فهرست مطالب

مهندسی مکانیک و ارتعاشات - سال ششم شماره 4 (پیاپی 21، زمستان 1394)

نشریه مهندسی مکانیک و ارتعاشات
سال ششم شماره 4 (پیاپی 21، زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/12/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مجتبی حسینی، امیرمحمد امیری، پیمان بیرانوند*، محمدحسین ناصری فرد صفحات 7-16

    برای اطمینان از ایمنی سازه ها و سرویس دهی آن ها برای اهداف مورد نظر، همه ی سازه ها، به خصوص سازه های مهم، به پایش و ارزیابی مداوم و منظم نیاز دارند. در این مقاله، با استفاده از روش تبدیل موجک به تشخیص آسیبهای موجود در صفحات با شرایط تکیه گاهی مختلف، پرداخته می شود. به همین منظور یک صفحه ی مربع شکل به ضلع یک متر در نظر گرفته شده است و شرایط تکیه گاهی مختلف برای ان در نظر گرفته شد. آسیب ها نیز به صورت ترکهایی مستطیلی شکل و به روش کاهش ضخامت مدل می شوند. برای هر حالت تکیه گاهی، ترکهایی با عمق های مختلف بررسی میشود. در نهایت، پاسخهای بدست آمده از تحلیل اجزاء محدود صفحه را با استفاده از تبدیل موجک گسسته ی دوبعدی، تحلیل کرده و کم عمق ترین ترک قابل شناسایی در هر حالت تکیه گاهی، بدست می آید. مشاهده میشود که این روش محل ترک ها را به صورت نقاط اوج و تغییرات ناگهانی در نمودار ضرایب موجک نشان می دهد و اینکه در حالت چهار طرف گیردار ترک هایی تا عمق نسبی یک درصد، در حالت سه طرف گیردار ترک هایی تا عمق نسبی سه درصد، در حالت چهار طرف مفصل ترک هایی تا عمق نسبی شش درصد و در حالت طره ای نیز ترک هایی تا عمق نسبی 30 درصد، قابل شناسایی هستند. مشاهده میشود که با افزایش گیرداری صفحه، توانایی روش مطرح شده در شناسایی ترک های ریز بیشتر میشود.

    کلیدواژگان: تشخیص آسیب، صفحه، تبدیل موجک، ترک
  • محمدجواد رضوانی*، روح الله رضایی صفحات 17-26

    در این مقاله، پاسخ دینامیکی تیر تیموشنکو با طول بینهایت تحت اثر بار متحرک نوسانی با استفاده از تیوری مرتبه اول برشی مطالعه می شود. تیر مورد نظر از جنس ماده مرکب ساخته شده و .روی بستر ویسکوالاستیک تعمیم یافته پسترنک قرار دارد. خصوصیات مکانیکی تیر در جهت ضخامت تغییر می کند ولی در جهت محور تیر ثابت فرض می شود. ابتدا با توجه به لایه گذاری ضربدری میدان جابجایی مناسب انتخاب می شود. سپس توسط اصل مینیمم کل انرژی پتانسیل معادلات دیفرانسیل حرکت استخراج گشته و با اعمال تبدیل فوریه مختلط نامتناهی حل می گردند. در این مطالعه، با استفاده از شبیه سازی عددی اثر پارامترهایی مختلف از قبیل سرعت بار متحرک، فرکانس بار متحرک، سفتی قایم بستر و ضریب ویسکوزیته بستر بر روی خیز تیر، نیروی برش و تنش برحسب فاصله از بار متحرک رسم شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سفتی قایم بستر، ضریب ویسکوزیته لایه برشی بستر و فرکانس بار متحرک باعث کاهش خیز، نیروی برش و تنش خمشی تیر می شود. همچنین، نتایج حاصل از تیوری مرتبه اول برشی با نتایج شبیه سازی عددی مقایسه شده و تطابق خوبی حاصل شده است. بنابراین شبیه سازی عددی می تواند پاسخ دینامیکی تیر کامپوزیت تحت بار متحرک را به خوبی بدست آورد.

    کلیدواژگان: تئوری مرتبه اول برشی، شبیه سازی عددی، تیر مرکب، بار متحرک نوسانی، بستر ویسکوالاستیک پسترنک
  • نادر رهبر*، هادی کارگر شریف آباد، علیرضا احمد پور صفحات 27-36

    مهم ترین قسمت موتور استرلینگ که نقش اساسی در افزایش راندمان آن دارد، بازیاب حرارتی است. بازیاب حرارتی یکی از قسمت های مهم سیکل استرلینگ می باشد که مدل سازی آن به دلیل تاثیرپذیری از پارامترهای مختلف بسیار پیچیده است. به لحاظ ساختار فیزیکی، بازیاب حرارتی از فولاد ضدزنگ به صورت ورقه های توری و یا میله های ضدزنگ فولادی روی هم چیده شده، ساخته می شوند. در طی نیمی از سیکل کاری موتور، بازیاب حرارتی مانند اسفنج حرارتی باعث جذب گرما از گاز عامل می شود. در نیمه دیگر سیکل، بازیاب، حرارت را به گاز عامل پس می دهد، بنابراین گرمای کمتری برای دفع در منطقه سرد موتور، وجود خواهد داشت و بدین صورت باعث افزایش راندمان موتور می شود. بنابراین استفاده از بازیاب در موتور استرلینگ باعث کم شدن اتلاف حرارتی و درنهایت افزایش راندمان موتور می شود. در این مقاله توسعه یک مدل مناسب ترمودینامیکی برای موتور استرلینگ نوع بتا، در محدوده بازیاب صورت گرفته است. این مدل، توانایی پیش بینی و بهینه سازی توان خروجی و پارامترهای عملکردی موتور استرلینگ را بر اساس شرایط فیزیکی و هندسی بازیاب، دارا می باشد. برای این منظور، حل عددی موتور استرلینگ نوع بتا با استفاده از مدل ایزوترم و آدیاباتیک صورت گرفته است. برای صحه گذاری نتایج به دست آمده، از مشخصات هندسی و عملکردی موتور استرلینگ ساخت شرکت جنرال موتورز استفاده شده و نتایج به دست آمده با مقادیر منتشرشده مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: موتور استرلینگ، بازیاب حرارتی، ایزوترم، مدلسازی عددی
  • رضا مزینانی*، جواد باعدی، مهدی مزینانی صفحات 37-42
    بشر امروزی با دو مشکل اساسی روبرو است؛ از یک طرف سوخت های فسیلی رو به اتمام اند و از طرف دیگر، این سوخت ها مشکلات زیست محیطی زیادی مانند آلودگی هوا و اثر گلخانه ای ایجاد می کنند. سلول خورشیدی بهترین گزینه برای جایگزینی سوخت فسیلی است. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار scaps شبیه سازی اولیه برای ساخت سلول خورشیدی مد نظر صورت گرفته است. تحقیقات نشان داد که دما و تابش دو عامل مهم و تاثیرگذار در عملکرد سلول خورشیدی می باشند. در این تحقیق به کمک شبیه سازی با نرم افزار به بررسی این تغییرات پرداختیم و همان طور که مشاهده خواهید کرد با تغییرات آن ها، میزان توان دریافتی از سلول نیز تغییر می کند، به طوری که در شرایط اقلیمی سبزوار بهترین دما برای بیشترین بازده سلول 300 کلوین می باشد این در شرایطی است که از قلع به عنوان لایه نازک با ضخامت 4 میکرومتر و اکسید روی به عنوان پنجره استفاده شده است. در پایان نیز ایده های محقق برای افزایش بازده سلول خورشیدی بیان شده است.
    کلیدواژگان: اسکپس، سلول خورشیدی، انرژی های نو، فتوولتائیک، سوخت های فسیلی
  • محمد صائمیان، عبدالله خالصی دوست*، نادر رهبر صفحات 43-50
    امروزه روش های گوناگونی برای حفظ منابع انرژی و بهینه سازی مصرف حامل های انرژی در صنایع وجود دارد و بازیافت انرژی به عنوان یکی از اصلی ترین عوامل برای شکل گیری و پیشرفت جوامع صنعتی شناخته شده است. با توجه به کاهش رشد سوخت های فسیلی، افزایش قیمت روزافزون آن ها، نیاز جوامع به انرژی، پدیده ترموالکتریک رونق گرفته و در بازیافت حرارت اتلافی در قسمت های مختلف از جمله بدن انسان قابل استفاده می باشد. بخش های مختلفی از بدن دارای درجه حرارت های متفاوت می باشند، یک میانگین که عمدتا در مورد دمای اصلی بدن پذیرفته شده حدود 5/37 درجه سانتی گراد است، اما دمای میانگین پوست بدن حدود 32 درجه سانتی گراد می باشد. از آن جایی که درجه حرارت پوست بدن نسبت به دمای محیط دارای اختلاف دما می باشد، از انرژی حرارتی موجود در پوست بدن می توان برای تولید توان الکتریکی با استفاده از دستگاه بازیافت حرارتی استفاده نمود. تولید توان الکتریکی در شرایطی است که دمای بین سطح پوست بدن و محیط از اختلاف کمی برخوردار می باشد، اما از طریق بهینه سازی هیتسینک دستگاه بازیافت می توان ولتاژ خروجی را بهبود بخشید. از مزایای فناوری ترموالکتریک می توان به پاک و بی صدا بودن، عدم وجود قطعات مکانیکی، تعمیر ساده، وزن کم و عمر بالا که نزدیک به صد هزار ساعت می باشد، اشاره نمود. هدف از این تحقیق بررسی و امکان سنجی استفاده از مدول های ترموالکتریک برای تولید قدرت از حرارت خروجی پوست انسان می باشد. نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهند که هرچه اختلاف دمای دو سر ترموالکتریک بیشتر شود توان الکتریکی افزایش خواهد یافت.
    کلیدواژگان: دستگاه بازیافت انرژی، فناوری ترموالکتریک، هیتسینک حرارتی، اختلاف دما
  • میثم اسدی، سیف الله سعدالدین* صفحات 51-55
    در پژوهش حاضر به بررسی کاربرد های نانوسیالات در صنایع مختلف پرداخته شده است. نانوسیالات دسته جدیدی از سیالات هستند که با پراکنده کردن نانوذرات (کمتر از 100 نانومتر) در یک سیال ایجاد می شوند. این سیالات دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری نسبت به سیالات رایج انتقال دهنده ی حرارت هستند. امروزه با توجه به رشد روز افزون کاربرد نانوسیالات در سیستم های حرارتی، روغن موتور ها، روان کننده ها، و سایر فناوری ها، این دسته از سیالات به شدت در کانون توجه محققان قرار گرفته اند. در این پژوهش کاربرد نانوسیال در مبدل های حرارتی، لوله حرارتی نوسانی، چیلرها، گرمایش خورشیدی آب، ماشینکاری، خنک کاری موتور خودروها، خنک کاری قطعات الکترونیکی و خنک کاری راکتورهای هسته ای مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که نانوسیالات دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری نسبت به سایر سیالات متداول هستند.
    کلیدواژگان: نانوسیال، کابرد در مهندسی، کاربرد در صنایع، هدایت حرارتی
  • آرش صباغی* صفحات 56-62
    فرآیند تست 50% کل هزینه توسعه نرم افزار را شامل می شود. به منظور تست نرم افزار، باید مجموعه ای از داده های تست ایجاد شوند که تولید این مجموعه، کاری بسیار زمانبر بوده و تاثیر مستقیمی بر هزینه فرآیند تست خواهد داشت. بدون خودکارسازی، این فرآیند، کند، پرهزینه و همراه با خطا خواهد بود. در این مقاله روش جدیدی به منظور تولید داده های تست بر مبنای الگوریتمهای تصادفی با ترکیب روش های ایستا و پویا ارایه شده است. روش پیشنهادی با بهره برداری از ماهیت ساده تست تصادفی و همچنین استفاده از اطلاعاتی که می توان از کد منبع برنامه بدست آورد به تولید داده های تست پرداخته و کارایی تست تصادفی را افزایش می دهد. نتایج بدست آمده حاکی از افزایش سرعت تولید و همچنین کیفیت مجموعه تست می باشد.
    کلیدواژگان: تست نرم افزار، تست تصادفی، تولید داده های تست
|
  • Mojtaba Hosseini*, Amir Mohammad Amiri, Peyman Beiranvand, M.H. Naseri Fard Pages 7-16

    To ensure the safety of structures and their serviceability for the sightly purposes, all structures, especially important structures, needs continuous and regular evaluation and monitoring. For this reason, methods for monitoring and damages detection in structures, has emerged. In this article, using wavelet transform method, damages detection in plates with different supporting conditions, is discussed. For this reason, a squre plate with one meter side is considered and supposes its support conditions as four fixed sides, four bearing sides, three fixed sides and cantilever. Damages modeled by rectangular cracks with thickness reduction method. For each supporting state, cracks with different depth checked. Finally, obtained responses from plate finite element analysis, using two-dimensional discrete wavelet transform, analyze and detectable most shallow crack, at any supporting state, is obtained. It can be seen that, this method shows the crack locations by peak points and abrupt changes in wavelet coefficient graph, and that in four fixed sides state, cracks down to one percent relative depth, in three fixed sides state, cracks down to three percent relative depth, in four bearing sides state, cracks down to six percent relative depth and in cantilever state, cracks down to 30 percent relative depth, are detectable. It can be seen that, by increasing the plate fixity, ability of the proposed method to detect tiny cracks will further. The obtained results are useful for design and evaluation of plate form structures and prevent the formation and progression of tiny cracks.

    Keywords: Damage Detection, Plate, Wavelet Transform, Crack
  • Mohamad Javad Rezvani *, Roholah Rezaie Pages 17-26

    In this paper, dynamic response of an infinite Timoshenko beam subjected to a harmonic moving load based on the first order shear deformation theory (FSDT) is studied. The beam made of a symmetric laminated composite that is located on a generalized Pasternak viscoelastic foundation. It is assumed that the mechanical properties of the beam change in the direction of the beam thickness but remain constant in the axial direction. By selection of an appropriate displacement field for the composite beam, and using the principle of total minimum potential energy, the governing partial differential equations of motion are obtained and solved through a complex infinite Fourier transformation method. In this study, by using numerical simulation, the effects of stiffness, damping and shear layer viscosity coefficient of foundation, velocity and frequency of the moving load over the beam response are studied. Then, the numerical simulation results for deflection, shear force and bending stress are abtained. The results show that, when the normal stiffness, shear layer viscosity coefficient, velocity and frequency of the moving load increases, the deflection, shear force and bending stress of the composite beam decreases. The results obtained from the FSDT are compared with the results of a finite element and good agreement is found. Therefore, the dynamic responses of the composite beam under moving load can be found with high accuracy by using the finite element method.

    Keywords: FSDT, Numerical simulation, Composite beam, Harmonic moving load, Pasternak viscoelastic foundation
  • Nader Rahbar *, Hadi Kargar Sharifabad, Ali-Reza Ahmadpoor Pages 27-36

    The most important part of the Stirling engine that has an important role in improving efficiency, heat recovery. Stirling cycle heat recovery is one of the important parts of that model because of the influence of various parameters is very complex. In terms of physical structure, heat recovery from stainless steel sheet, stainless steel net or stacked bars, are made. Over half of the engine cycle, heat recovery heat like a sponge to absorb the heat of the operating gas. In the other half cycle, recovery of heat after the gas, so less heat to ward off the cold the engine, there will be a way to increase engine efficiency. Therefore, the recovery Stirling engine reduces heat loss and thus increasing the engine's efficiency. The development of an appropriate thermodynamic model for beta type Stirling engine, has been the recovery area. This model, predict and optimize power output and performance parameters based on the physical conditions and geometric Stirling engine regenerator requirements. For this purpose, the numerical solution of beta type Stirling engine uses isothermal and adiabatic model is done. To validate the results, the geometric and functional Stirling engine manufactured by General Motors used and the results were compared with published values.

    Keywords: Stirling engine, Degenerator, Isotherm, Mathematical Modeling
  • Reza Mazinani *, Javad Baedi, Mahdi Mazinani Pages 37-42
    Modern man is facing two major problems; On the one hand, fossil fuels are running out and the other side, these fuels environmental problems such as air pollution and the greenhouse effect, making them much. Solar cell is the best choice to replace fossil fuels. In this study, using the software scaps Initial simulation for solar cells has been considered. The investigation revealed that for best performance, Should be as thin with a thickness of 4 µm tin And zinc oxide used as window that if we can keep constant temperature of the solar cell at 300 K have the highest efficiency.
    Keywords: scaps, solar cell, New energies, tin, Fossil Fuels
  • Mohammad Saemian, Abdollah Khalesi Doost *, Nader Rahbar Pages 43-50
    The various methods for energy conservation and energy efficiency in industry, and renewable energy as one of the main factors for the formation and development of industrial societies known. Due to the reduction of fossil fuels, their growing need for communities to energy price increases, the phenomenon of thermoelectric waste heat recovery and recycling in various parts of the human body can be used. Different parts of the body have different temperature, an average temperature of the body is mainly about 37.5 ° C is accepted, but an average temperature of about 32° C is the skin. Since the temperature of the skin over the ambient temperature is the temperature difference, the thermal energy contained in the skin can be used to generate electric power using heat recovery can be used. Electric power generation in the absence of the temperature difference between the body and the environment is poor, but through optimization heat sink recycling device can be improved output voltage The advantages of thermoelectric technology can be clean and quiet, the lack of mechanical parts, simple maintenance, low weight and long life that is nearly 100 thousand hours mentioned. The aim of this study was to investigate the feasibility of thermoelectric modules to produce power from heat output is human skin. The results of the modeling show that the temperature difference across the thermoelectric more electrical power will increase.
    Keywords: Energy recovery mashine, thermoelectric technology, thermal hest sink, temperature difference
  • Meisam Asadi, Seyfolah Saedodin * Pages 51-55
    The aim of the present study is to investigate the applications of nanofluids in various industrial and engineering applications. Nanofluids are new types of fluids produced by dispersing Nano-particles in a base fluid. Nowadays, regarding the fact that the applications of nanofluids in thermal systems, motor oils, lubricants and so forth are flourishing and booming day by day, these fluids have been strongly in the spotlight of researchers. In this study, the applications of nanofluids in heat exchangers, chillers, machining, solar water heating, engine cooling, cooling of electronic components, oscillating heat pipe, and cooling nuclear reactors have been investigated. The results showed that nanofluids possess grater thermal conductivity compared with those of conventional fluids.
    Keywords: Nanofluid, engineering Application, industrial application, Thermal conductivity
  • Arash Sabbaghi * Pages 56-62
    Testing activities takes 50% of overall cost of software development process. In order to perform software testing, a set of test cases should be generated. Generating this set is so time consuming and have a direct impact on the cost of software testing. Without automation, this process is slow, expensive and error prone. In this paper, a new approach in order to generate test cases based on random testing by combining static and dynamic information is proposed. The proposed approach generates test cases by utilizing the simple nature of random testing and also using the information which can be gained by the source code that leads to improve in the performance of random testing. The experimental results indicate an increase in the test case generation speed and also quality of test suite.
    Keywords: Software Testing, Random Testing, Test Case Generation