فهرست مطالب
نشریه یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
سال دوم شماره 3 (پاییز 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/09/01
- تعداد عناوین: 6
-
صفحات 1-9با وجود کارایی مناسبی که روش المان محدود مرسوم در حل مسایل مهندسی دارد، این روش با محدویت هایی مثل ضعف در مدل سازی دقیق شکل های هندسی، مرتبه پیوستگی پایین بین المان ها و صرف هزینه های محاسباتی بالا در سازه های بزرگ و پیچیده مواجه است. بنابراین استفاده از تکنیک های جایگزین که بتواند ضعف های بیان شده را برطرف نماید منظقی به منظر می رسد. بدین منظور یکی از روش های مورد توجه، روش هم هندسی بر پایه توابع نربز می باشد. در پژوهش حاضر رفتار استاتیکی و ارتعاشات آزاد قطاع پوسته کروی مرکب چندلایه ساخته شده با پارچه الیاف تک جهته، به کمک روش هم هندسی مورد بررسی گرفته است. بدین منظور معادلات حاکم با استفاده از تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و به کمک اصل حداقل انرژی پتانسیل به دست آمده است. با اعمال مدل ساختاری، به کار گیری روش هم هندسی و حل معادلات مربوطه، نتایج رفتار پوسته کروی مرکب با و بدون در نظر گرفتن اثرات غیرخطی هندسی تحت بار استاتیکی و هم چنین فرکانس های طبیعی سازه استخراج شده است. به منظور اعتبار سنجی شبیه سازی های انجام شده، رفتار استاتیکی و فرکانس طبیعی دست آمده از مدل ارایه شده در شرایط مختلف، با نتایج حاصل از روش المان محدود مرسوم و آزمون های تجربی مقایسه شده که نشان می دهد به کارگیری این روش در تحلیل پوسته های کروی، علاوه بر داشتن دقت مناسب، موجب کاهش قابل ملاحظه درجات آزادی مورد نیاز و هزینه های محاسباتی می شود.کلیدواژگان: پوسته کروی، المان محدود، هم هندسی، توابع نربز، فرکانس طبیعی
-
صفحات 10-19شکست های ناگهانی در سازه ها یکی از نتایج وجود عیوب در قطعات است که آسیب های فراوان اقتصادی و جانی را منجر شده است. از آنجا که ایجاد و رشد ترک ها می تواند منجر به شکست در قطعات گردد لذا محققین بسیاری به بررسی روش هایی جهت تشخیص وجود ترک در سازه نموده اند. با توجه به کاربرد گسترده لوله ها در صنایع مختلف، بازرسی لوله ها یکی از مسایل بسیار مهم در صنعت است. هدف از انجام این پژوهش، ارایه روشی جهت تشخیص ترک (عمق و مکان ترک) در لوله های تحت فشار به کمک تحلیل مودال می باشد. در این جا از روش کوادراتور دیفرانسیلی به منظور حل مسیله استفاده شده است. به این منظور ابتدا با محاسبه فرکانس های طبیعی ارتعاشات سازه معیوب، تاثیر خصوصیات ترک بر ارتعاشات سازه مورد بررسی قرار گرفته و پس از آن با استفاده از الگوریتم بهینه سازی شاهین هریس، به جستجوی محل و عمق ترک با استفاده از فرکانس های ارتعاشات لوله پرداخته می شود. بررسی نتایج بدست آمده برای لوله های ترک دار تحت فشار سیال موید صحت و دقت مناسب روش ارایه شده برای حل مستقیم و معکوس می باشد.کلیدواژگان: ترک، فرکانسهای طبیعی، لوله تحت فشار، الگوریتم شاهین هریس
-
صفحات 20-33در این تحقیق به بررسی علل ارتعاشات بیش از حد مجاز فن های هوایی سیستم خنک کننده کمپرسورهای تزریق گاز ی پرداخته شد. با بررسی طیف ارتعاشی سازه مشخص گردید، فرکانس غالب مربوط به یک برابر دور الکتروموتور می باشد و با بررسی عوامل ایجاد کننده آن، عامل اصلی ارتعاشات، نزدیک بودن فرکانس طبیعی به فرکانس یک برابر دور الکتروموتور شناسایی شد. بیشترین مقدار ارتعاشات بر اساس سوابق اندازه گیری مربوط به فن C به میزان mm/s RMS 96/36 بود. سپس با استفاده از اندازه گیری ارتعاشات سازه و انجام آنالیز تغییر شکل و مودال حین کارکرد و استفاده از نرم افزارهای مربوطه فرکانس های طبیعی سازه استخراج گردید و با استفاده از نرم افزار و روش اجزاء محدود، مدل هندسی سازه فن ترسیم و نزدیکترین مدل به شرایط واقعی شبیه سازی گردید. با مقایسه فرکانس های طبیعی سازه در مدلسازی هندسی و روش تجربی از صحت مدلسازی اطمینان حاصل گردید. به منظور اصلاح سازه و کاهش ارتعاشات، کم هزینه ترین روش اصلاح با افزایش سختی سازه از طریق جوشکاری بخشی از سازه در مدل نرم افزاری اعمال و با توجه به مثبت بودن نتایج، اصلاحات مد نظر بصورت عملی بر روی سازه فن های هوایی اعمال گردید. اصلاحیه عملی منجر به تغییر دومین فرکانس طبیعی از 53/24 هرتز به 22/28 هرتز و ایجاد فاصله مطمین از فرکانس تحریک گردید. اصلاحیه مذکور منجر به کاهش مقدار ارتعاشات از mm/s RMS 96/36 به mm/s RMS 87/3 گردید و طبق استاندارد ISO 14694 در محدوده قابل قبول قرار گرفت.کلیدواژگان: فن هوایی، فرکانس یک برابر دور، آنالیز تغییر شکل، آنالیز مودال حین کارکرد، فرکانس های طبیعی
-
صفحات 34-42پیش بینی دقیق از عمر مفید باقیمانده تجهیزات مکانیکی، برای تعمیرات و نگهداری وسایل ضروری است. تاکنون الگوریتم های داده محور زیادی ارایه شده است و نتایج خوبی در زمینه عیب یابی پیشگویانه حاصل شده است. در این مقاله با استفاده از الگوریتم فرا ابتکاری، بهینه سازی پارامترهای مربوطه انجام می شود، به طوری که از پنجره زمانی متحرک به همراه مدل ریاضی استفاده می شود. تنظیم پارامترهای مرتبط با داده ها در چارچوب بهینه سازی، اجازه استفاده از مدل های ساده مثل شبکه های عصبی با تعداد کمی لایه پنهان و تعداد کمی نورون در هر لایه را می دهد که در محیط هایی با منابع محدود نظیر سیستم های تعبیه شده قابل استفاده هستند. برای ارزیابی کارایی روش ارایه شده پیشنهادی، از شاخص امتیازدهی ریشه میانگین مربعات خطا و امتیاز سلامت عمر مفید استفاده شده است. بدین منظور مجموعه داده های تصادفی در نظر گرفته شده است که نتایج آن عمومیت و خاصیت مقیاس پذیری آن را نشان می دهد. با وجود استفاده از رگرسورها و الگوریتم های تکاملی خاص در این مطالعه، ترکیب های زیاد دیگری نیز امکان پذیر است و ممکن است برای کاربردهای متفاوت مناسب تر باشند. به علاوه این چارچوب عملا برای ساخت مدل، یعنی ایجاد بهترین معماری شبکه عصبی ممکن متناسب با یک کاربرد خاص، قابل استفاده است.کلیدواژگان: شبکه های عصبی مصنوعی، پنجره زمانی متحرک، تخمین عمر مفید، الگوریتم های تکاملی
-
صفحات 43-50در این پژوهش به تحلیل و بررسی انرژی یک سیستم تولید همزمان سرمایش و گرمایش، برای یک ساختمان اداری با استفاده از انرژی خورشید در دو اقلیم متفاوت شامل شهرهای تبریز و زاهدان پرداخته شده است. به همین منظور ابتدا یک ساختمان نمونه اداری با ابعاد 7/112m2 در نرم افزار Hap 4.9 شبیه سازی شده و تغییرات انرژی مورد نیاز برای سرمایش و گرمایش در طول کل سال بیان می گردد. سپس جهت تامین نیاز انرژی ساختمان مورد بررسی در شهرهای مذکور به بررسی عملکرد گرمایش و سرمایش یک سیستم آزمایشگاهی موجود در پژوهشگاه وزارت نیرو مستقر در شهر تهران، با تغییرات مورد نیاز برای ساختمان و اقلیم های مورد نظر پرداخته شده است. همچنین شایان ذکر است که برای شبیه سازی سیستم از نرم افزار شبیه سازی TRNSYS 16 استفاده شده و خروجی های سالانه سیستم برای هر دو اقلیم مذکور ارایه گشته است تا ارزیابی کارکرد سیستم سرمایش و گرمایش بیان گردد.کلیدواژگان: سیستم های تولید همزمان، ساختمان، اقلیم
-
صفحات 51-61
تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه بهبود عملکرد دریافت کننده های نیروگاه برج خورشیدی صورت گرفته است. بیشتر این مطالعات، در زمینه تغییر چیدمان آیینه های هلیوستات، انتخاب انواع مختلف سیال به عنوان حامل انرژی گرمایی و تغییر ساختار دریافت کننده می باشد، درحالی که در زمینه تغییر میدان جریان در لوله های دریافت کننده، تحقیقات محدودی صورت گرفته است. در این تحقیق، به بررسی پژوهش های انجام شده جهت شناسایی انواع روش های موثر برای کاهش گرادیان شار حرارتی متغیر و توزیع دمای غیر یکنواخت با استفاده از المان هایی از قبیل بافل ها، کویل ها و نوارهای پیچ خورده درون لوله های دریافت کننده حفره ای برج خورشیدی برای تغییر میدان جریان پرداخته شده است. این المان ها با تغییر رژیم جریان از حالت آرام به جریان آشفته باعث اختلاط بهتر جریان، وکاهش ضخامت لایه مرزی شده که افزایش نرخ انتقال حرارت جابجایی درون لوله دریافت کننده خورشیدی را بهبود می بخشند.
کلیدواژگان: نیروگاه برج خورشیدی، دریافت کننده حفره ای، لوله های دریافت کننده، انتقال حرارت
-
Pages 10-19Sudden failure in structures is one of the results of the presence of defects in parts, which have led to many economic and human damages. Since the creation and growth of cracks can lead to component failure, many researchers have investigated methods to detect the presence of cracks in the structure. Due to the widespread use of pipes in various industries, inspection of pipes is one of the most important issues in the industry. The purpose of this research is to provide a method for crack detection (investigating crack depth and location) in pressurized pipes using modal analysis and differential quadrature method. For this purpose, first calculating the natural frequencies of the vibrations of the defective pipe, the effect of the characteristics of the crack on the vibrations of the structure is investigated, then using the Harris hawk optimization method, the location and depth of the crack is calculated using the frequencies of the cracked pipe vibrations. Examining the results obtained for cracked pipes under fluid pressure confirms the correctness and accuracy of the presented method for direct and inverse solution.Keywords: Crack, Natural Frequencies, Pressurized pipe, Harris hawk
-
Pages 34-42An accurate prediction of the remaining useful life of the equipment is necessary for use, repairs and maintenance. Useful life prediction has been widely used, while the data obtained from it is not functional in different conditions. Many data-driven algorithms have been proposed and good results have been obtained in the field of predictive troubleshooting. Therefore, in this article, the relevant parameters are optimized using the meta-heuristic algorithm, so that the moving time window is used along with the mathematical model. Setting parameters related to data in the optimization framework allows the use of simple models such as neural networks with a small number of hidden layers and a small number of neurons in each layer, which can be used in environments with limited resources such as embedded systems. To evaluate the effectiveness of the proposed method, the root mean square error scoring index and useful life health score have been used. For this purpose, a random data set has been considered and the results show the acceptability of the method.Keywords: Artificial Neural Networks, moving time window, useful life estimation, evolutionary algorithms
-
Pages 43-50In this research, energy analysis of a cogeneration cooling and heating systems using solar energy for an office building for two various climates, namely Tabriz and Zahedan was presented. For this purpose, first, on office building measuring 112.7m2 was simulated in Hap4.9 software and required cooling and heating demand was calculated throughout a year. Afterwards, in order to meet the building energy requirement in the aforementioned regions, heating and cooling performance of an experimental apparatus, located in Niroo Research Institute in Tehran, was investigated with regarded alterations. TRNSYS 16 software was applied to simulate the system and the annual outputs for the climates were presented to evaluate the system.Keywords: Cogeneration systems, Buildings, Climates
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.