فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 23 (زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد رضایی پژند، سید رضا سرافرازی، یاسر صادقی صفحه 1
    سخن درباره ی تحلیل صفحه ی خمشی با روش اجزای محدود می باشد. با وجود نوآوری های علمی فراوان که تاکنون به دست آمده است، پیشرفت پژوهشی جدید در این زمینه کاری بسیار دشوار می باشد. با این حال، سه جزء نوی مثلثی برای تحلیل صفحه ی خمشی در این مقاله رابطه سازی می شود. آزمون های وصله ی یک و چند جزئی برای جزء های پیشنهادی به کار می رود. همچنین، با برنامه ی رایانه ای نویسندگان، مساله های گوناگونی با این جزء ها تحلیل خواهد شد. افزون بر این ها، پاسخ های سه جزء پیشنهادی با نتیجه های پژوهشگران دیگر و نیز جواب های دقیق مقایسه می گردد. یافته های این مقاله آشکار می کند که جزء های جدید توانایی رسیدن به پاسخ دقیق را به خوبی دارند. باید افزود، یکی از سه جزء پیشنهادی دارای بهترین روند همگرایی است.
    کلیدواژگان: صفحه ی خمشی، همگرایی، تابع های شکل، ماتریس کرنش، ماتریس سختی، آزمون وصله، نقطه ی گوس
  • علی اصغر اروجی، سارا حیدری صفحه 19
    این مقاله طرح جدیدی برای ساختار ترانزیستورهایSOI-MOSFET به عنوان راهکاری مناسب برای کاهش اثرات مخرب پدیده خودگرمایی ارائه می دهد. ایده اصلی در ارائه این ساختار نوین٬ استفاده ازماده Si3N4 می باشد که دارای هدایت گرمائی بالاتری نسبت به اکسید سیلیسیم است. همچنین به کمک شبیه سازی دو بعدی٬ عملکرد این ساختار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که ساختار SOI-MOSFET چند لایه ای می تواند نقش بسزایی در انتقال گرما به لایه های زیرین لایه مدفون داشته و از افزایش گرما در کانال جلوگیری نماید.
    کلیدواژگان: ترانزیستور اثر میدان، سیلیسیم روی عایق، خود گرمایی
  • حسین امیرآبادی، جواد عاشوری، فرشید جعفریان صفحه 25
    در این پژوهش، روش شبکه عصبی- الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی صافی سطح در برشکاری شیشه توسط فرآیند برشکاری جت آب همراه با ذرات ساینده پیشنهاد شده است. از شبکه عصبی مصنوعی برای مدل سازی و پیش بینی زبری سطح با توجه به پارامترهای فرآیند شامل فشار جت آب، سرعت پیشروی، نرخ ریزش ذرات ساینده و فاصله نازل تا سطح قطعه کار استفاده شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل شبکه عصبی با نتایج به دست آمده از آزمایشهای انجام گرفته نشان می دهد که مدل شبکه عصبی دقت بالایی برای پیشبینی زبری سطح دارد. سپس از الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی مدل پیشنهادی مذکور استفاده و شرایط بهینه به دست آمده برای کمترین زبری سطح برش خورده در برشکاری شیشه توسط فرآیند جت آب همراه با ذرات ساینده با استفاده از روش شبکه عصبی- الگوریتم ژنتیک ارایه شده است. نتایج به دست آمده از این روش نشان می دهد که روش شبکه عصبی- الگوریتم ژنتیک یک راه حل مناسب برای بهینه سازی فرآیند برشکاری جت آب همراه با ذرات ساینده است.
    کلیدواژگان: برشکاری جت آب همراه با ذرات ساینده، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک
  • علی خیرالدین، نازنین کاشیها * صفحه 37

    اخیرا استفاده از دالهای بتنی مسلح پس کشیده بطور گسترده ای در ساختمانهای اداری یا تجاری چند طبقه، پارکینگها، ساختمانهای مسکونی، محل کار و بیمارستانها بویژه در محلهایی که نیاز به دهانه های بزرگ دارند، رایج شده است. از مزایای اصلی این نوع دالها، آن است که پس کشیدگی از طریق کاهش ضخامت دال و کنترل تغییر شکلها سبب کاهش ارتفاع برای هر طبقه و رساندن ارتفاع ساختمان تا کمترین حد ممکن، دهانه های بزرگتر، ترکهای کمتر، کاهش لطمات نفوذپذیری، سبک شدن دال و بیشترین انعطاف پذیری برای توزیع افقی تاسیسات می شود. تکنولوژی سازه ای خاصی که دالهای پس کشیده را ایجاد می کند، زمان ساخت سازه را تا حد زیادی کاهش می دهد، لذا ساخت دال پیش تنیده روشی بسیار اقتصادی می باشد. بزرگترین عیب این سیستم، آن است که با افزایش دهانه، نیروی برشی نیز افزایش می یابد و دال پس کشیده در معرض خطر گسیختگی ترد برش پانچ در محل اتصال دال پس کشیده به ستون ناشی از انتقال برش و لنگر نامتعادل می باشد. در این مقاله، ابتدا جهت اطمینان از صحت نتایج حل عددی، یک نمونه واقعی آزمایشگاهی دال پس کشیده در نرم افزار المان محدود ANSYS مدل سازی شده و مدل تحلیلی حاصل به کمک نتایج آزمایشگاهی کالیبره گردیده است. در این میان سه مدل رفتاری متفاوت (ویلیام- وارنک، فون- مایسز و دراکر- پراگر) برای مصالح بتن مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از کالیبراسیون، مطالعات گسترده ای روی مکانیزم گسیختگی برش پانچ، عوامل بنیادی ایجاد کننده گسیختگی، الگوهای ترک خوردگی و حالات تنش و کرنش در حد نهایی انجام شده است. در ادامه، اهمیت و تاثیر پارامترهای مختلف از جمله تاثیر میزان پیش تنیدگی، مقاومت فشاری بتن، مقاومت تسلیم آرماتورها و ضخامت دال بر رفتار دال پس کشیده که مطالعه آنها در برنامه های آزمایشگاهی مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار است، طی یک مجموعه مطالعات پارامتریک مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: دال بتنی پس کشیده، اتصال، برش پانچ، روش المان محدود
  • سید امین مصطفویان، محمدرضا داودی، جواد واثقی امیری صفحه 61
    بدلیل عدم قطعیتهای متعدد در زمان ساخت، نصب و برپایی شبکه های دو لایه ساخته شده با سیستم اتصالی گویسان، رفتار این اتصالات در سازه با رفتار آنها وقتی بصورت جداگانه مورد مطالعه قرار می گیرند، متفاوت است. در کار حاضر رفتار یک نمونه سیستم اتصال گویسان در شرایط واقعی عملکرد آن در یک شبکه دو لایه به روش حل مسئله معکوس تعیین شده است. برای این منظور یک شبکه دو لایه با سیستم اتصال گویسان در مقیاس واقعی ساخته شد. این شبکه در شرایط تکیه گاهی آزاد تحت آزمایش مودال قرار گرفت و توابع پاسخ فرکانسی (FRF) آن در درجات آزادی مناسب اندازه گیری گردید. فرکانسهای هشت مود اول سازه از توابع پاسخ فرکانسی آن بدست آمد. برای شبیه سازی رفتار اتصال در مدل اجزای محدود شبکه، از یک المان تیری در انتهای هر عضو استفاده شد. فرکانسهای هشت مود اول شبکه بازاء مشخصات هندسی مختلف برای این المان تیری با استفاده از آنالیز مودال بدست آمد. با انجام فرآیند بهنگام سازی برای مدل اجزای محدود شبکه دو لایه از طریق کاهش تفاوت فرکانس های طبیعی تجربی و تحلیلی آن، مشخصات هندسی المان تیری جایگزین سیستم اتصال گویسان تعیین گردید. مدل بهنگام شده، ضمن ارائه تقریب بسیار خوبی از فرکانس های طبیعی شبکه، یک رفتار انعطاف پذیررا در درجات آزادی مختلف برای اتصال بدست می دهد. بعلاوه، توابع پاسخ فرکانسی تحلیلی شبکه که با در نظر گرفتن مشخصات هندسی بدست آمده برای المان تیری اتصال محاسبه گردید، با نتایج تجربی آن تطابق خوبی داشتند.
    کلیدواژگان: شبکه دو لایه، اتصال گویسان، فرکانس های طبیعی، بهنگام سازی مدل، الگوریتم ژنتیک
  • پژمان رضایی صفحه 79
    در این مقاله ساختار آنتن تشدیدی عایقی مستطیلی، تغذیه شده توسط یک خط مایکرواستریپ بررسی و تکنیکهای بهبود رفتار آن مرور شده است. بدین منظور نحوه عملکرد تشعشعی آنتن عایقی مطالعه و روش های مختلف بهبود آن و بطور خاص افزایش پهنای باند آن بررسی شده است. سپس ساختار جدیدی با هدف افزایش پهنای باند امپدانسی آن پیشنهاد شده است. در ساختار معرفی شده با بهره گیری از ساختاری یکپارچه ولی چندبخشی با ابعاد مختلف، با کاهش پارامتر کیفیت آنتن، پهنای باند آن افزایش یافته است. برای سادگی و کاهش تعداد پارامترهای طراحی، علاوه بر حفظ تقارن ساختار با ثابت ماندن ضریب عایقی و ارتفاع قطعات، تغییر ابعاد این قطعات به عرض آنها محدود شده است. بدین ترتیب با بهره گیری از ساختاری غیریکنواخت با پهنای متغیر، افزایش قابل توجهی در پهنای باند آنتن ایجاد شده است. نتایج طراحی بیانگر تحقق پهنای امپدانسی بیش از %52 با استفاده از ساختاری 7 تکه می باشد.
    کلیدواژگان: آنتن تشدیدی عایقی مستطیلی، افزایش پهنای باند، پارامتر کیفیت، ساختار غیریکنواخت
  • محمدرضا تابش پور، حسین ابراهیمیان صفحه 89
    یکی از مسائل مهم در طراحی لرزه ای سازه ها تخمین قابل اطمینان از مقدار بیشینه تغییر شکل های سازه در هنگام وقوع زلزله می باشد. در این مقاله مقایسه ای بین نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی خطی و غیر خطی با مقدار تغییرمکان پیشنهادی در آیین نامه انجام شده است. در تحلیل های دینامیکی از سه رکورد موجود که بر اساس روش استاندارد 2800 مقیاس شده اند، استفاده شده است. بر اساس ضریب رفتار استخراج شده برای سازه و نتایج حاصل از تحلیل استاتیکی غیر خطی، مقایسه ای با ضریب پیشنهادی استاندارد 2800 صورت می گیرد.
    کلیدواژگان: ضریب افزایش تغییر مکان، ضریب رفتار، تحلیل دینامیکی، تحلیل استاتیکی غیر خطی
|
  • Pajand, Sarafrazi, Sadeghi Page 1
    This paper deals with the analysis of plate bending by the finite element method. Since vast findings have been achieved so far, advancing research in this area is very difficult. Nevertheless, three triangular elements for analyzing plate bending will be formulated. The patch test for one and some elements for the suggested elements will be preformed. Moreover, a variety of problems will be solved by the author's program. In addition to these, the responses of the suggested three elements with the other investigator's results, and also accurate answers will be compared. The findings of this article reveal that the new elements have the ability to reach the precise solution. It should be added that one of three proposed elements has the best convergence rate.
    Keywords: Plate bending, Convergence, Interpolation functions, Strain matrix, Stiffness matrix, Patch test, Gaussian point
  • Orouji, Heydari Page 19
    In this paper, a new silicon-on-insulator (SOI) device structure is proposed to reduce self-heating effects. Using Si3N4 material is main idea in the structure that has high thermal conductivity respect to silicon dioxide. The device has been verified in two-dimensional device simulation. The results show that the structure provides a new path to reduce the temperature of the channel of SOI Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) and decreases the temperature in the channel.
    Keywords: Field Effect Transistor, Silicon On Insulator, Self, heating effect
  • Amirabadi, Ashori, Jafarian Page 25
    This paper proposes a hybrid approach based on the Artificial Neural network and Genetic algorithm to optimize surface roughness at the abrasive water jet (AWJ) cutting of glass material. At first, Artificial Neural Network (ANN) was developed in order to model and predict surface roughness by considering the controllable cutting parameters such as water pressure, abrasive flow rate, jet traverse rate and stand of distance. Then the results of the neural network were compared with corresponding experimental tests. According to the obtained results, it was shown that the ANN model is able to present a predictive model of the process in order to estimate the surface roughness successfully. After that, ANN model was combined by genetic algorithm to obtain suitable machining parameters yield to minimal surface roughness. Finally, obtained results showed that, utilized hybrid technique in this paper was employed properly for optimizing AWJ cutting process.
    Keywords: Abrasive Water Jet Cutting (AWJ), Optimization, Genetic Algorithm (GA), Artificial Neural Network (ANN), Glass
  • Kheyroddin, Kashiha Page 37

    Post-tensoned concrete flat slabs recently are widely used for multi-story structures of commercial, administrative,residential buildings of all types, offices, hospitals and parkings, specific in places that need to large spans. The major benefits of these slabs are the flush soffit, which provides the minimum story height, the maximum flexibility for horizontal service distribution, large spans,reduce cracks, more strength against water influence and lightweight slabs. Special construction technology lift-slabs method, which utilizes prefabricated post-tensioned slabs, makes the construction period significantly shorter, thus, making prestressed lift slabs a very cost effective solution. Most defect of this system is that increase shear force due to increase of span and post-tensioned slab is against punching shear failure due to transfer of shear and unbalanced moment. In most of cases,when slabs were post-tensioned, Some of the problems that our infrastructures with un-bonded post-tensioning facing today are: excess loading, inadequate maintenance, and need for periodic repair and strengthening. Some form of external reinforcement is needed to repair and strengthen these deficient structures. Fiber Reinforced Polymer (especially CFRP) system can be a possible strengthening system for the un-bonded post-tensioned concrete structures.In this thesis, strengthening post-tensioned slab-column connections with Fiber Reinforced Polymer studied with ANSYS, finite element softeware. First,it modeled an actual experimental post-tensioned slab for assurance of accuracy of numeral solution results and compare numeral model with experimental results. Then, three deferent models studied for concrete material. After calibere, widely studies is done about punching failure mechanism, main operative that create failure,cracking patterns and stress-strain states in ultimate state. Then, importance and influence of deferent parameters was studied about post-tensiond slab behavior, for example influence of post-tensioning value on slab behavior that experiment on them need much time and cost.

  • Mostafavian, Davoodi, Vaseghi Amiri Page 61
    Due to the some uncertainties during manufacture and assembly of double layer grids with ball joint system, the behavior of this jointing system in the structure is different from the behavior of individual and discrete joints. In the present work, the behavior of a ball joint system has been determined in true conditions of its operation in a double layer grid by the general framework of inverse problem. A full scale double layer grid was constructed using ball joint system. A series of modal testing were performed on the double layer grid in free-free support conditions and its FRFs (Frequency Response Functions) were measured in appropriate degrees of freedom. Using the measured FRFs, natural frequencies of the eight vibration modes of the grid were extracted. A beam element was used at each end of members in the finite element model of the grid in order to simulate the ball joint behavior. Through modal analysis of the finite element model, natural frequencies of the eight vibration modes of the grid were calculated for different section properties of the joint beam element. With the finite element model updating of the grid through reduction of difference between its experimental and analytical natural frequencies, section properties of the beam element representing behavior of the ball joint system in the model were obtained. Whilst the updated model resulted in a very good approximation of the natural frequencies of the double layer grid, a flexible behavior in different degrees of freedom was obtained for the ball joint system. Also, the analytical frequency response functions that were calculated using the obtained section properties for the joint beam element, had a good correlation with the experimental ones.
    Keywords: Double Layer Grid, Ball Joint System, Natural Frequencies, Model Updating, Genetic Algorithm
  • Rezaei Page 79
    In this paper a rectangular dielectric resonator antenna (DRA) fed by a microstrip line is studied. Therefore, at first radiation performance of DRA is studied, and the improvement techniques are reviewed. Then propose a novel configuration for broadening of the impedance bandwidth. In the proposed arrangement, by using multi-segment structure with different dimensions, increase the antenna impedance bandwidth. However for decreasing the design parameters, variations limited to the segments width. So, with the non-uniform configuration by variable width, it is possible to create remarkable increase in frequency bandwidth. Utilizing the symmetrical seven-segment DRA and skillfully varying its aspect ratio, an appropriate structure is obtained that illustrates more than 52% impedance bandwidth for S11>10.
    Keywords: Rectangular Dielectric Resonator Antenna, Broadening Bandwidth, Quality Factor, Non, Uniform Structure
  • Tabeshpour, Ebrahimian Page 89
    Determining structural maximum deformation under earthquake excitation is an important problem in seismic design of structures. There are several approaches in order to estimate an acceptable accurate response for maximum drift of the structure in nonlinear region. Both ATC and FEMA approaches are good ideas to evaluate maximum drift but more simplified approaches should be applied in seismic design codes. Most of seismic design codes suggest a very simple relation for estimating maximum drift in design base earthquake. Iranian seismic code of practice (Standard No. 2800) proposes such a relation. In this paper a comparison between nonlinear dynamic results and code suggested relation is carried out. 3 scaled records have been used for analysis. Based on reduction factor calculated for the structure, a comparison has been carried out with the suggested factor in Iranian Code of Practice (Standard No. 2800).
    Keywords: Displacement factor, Reduction factor, Dynamic analysis, Nonlinear static analysis