فهرست مطالب

علم و فناوری در مهندسی مکانیک - پیاپی 1 (پاییز و زمستان 1401)

نشریه علم و فناوری در مهندسی مکانیک
پیاپی 1 (پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • بهمن رحمتی نژاد*، فرزین عظیم پور شیشوان صفحات 7-19
    نانو ذرات موادی هستند که حداقل یکی از ابعادشان (طول، عرض، ارتفاع) در مقیاس نانو (بین 1 تا 100 نانومتر) باشد. نانو سیالات از توزیع ذرات با ابعاد نانو در سیالات معمولی حاصل می شوند. سیالات رایج نظیر آب، روغن ها و اتیلن گلیکول که معمولا در انتقال حرارت مورد استفاده قرار می گیرند، توانایی محدودی از لحاظ خواص حرارتی دارند. خواص جالب نانوسیال ها (مانند ضریب انتقال حرارت بالا) و پتانسیل زیادی که برای افزایش انتقال حرارت از خود نشان می دهند سبب شده که این گروه از سیالات در سال های اخیر در کانون توجه محققان قرار گیرند. یکی از فاکتورهای کلیدی در بهینه شدن خواص این دسته از سیالات مسیله پایداری آن ها است. اجتماع ذرات و کلوخه شدن آن ها باعث افزایش احتمال ته نشینی می شود، پایداری سوسپانسیون را کاهش می دهد، و موجب از بین رفتن ویژگی های سوسپانسیون ازجمله هدایت حرارتی، ویسکوزیته، و افزایش ظرفیت حرارتی می شود. در این تحقیق روش های افزایش پایداری و ابزارهای بازرسی بررسی شد. نتایج نشان داد استفاده هم زمان از ارتعاش مافوق صوت و مواد فعال کننده سطح (سورفکتانت) تاثیر بسزایی در پایداری نانو سیال دارد. و دو روش استفاده از پراکنش نور DLS و روش طیف سنجی جذبی فرابنفش _ مریی به منظور بررسی پایداری توسط محققین زیادی در تحقیقات خود مورد استفاده قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: نانوسیال، نانو ذرات، پایداری نانوسیال، تخمین پایداری نانوسیال
  • ناصر کردانی*، حسن خدایاری، رسول محمدی ابوخیلی صفحات 20-38
    سکته قلبی و مغزی دلیل اصلی مرگ و میر در دنیا محسوب می شود. اغلب علت این مسیله گرفتگی رگ ها می باشد. هدف از این تحقیق، تحلیل جریان درون رگ با اثرات گرفتگی می باشد. در این مطالعه جریان ناپایا بوده و همچنین قبل از ورود کاملا توسعه یافته می باشد. بعد از تحلیل چند مدل مختلف، مدل کارو برای شبیه سازی سیال غیرنیوتنی خون در نظر گرفته شده است. در ادامه پژوهش، مدل گرفتگی رگ با اندازه های مختلف گرفتگی تحلیل شده است. در حالتی که خروجی رگ دارای تنگ شدگی باشد این افزایش سرعت بیشتر شده و تا 12 درصد افزایش سرعت در ناحیه دو راهی مشاهده می شود. هر چند نرم افزار توانایی شبیه سازی پارگی را ندارد اما قدرت آستانه تحمل فشار بافت دیواره نشان دهنده این مطلب است که تا 50 درصد قطر گرفتگی قابل تحمل است. مقادیر فشار در رگ با گرفتگی 80 درصد قطر داخلی و خروجی تنگ شده نشان دهنده ناهمگونی فشار و سرعت با شدت زیاد در داخل رگ است که موجب می گردد در نواحی نزدیک گرفتگی مقادیر تنش برشی زیاد شود و جریان، دیواره رگ را تحت فشار قرار دهد.
    کلیدواژگان: سیال غیر نیوتنی، مدل کارو، تحلیل عددی، انسیس، سیال خون
  • اکبر جعفری*، علی ابول قندی، آرش قریبی صفحات 39-57
    رژیم جریان خروجی سیلوها تحت تاثیر متغیر های مختلفی از جمله ویژگی های هندسی آن، جنس و اندازه ذرات و تجهیزات تسهیل کننده جریان قرار دارد. در این تحقیق از روش المان گسسته جهت شبیه سازی و مطالعه اثر ارتعاشات ناشی از نصب ویبراتور بر جریان خروجی سیلوی حاوی مواد دانه ای استفاده شده است. جهت اطمینان به دقت محاسبات، آنالیز حساسیت به فاکتورهای حل عددی صورت پذیرفت. همچنین جهت اعتبار سنجی مقایسه هایی با نتایج تجربی و عددی موجود در مراجع انجام شده است. مشاهده شرایط واقعی نشان می دهد که وقتی دهانه سیلو به اندازه کافی بزرگ نیست سیلو دچار انسداد می شود. در این تحقیق با انجام تعدادی شبیه سازی آستانه اندازه دهانه که منجر به انسداد می شود تعیین گردید و به عنوان اندازه بحرانی نام گذاری شد. اندازه های بزرگتر و کوچکتر از آن به ترتیب غیربحرانی و فوق بحرانی معرفی شدند و مطالعات بر روی این سه حالت صورت پذیرفت. مطالعات عددی تحریک ارتعاشی دیواره سیلو به ازای فرکانس ها و دامنه های مختلف انجام شده است. بعلاوه، جهت پی بردن به تاثیر محل نصب ویبراتور، شبیه سازی های لازم انجام شد و بر اساس نتایج عددی، وقتی محل آن در محدوده 20% از ارتفاع پایین قیف تخلیه بوده بیشترین تاثیر را داشته است. به عنوان نمونه ای دیگر از نتایج، مشخص شد که با افزایش فرکانس ارتعاش میزان اثرگذاری ویبراتور تقویت می شود هر چند با افزایش دامنه ارتعاش تفاوت تاثیر فرکانس های مختلف کاهش می یاید. در رابطه با اثرگذاری هر کدام از متغیرهای مسیله علاوه بر توضیح نظری، به تفسیر و چرایی فیزیکی آنها نیز پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: سیلو، انسداد، مواد دانه ای، المان گسسته
  • صادق دستورانی*، رضا حسن زاده قاسمی صفحات 58-69
    در این مقاله رفتار مکانیکی DNA اریگامی مثلثی که دارای مشخصات ظاهری و عملکردی ویژه ای می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. DNA اریگامی مثلثی را می توان به عنوان یک نانو وسیله دارای چند درجه آزادی معرفی کرد. برای بررسی این موضوع، مدل سازی و شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام شده است و سپس به تحلیل عملکرد آن پرداخته می شود. اولین گام در شناخت یک نانو وسیله تحلیل ساختاری آن می باشد. در این گزارش تغییرات ساختاری نانو وسیله در اثر تغییر دما مورد بررسی قرار گرفته است نتایج نشان می دهد میزان تغییرات ساختاری تقریبا در 800 پیکو ثانیه به کمترین میزان خود رسیده است پس از طی این بازه زمانی می توان گفت DNA اریگامی مثلثی نسبتا به ثبات ساختاری رسیده است. رفتار مکانیکی DNA اریگامی به صورتی خواهد بود که آن را برای گرفتن حجم متفاوتی از محموله ها مناسب می کند. به عبارتی از آن می توان برای حمل نانو داروهایی با ابعاد متنوع استفاده کرد. در واقع پارامتری که در این نانو وسیله بسیار جالب توجه است، انعطاف پذیری بازوهای آن است. این انعطاف پذیری می تواند به طور شایسته ای برای حمل انواع مختلفی از محموله ها مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: رفتار مکانیکی، شبیه سازی دینامیک مولکولی، DNA اریگامی
  • کریم علی اکبری*، جعفر لنگری صفحات 70-82
    میل‏ بادامک ‏ها وظیفه کنترل زمان‏بندی سوپاپ‏های ورودی و خروجی در زمان مناسب در موتورهای احتراق داخلی را به عهده دارند. در این مطالعه تحلیل خرابی روی دو میل‎بادامک‏ در خودروی شش سیلندر ساخته‎شده از چدن خاکستری انجام گردید. شکست خرابی یک میل ‏بادامک پس از حدود 177 هزارکیلومتر و دیگری پس از حدود 208 هزارکیلومتر در بین بادامک 1 و 2 اتفاق افتاده بود. برای بررسی علت خرابی میل‏ بادامک ‏ها ابتدا یکسری آزمایشات شامل تعیین ترکیب شیمیایی، ریزساختار، سختی‏ سنجی و فرکتوگرافی انجام شد. مورفولوژی سطح شکست نشان داد که رشد ترک بین‎دانه‎ایی از ناحیه تمرکز تنش و همراه با علایم جغجغه ‏ایی بوده است. نتایج سختی‏ سنجی مقطع میل ‏بادامک حداکثر 155 سختی برینل اندازه‏ گیری شد در صورتی ‏که مقادیر متوسط سختی سطح مناطق تحت عملیات حرارتی حداقل حدود 480 برینل سختی پیشنهاد می‏ گردد. نتایج بررسی نشان داد که پدیده شروع ترک و نهایتا شکست بادامک می تواند بر اثر عواملی از قبیل اعمال بار بیش ازحد، سختی پایین و وجود ناخالصی در ناحیه تمرکز تنش میل‏بادامک باشد.
    کلیدواژگان: مهندسی خودرو، شکست میل&lrm، بادامک، ریزساختار، فرکتوگرافی، علت خرابی
  • مصطفی رجائی*، سید جمال حسینی پور، حامد جمشیدی اول صفحات 83-99
    آلیاژهای آلومینیوم کاربردهای زیاد، خواص ضد خوردگی و نسبت استحکام به وزن مناسبی دارند. فرآیند شکل دهی فلز داغ با دمش گاز جزو روش های نوین می باشد. در این مقاله، جهت بدست آوردن بیشترین درصد پرشدگی قالب و حداقل درصد نازک شدگی در ناحیه شکل دهی لوله های پله ای استوانه ای آلومینیومی آلیاژ 6063 از یک شیوه آماری بر پایه شبیه سازی اجزای محدود، استفاده شده است. ابتدا مدل دقیق اجزای محدود از فرآیند تهیه گردیده و صحت مدل ایجاد شده در قیاس با نتایج قطعه تجربی تایید شده است. سپس تحلیل رگرسیون رویه پاسخ، برای برازش یک سطح بر پاسخ های به دست آمده از آزمایشات به کار رفته است. عوامل موثرشامل دمای شکل دهی، فشار، نرخ فشار، تغذیه محوری و سرعت پانچ از روش سطح پاسخ به منظور استخراج مدل و یافتن بیشترین تاثیر مورد ارزیابی قرارگرفت. هریک از این فاکتورها در سه سطح در قالب طراحی آزمایشات طرح مرکب مرکزی مورد مطالعه قرار گرفته تا تاثیر پارامترها و بهترین شرایط شناسایی شود. برای مدل سازی روش سطح پاسخ از نرم افزار دیزاین اکسپرت و برای شبیه سازی از نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، نقطه بهینه به دست آمده برای هر دو ویژگی مورد مطالعه عبارت است از: درجه حرارت °C552، فشار bar 5/6، نرخ فشار bar/s 02/0، تغذیه محوری mm 7 و سرعت تغذیه mm/s 05/0 با درصد پرشدگی 2/91 و درصد نازک شدگی 37/10 بدست آمد. مدل ارایه شده برای پیش بینی مقادیر متغیرهای وابسته نتایج بسیار نزدیکی با یافته های تجربی بدست آمده داشت.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، شکل دهی فلز داغ با گاز، سطح پاسخ، لوله های پله ای
  • امید رمضانی ازغندی*، محمدعلی نوع پرست صفحات 100-112

    در این مقاله به کمک فعال کننده سطحی سدیم دودسیل سولفات، نانولوله کربنی در سیال پایه آب پایدار گردید. نانوسیال 01/0 وزنی تهیه شده (نانولوله کربنی چندجداره-آب) در مجاور سیال گرم آب دیونیزه، در تبادل گر گرمایی صفحه ای که دارای 13 صفحه است، قرار گرفت. جهت بررسی گروه های عاملی، تجزبه و تحلیل ساختاری و ریختشناسی نانوذره از طیف سنج پراش انرژی پرتوایکس، طیف سنج مادون قرمز فوریه، طیف سنج رامان و تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد. اثر تغییر دبی سیال گرم و نانوسیال، بر ضریب انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال به صورت آزمایشگاهی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج در محدوده جریان آرام نشان دادند که بیشتر شدن دبی سیال گرم باعث افزایش ضریب کلی انتقال حرارت (% 47/53) و کاهش افت فشار نانوسیال می گردد که هر دو نتیجه در مبحث انتقال حرارت مطلوب است. همچنین مشخص گردید که افزایش دبی نانوسیال باعث رشد % 4/43 ضریب کلی انتقال حرارت نانوسیال می گردد. برای مشخص شدن اثر نانوسیال بر عملکرد تبادل گر گرمایی نسبت به حالت بدون نانوسیال (آب-آب)، بررسی ها ادامه یافت و مشخص گردید افزایش دبی سیال گرم و سیال سرد به ترتیب باعث افزایش %9/22 و %3/17 می گردد که بیان کننده اثر مطلوب استفاده از نانولوله کربنی در دبی های زیاد است.

    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، فعال کننده سطحی، ضریب انتقال حرارت، تبادل گر حرارتی، بسترآزمایشگاهی
  • مبین غفاری شاد، مصطفی والی زاده اردلان، علی جوادی* صفحات 113-125

    پژوهش حاضر به بررسی ساختار یک راکتور گداخت هسته ای و اهمیت سیال هیدرودینامیک مغناطیسی پرداخته است. در راکتورهای گداخت هسته ای سیال توسط یک لایه جداکننده، از بدنه اصلی بلنکت فاصله می گیرد. ساختار جداکننده از دو جهت حایز اهمیت فراوان است. این ساختار در اولویت اول به عنوان عایق حرارتی عمل می کند. در اولویت دوم برای جداکننده برای تنظیم فشار و کاهش آن استفاده می شود. موضوعاتی که در این پژوهش برای بررسی انتخاب شده اند عبارتند از: تاثیر شدت میدان مغناطیسی، پروفیل و ابعاد سطح مقطع بلنکت، ضخامت دیواره ها، بر سرعت جریان و افت فشار و همچنین تعیین پروفیل تغییرات سرعت جریان تحت تاثیر شدت میدان مغناطیسی. نتایج به دست آمده نشان می دهند که سرعت ماکزیمم در بلنکت با سطح مقطع مستطیلی در میدان 1 تسلا، 11 درصد و در میدان 4 تسلا، 9 درصد بیشتر از بلنکت با سطح مقطع مربع است. همچنین افزایش شدت میدان مغناطیسی از 1 تسلا به 4 تسلا باعث افزایش 9 برابری افت فشار در بلنکت با سطح مقطع مربع و افزایش 11 برابری افت فشار در بلنکت با سطح مقطع مستطیل می شود.

    کلیدواژگان: مگنتوهیدرودینامیک، بلنکت، افت فشار، میدان مغناطیسی، مطالعه عددی، هم جوشی هسته ای
  • سعید وحیدی فر، سید حسن نبوی، مهدی ذاکری، محمدمهدی ناصریان*، امین حیدریان صفحات 126-137

    امروزه از سیستم های سرمایش مختلفی از جمله کولر آبی، اسپیلت، هواساز و غیره، جهت سرمایش ساختمان استفاده می شود که هر کدام از آنها دارای چندین مزیت و عیب می باشد. یکی از مهمترین ایراداتی که می توان برای بسیاری از سیستم های سرمایشی نام برد یکنواخت نبودن دما در فضاهای ساختمان می باشد. مهمترین بخش اتلاف حرارت ساختمان با محیط اطراف، از طریق پنجره ها می باشد. بر این اساس، در این پژوهش یک سیستم سرمایش جدید مبتنی بر سیکل تبرید تراکمی پیشنهاد شده و به صورت عددی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی آزمایشگاهی این سیستم در محیط کارگاه تهویه مطبوع و ارزیابی عددی آن در نرم افزار دیزاین بیلدر انجام گرفته است. بعلاوه، این سیستم با سیستم سرمایش اسپلیت مقایسه گردیده است. از مهمترین نتایج بدست آمده از این پژوهش، می توان به توزیع یکنواخت دمای محیط و کاهش مصرف انرژی در مقایسه با سیستم های معمول سرمایش اشاره نمود. در هنگام استفاده از سیستم کویل پنجره ای، تفاوت بیشینه و کمینه دما در بخش وسیعی از اتاق، کمتر از 1 درجه سلسیوس اندازه گیری شده است. حال آنکه در سیستم اسپلیت، با حرکت از سمت سقف اتاق به سمت کف، دما حدود 2 درجه سلسیوس تغییر می کرد. همچنین این سیستم، در مقایسه با سیستم سرمایش اسپلیت حدود 7/6 % انرژی کمتری مصرف نمود.

    کلیدواژگان: سیستم سرمایش ساختمان، سیستم کویل پنجره ای، سیستم اسپلیت، بررسی آزمایشگاهی، بررسی عددی، توزیع یکنواخت دما
  • سید امیر حسینی سبزواری*، مریم زارع صفحات 138-144
    در دهه ی اخیر با توجه به افزایش چشمگیر طبقه سالمندان در هرم سنی بیشتر کشور های جهان ربات های پوشیدنی با اهداف توان بخشی مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفته است. افتادن های ناگهانی به عنوان یکی از مهم ترین عوامل منجر به فوت در سالمندان شناخته می شود. در این مقاله تاثیر یک ربات پوشیدنی بر تعادل انسان به هنگام ایستادن و راه رفتن مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر این ربات ساده در کاهش متابولیسم بدن هنگام راه رفتن پیش تر مورد بررسی محققان قرار گرفته است. در این مقاله به بررسی تجربی اثر این ربات بر روی تعادل افراد پرداخته شده است. برای این منظور ربات مورد نظر طراحی و ساخته شد. سپس یک بانک داده به وسیله ی نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده، ایجاد گردید. جهت گرداوری این بانک داده نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده به وسیله 10 دانشجوی داوطلب مورد استفاده قرار گرفت. در این آزمایش ها تاثیر پارامتر های مایع گوش و بینایی بر روی تعادل افراد هنگام استفاده از این ربات، بررسی و آنالیز شد. یافته های حاصل شده از تاثیر پارامترهای مورد بررسی بر تعادل افراد حکایت می کند. مطابق نتایج آزمایش های صورت گرفته، استفاده از ربات فوق موجب بهبود عملکرد افراد در تعادل دینامیکی می شود، درصورتی که نتایج این تحقیق در تعادل استاتیکی تاثیر مشخصی را نشان نمی دهد.
    کلیدواژگان: ارتز پوشیدنی، تعادل، راه رفتن، ایستادن، افتادن ناگهانی
|
  • Bahman Rahmatinejad *, Farzin Azimpour Pages 7-19
    Nanoparticles are materials which have at least one of their dimensions (length, width, height) at the nano scale (among 1 and 100 nm). Nanofluids are obtained from the distribution of particles with nano dimensions in normal fluids. Common fluids such as water, oils and ethylene glycol, which are usually used in heat transfer, have limited ability in terms of thermal properties. The interesting properties of nanofluids (such as high heat transfer coefficient) and the great potential they show for increasing heat transfer have caused this group of fluids to be in the focus of researchers' attention in recent years. One of the key factors in optimizing the properties of these fluids is their stability. The gathering of particles and their agglomeration increases the possibility of sedimentation, reduces the stability of the suspension, and causes the loss of the properties of the suspension, such as thermal conductivity, viscosity, and increase in heat capacity. In this research, methods of increasing stability and inspection tools were investigated. The results showed that the simultaneous use of ultrasonic vibration and surface activating substances (surfactant) has a significant effect on the stability of nanofluid. And two methods of using DLS light scattering and ultraviolet-visible absorption spectrometry have been used by many researchers in their research in order to check stability.
    Keywords: Nanofluid, Nanoparticles, nanofluid stability, estimation of nanofluid stability
  • Naser Kordani *, Hasan Khodayari, Rasool Mohammadi Abokheili Pages 20-38
    Heart attack and stroke are the leading causes of death in the world. Often the main reason for this phenomenon is the clogging of arteries. This project aims is analyzing the flow in the artery-clogging effects. In the present study unsteady flow and flow also developed before is completely eroded. After parsing several different models, the Careau model for the simulation of non-Newtonian fluid in the blood is considered. The following research vessels of different sizes Eclipse model is analyzed. In the case where the output is narrowing the vessels have been strongly accelerating and up to 12% faster dilemma can be seen. However, the software cannot simulate tear, but the power of the threshold of bearing pressure on the wall tissue suggests that up to 50 percent of the eclipse diameter is tolerable. Pressure values in the vessels by flooded 80 percent of the inner diameter with Eclipse reflects the diversity of pressure and speed with high intensity within the veins that causes in areas near Eclipse values of shear stress to considerably increase the flow, vessel wall under pressure.
    Keywords: Non-Newtonian Fluid, CAREUA Model, Numerical analysis, Ansys, Blood
  • Akbar Jafari *, Ali Abolghandi, Arash Gharibi Pages 39-57
    Here, Discrete Element Method (DEM) has been used to study effects of vibration, created by a vibrator, on the outflow of silos. To ensure the simulations accuracy, sensitivity analysis was performed on the numerical solution factors. For validation, comparisons with the results available in the open literature have been made. Realistic conditions show that when the opening of the silo is not large enough, the silo becomes blocked. Here, by performing a number of simulations, the opening size threshold at which the silo becomes blocked was determined and named as the critical size. Numerical studies have been done for different values of the outlet size, vibration frequency and amplitude. Moreover, to find out effects of the vibrator location, relevant stimulations were conducted, and based on the obtained results, when its location was within 20% of the bottom height of the discharge funnel, it had the greatest effect. Furthermore, it was found that by increasing the vibration frequency, the impact of the vibrator increases however, the difference in the effects of different frequencies decreases with the increase of the vibration amplitude. In addition to the theoretical explanation, physical interpretation and reasoning has also been discussed.
    Keywords: Silo, blockage, Granular Material, DEM
  • Sadegh Dastorani *, Reza Hasanzadeh Ghasemi Pages 58-69
    In this article, the mechanical behavior of triangular origami DNA, which has a special appearance and functional characteristics, has been investigated. Triangular origami DNA can be introduced as a nanodevice with several degrees of freedom. To investigate this issue, molecular dynamics modeling and simulation have been done and then its performance is analyzed. The first step in knowing a nanodevice is its structural analysis. In this report, the structural changes of the nanodevice due to the change in temperature have been investigated. The results show that the amount of structural changes has reached its lowest level in approximately 800 picoseconds. After this period of time, it can be said that the triangular origami DNA has relatively reached structural stability. Is. The mechanical behavior of Origami DNA will be such that it is suitable for taking different volumes of cargo. In other words, it can be used to carry nano drugs with various dimensions. In fact, the most interesting parameter in this nanodevice is the flexibility of its arms. This flexibility can be properly used to carry different types of cargo.
    Keywords: Mechanical Behavior, Molecular Dynamics Simulation, Origami DNA
  • Karim Aliakbari *, Jafar Langari Pages 70-82
    The camshafts are responsible for controlling the timing of the intake and exhaust valves at the right time in internal combustion engines. In this study, failure analysis was performed on two camshafts in a six-cylinder car made of gray cast iron. One camshaft failure occurred after about 177,000 kilometers and the other after about 208,000 kilometers between cam 1 and 2. In order to investigate the cause of cam failure, first, a series of tests including determination of chemical composition, microstructure, hardness measurement, and fractography were performed. The morphology of the fracture surface showed that the growth of intergranular crack was from the zone of stress concentration and accompanied by ratchet marks. The hardness measurement results of the camshaft cross-section measured a maximum of 155 HB, while the average surface hardness values of the heat-treated surfaces are suggested to be at least 480 HB. The results of the investigation showed that the phenomenon of crack initiation and eventual failure of the cam can be caused by factors such as excessive load, low hardness, and the presence of impurities in the stress concentration zone of the camshaft.
    Keywords: Automotive engineering, Camshaft fracture, Microstructure, Fractography, Failure cause
  • Mostafa Rajaee *, Seyed Jamal Hosseini Poor, Hamed Jamshidi Aval Pages 83-99
    Aluminum alloys have good anti-corrosion properties and strength to weight ratio. In this paper, a statistical method based on finite element simulation was used to obtain the highest percentage of mold filling and the minimum percentage of thinning in the forming area. First, the finite element model is prepared and the accuracy is compared with the results of the experimental part. Effective factors including, temperature, pressure, pressure rate, axial feed and punch speed were evaluated by the response surface method in order to extract the model and find the maximum effect. Design Expert software was used to model the response surface methodology and Abacus finite element software was used to simulate it. According to the obtained results, the optimal points obtained for both characteristics are: temperature 552°C, pressure 6.5 bar, bar rate 0.02 bar/s, axial feed 7 mm and feed rate 0.05 mm /s with filling percentage 91.2 and a thinning percentage of 10.37 were obtained. The proposed model for predicting the values of variables had very close results with the experimental findings.
    Keywords: optimization, Hot Metal Gas Forming, Response Surface, stepped tubes
  • OMID Ramezani Azghandi *, MohammadAli Noparast Pages 100-112

    In this paper, the Carbon nanotube was stabilized in a water-based fluid by sodium dodecyl sulfate as a surfactant. Then, hot fluid (water) was in contact with the nanofluids (carbon nanotube -weight percentage of 0. 01) on both sides of the heat exchanger plate that has 13 plates. In order to investigate the functional groups and morphology of nanoparticles, obtained by FTIR, EDX, Raman analysis, Transmission, and Scanning electron microscopes images were used. The effect of the flow rate of hot fluid and nanofluid on the heat transfer coefficient and pressure drop was analyzed experimentally. The results in the range of laminar flow showed that the heat transfer coefficient increased by the flow rate of hot fluid and nanofluid rising (53.47% and 43.4%, respectively) and decreases the pressure drop of nanofluid, which are both positive effects. Determining the effect of nanofluid on the efficiency of the heat exchanger compared to the state without nanofluid (water-water), it was found that the increase in the flow rate of hot fluid and cold fluid causes an increase of 22.9% and 17.3%, respectively. It indicates the benefit of using carbon nanotubes in high stated flow rates.

    Keywords: Carbon Nanotube, Surfactant, Heat Transfer Coefficient, heat exchanger, laboratory set up
  • Mobin Ghafari Shad, Mostafa Valizadeh Ardalan, Ali Javadi * Pages 113-125

    The present study investigates the structure of a nuclear fusion reactor and the importance of magnetic hydrodynamic fluid. In reactors, the fluid is separated from the main body of the blanket by a separating layer. The separating structure is important in two ways. This structure primarily acts as a thermal insulator. The second priority is used for the separator to adjust the pressure and reduce it. The topics selected in this study are: the effect of magnetic field strength, profiles and dimensions of a blanket, wall thickness, flow velocity and pressure drop, as well as the profile of flow velocity changes due to magnetic field strength. The results show that the maximum velocity in blanket with rectangular cross section in 1T field is 11% and in 4T field is 9% faster than blanket with square cross section. Also, increasing the magnitude of the magnetic field from 1T to 4T causes a 9-fold increase in pressure drop in the blanket with a square cross-section and an 11-fold increase in the pressure drop in the blanket with a rectangular cross-section.

    Keywords: Magneto hydrodynamics, Blanket, Pressure drop, Magnetic field, Numerical Study, Nuclear fusion
  • Saeed Vahidifar, Seyyed Hasan Nabavi, Mahdi Zakeri, MohammadMahdi Naserian *, Amin Heydarian Pages 126-137

    Today, various cooling systems such as evaporative cooler, split, air conditioner etc., are used to cool the building, which have a number of advantages and disadvantages. One of the most important disadvantages that can be mentioned for many cooling systems is the non-uniform temperature distribution in the building zones. The most important part of the building's heat loss is through the windows. Accordingly, in this research, a new cooling system based on compression refrigeration cycle is proposed and examined numerically and experimentally. Experimental evaluation of this system was performed in the air conditioning workshop and its numerical evaluation was performed in Design Builder software. In addition this system was compared with split cooling system. Among the most important results obtained from this research, we can point out the uniform distribution of the indoor air temperature and the reduction of energy consumption compared to the convectional cooling systems. When using a window coil system, the difference between the maximum and minimum temperature in a large part of the room was less than 1 degree Celsius. In the split system, however, the temperature has changed by about 2 degrees Celsius by moving from the ceiling of the room to the floor. Moreover, energy consumption of the system was 6.7% lower than that of split cooling system.

    Keywords: Building cooling system, Window coil system, Split system, Experimental Evaluation, Numerical evaluation, Uniform temperature distribution
  • Seyed Amir Hoseini Sabzevari *, Maryam Zare Pages 138-144
    In recent decades, due to the significant increase in the elderly in the age pyramid of most of the country, wearable orthoses have received more attention with regard to rehabilitation. Sudden falls are one of the most important factors leading to death in the elderly. In this article, the impact of an orthosis on human balance while standing and walking has been investigated. The effect of this simple orthosis in reducing body metabolism while walking has been studied. In this article, the experimental effect of this orthosis on people's balance has been investigated. For this purpose, the desired orthosis was designed and manufactured. Then a data bank was created by the results of the experiments. To compile this data, the results of the experiments conducted by 10 volunteer students were used. In these tests, ear fluid and vision indicators were analyzed on the performance of people when using this orthosis. The findings of the studies are related to the study between people. According to the results of the tests, the use of the above orthosis improves the performance of people in the dynamic body, while the results of this research on static performance do not show any effect.
    Keywords: Wearable Orthosis, Balance, Walking, standing, sudden falls