحی و تحلیل می نمایند بطوریکه که مدل ارایه شده از ترکیب فازی- عصبی- تطبیقی می تواند یک مدل مقاوم و اطمینان بخشی را جهت تصمیم گیری توسط طراح را تحلیل نماید. در این مقاله هدف اصلی عیب یابی و پایش تجربی یک سیستم موتور هواپیما در حضور و غیاب نابالانسی را با استفاده از مدل ریاضی فازی- عصبی- تطبیقی تحلیل و تفسیر نماید. ابتدا با استفاده از نرم افزار LabVIEW و سنسورهای پیزوالکتریک داده های ارتعاش عرضی در محل قرارگیری سنسورهای پیزوالکتریک (نصب شده بر روی یاتاقان ها) ذخیره شده و سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB به مدل سازی داده های تجربی با استفاده از رویکرد ترکیبی فازی- عصبی - تطبیقی به منظور برازش منحنی پرداخته شده است.کلیدواژگان: فازی، عصبی، تطبیقی، عیب یابی و پایش وضعیت، سیستم دوار، نابالانسی
-
Pages 7-17The linear aeroelastic equation of motion of a wind turbine blade considering the length increase and rotation terms of the blade is derived. The blade is a composite cantilever beam. The Euler-Bernoulli theory is the fundamental theory in developing the equations. Because of the compatibility of the finite element and BEM, the blade is modeled with the finite element method. Applying Hamiltonian leads to the aeroelastic equations of motion. The finite element matrices are derived by considering linear and Hermitian shape function in axial and transverse deflection, respectively. We consider the linear equation of motion with length increase term. Simulation and analyzing the natural frequency and mode shapes validate the equations of motion. Besides, the effects of the length increase of the blade and rotation of blade on both short and long composite blades are investigated. Analysis of natural frequencies implies that the first and second frequencies of long blade ore affected by length increase and rotation of the blade. However, higher modes are affected by less than one percent.Keywords: Wind turbine, Aeroelasticity, Finite Element, Natural frequency
-
Pages 18-27
In this paper, the experimental, numerical, and analytical investigation of a blunt rigid projectile to the steel targets is discussed, Therefore, in the first part, the experimental tests are carried out to find the depth of penetration and the projectiles are cylindrical in diameter 10 mm and 20 mm in length with AISI 52100 and steel plates with dimensions of 120 × 100×10 are selected from AISI 1045. In the second part, the numerical simulation of the impact model in the Abacus software is carried out and the accuracy of the numerical model is verified with 8% error rate of the numerical solution with the experimental results. In the third section, presents an analytical model derived from the Chen analytical model and obtain the depth of projectile penetration. Finally, a comparison between experimental, numerical and analytical results is performed, the results obtained in three solutions (experimental, Numerical and analytical) have acceptable agreement.
Keywords: Target, Projectile, ballistic limit, Impact, The Penetration Depth. -
Pages 28-38The speed of drilling operations has a direct effect on drilling costs and various parameters such as drilling fluid properties and hydraulic drilling affect it. Therefore, it is very important to use models with different parameters that have high accuracy. Because the relationship between these parameters is complex, a computational method is needed. Artificial neural network is a new computational method for learning that is used to predict the output responses of complex systems. In this paper, the neural network is used to predict the drill penetration rate by considering the parameters of drilling fluid and multilayer artificial intelligence models and radial base are used to detect and predict drilling speed as output parameters.Keywords: Speed, Drilling, operations, Multilayer, neural, network
-
Pages 39-53
In this article, the magnetic field effect on the natural convection heat transfer is simulated via LBM. The vertical wall of the left side of the cavity is at a constant hot temperature, while the vertical wall of the right side of the cavity has three different temperature boundary conditions, 1) constant cold temperature, 2) linear temperature and 3) constant hot temperature. A lozenge-shaped obstacle located in the center of the cavity is examined in four different modes, 1) cold, 2) conducting, 3) adiabatic, and 4) hot. The bottom wall of the cavity is also evaluated in three different slopes. The results show that increasing the slope of the wall and the Rayleigh number by unchanged all the parameters leads to an increase in heat transfer. Also, changing the boundary temperature of the walls and the obstacle can affect the amount of heat transfer. In addition, increasing the strength of the magnetic field reduces the average Nusselt number, which differs in different conditions.
Keywords: Natural convection, lattice boltzmann method, Various temperature boundary condition, Wall slope different, magnetic field -
Pages 54-65The multi-rotor is a Without driver Aircraft with six degrees of freedom. The main shape of this bird is similar to a cross, which with six BLDC motors is capable of performing complex movements and maneuvers. At present, the control of this group of birds is done by the ground pilot, which is manually controlled or through the GPS system. The adaptive fuzzy method is an indirect controller to control the two modes of torsion and rotation in the flight system, which determines the desired output by taking the input. The advantage of this method is that if there is noise, it updates itself and synchronizes itself with the system. The result creates stability. In this paper, first the multi-rotor flying robot is dynamically modeled and then the adaptive fuzzy control structure is modeled with the help of a fuzzy detector for the multi-rotor flying robot autopilot. As a result, the amelioration and navigation control and stability In autopilot, the multi-rotor flying robot can be obtained with the help of adaptive fuzzy.Keywords: Fuzzy Detector, Multi-rotor, Fuzzy, adaptive fuzzy
-
Pages 66-75Todays, there are using hybrid methods in order to reach high level degree of accuracy and reliability for engineering systems. According to more reality modelling of system, it was mixed three strategies such as fuzzy, artificial neural networks and adaptive method. This mixed methods is presenting and analyzing each of engineering problem. Adaptive-Neural-Fuzzy (ANF) can be showed in which a robustness and reliable model by designer who assess that in order to make decision as well. In this paper, main aim is experimental condition and health monitoring of rotary system is including shaft, bearings, electromotor which are main components of system and using piezoelectric as sensor by ANF method. Firstly, by using LabVIEW software, experimental data of flexural vibration was recorded with piezoelectric sensor where were fixed on top of bearings, and secondly we used MATLAB software for analyzing experimentation for presentation of ANF model in order to curve fitting of data.Keywords: Fuzzy, Artificial Neural Network, adaptive, Condition Monitoring, Rotary System, Unbalancing