فهرست مطالب

فصلنامه مدل سازی در مهندسی
پیاپی 29 (تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/05/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مدل سازی و تخمین طول مفصل پلاستیک ستون های بتن آرمه به کمک شبکه های عصبی مصنوعی
    علیرضا مرتضایی، علی خیرالدین صفحات 1-19
    شبکه های عصبی مصنوعی تا حدودی از مغز انسان الگوبرداری شده اند و همان گونه که مغز انسان می تواند با استفاده از تجربیات قبلی و مسائل از پیش یادگرفته، مسائل جدید را تحلیل و تجزیه نماید، شبکه های عصبی نیز در صورت آموزش قادرند بر مبنای اطلاعاتی که به ازای آن ها آموزش دیده اند، جواب های قابل قبول ارائه دهند و نیز می توان از آن ها به طور نامحدود در ارائه جواب به اطلاعاتی که قبلا با آن ها مواجه نبوده اند، استفاده نمود. به منظور ساده سازی تخمین تغییرمکان ستون های بتن آرمه، انحناهای غیرالاستیک در مفاصل پلاستیک معمولا در طول ناحیه مفصل پلاستیک ثابت فرض می شوند. بنابراین اگر طول مفصل پلاستیک شناخته شود، تغییرمکان انتهای یک ستون را می توان به راحتی با انتگرال گیری انحناها و برعکس بدست آورد. در این مقاله از شبکه های عصبی مصنوعی برای تحلیل و بررسی رفتار ستون های بتن آرمه در سطح مولفه ای، شامل تعیین طول مفصل پلاستیک، استفاده شده و نتایج قابل قبول و مطلوبی بدست آمده است. به کمک نتایج حاصل از 150 آزمایش بر روی ستون های بتن آرمه و مدل شبکه عصبی مصنوعی پیشنهادی مشخصات مفصل پلاستیک شامل طول مفصل پلاستیک به گونه ای ارائه شده که با ارائه اطلاعات لازم به این شبکه ها در زمانی کمتر از چند دهم ثانیه می توان از مشخصات مفاصل پلاستیک اطلاع حاصل نمود. داده های ورودی به سه دسته آموزش، ارزیابی و آزمایش تقسیم شده که 70 درصد داده ها برای آموزش، 20 درصد برای ارزیابی و 10 درصد برای آزمایش در نظر گرفته می شوند. خطاهایی که در طول روند یادگیری بوجود می آیند نشان دهنده میزان اختلاف بین مقادیر ورودی (آزمایشگاهی) و مقادیر پیش بینی شده می باشند. با در نظر گرفتن خطاهای محاسبه شده و میزان تاثیر هر یک از پارامترهای ورودی بر طول مفصل پلاستیک، رابطه ای ارائه شده است که با استفاده از این رابطه مقادیر اصلی اندازه گیری شده برای طول مفصل پلاستیک، بدست می آیند.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، طول مفصل پلاستیک، سیکل یادگیری، ستون بتن آرمه
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طراحی مدل هماهنگی در زنجیره تامین رقابتی با استفاده از رویکرد نظریه بازی با همکاری و بدون همکاری
    علی نعیمی صدیق، سید کمال چهارسوقی، مجید شیخ محمدی صفحات 19-34
    زنجیره تامین فروشنده- خریدار دارای مکانیسم قیمت عمده فروشی است. به خاطر وجود همین مکانیسم، فروشنده و خریدار اهداف متضادی دارند. به عنوان مثال، به علت پویایی تقاضا در بازار، خریدار ترجیح می دهد اندازه سفارش های متفاوتی از فروشنده داشته باشد تا هزینه نگهداری کمتری بپردازد. در این تحقیق، مدل های مختلف زنجیره تامین فروشنده- خریدار بررسی شده است که در آن رقابت و همکاری وجود دارد. در این مقاله تقاضای هر محصول متغیر فرض شده است، به طوری که تابعی از قیمت و هزینه تبلیغات آن محصول است. مدل های ارائه شده، روابط بین خریدار و فروشنده را در دو حالت بازی بدون همکاری و بازی های با همکاری در نظر می گیرند. بازی بدون همکاری در نظر گرفته شده از نوع نش است که در آن خریدار و فروشنده از قدرت یکسانی برخوردارند و به طور همزمان تصمیم می گیرند. به علت وجود تضاد در اهداف، مدل های خریدار و فروشنده کارایی لازم را ندارند، از این رو بازی با همکاری برای خریدار و فروشنده ارائه شده است تا هر یک نسبت به حالت بدون همکاری سود بیشتری عائدشان گردد. در پایان تعدادی مثال نیز برای مقایسه بین مدل های با همکاری و بدون همکاری ارائه شده است.
    کلیدواژگان: زنجیره تامین رقابتی، هماهنگی، بازی نش، بازی با همکاری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مدل سازی و تحلیل عددی مبدل های تایریستوری به روش رانگ-کوتای چند متغیره
    آتیلا اسکندرنژاد، عبدالرضا رحمتی، سید ادیب ابریشمی فر صفحات 33-43
    مدل سازی کلیدهای نیمه هادی در مبدل های سوئیچینگ از موضوع هایی می باشد که امروزه، بیشتر مورد توجه مهندسین طراح قرار گرفته است. زیرا به دیدگاه آن ها در انتخاب ساختار، مقایسه، تعیین مقادیر اجزای مبدل، حلقه کنترلی و پایداری اشراف بیشتری می بخشد. در این مقاله، روشی عددی برای تعیین منحنی ولتاژ و جریان تایریستور در مبدل های الکترونیک قدرت ارائه شده است. عناصر موجود در این مبدل ها را می توان از نظر منحنی مشخصه، به دو گروه خطی و غیرخطی تقسیم بندی کرد. در روش پیشنهادی ابتدا منحنی مشخصه دوران یافته سوئیچ را در نظر گرفته و سپس دیاگرامی که گویای ارتباط جریان-ولتاژی تریستور است استخراج می شود. در ادمه، بلوک دیاگرام منتجه در مدار مبدل جاگذاری می گردد. از سوی دیگر ماتریس های امپدانس و انتقال مربوط به عناصر خطی به روش نظریه مش و گره تعیین می شوند. سپس بلوک دیاگرام سیستمی مبدل که شامل عملگرهای تفاضلی است تعیین شده و با اعمال روش رانگ-کوتای چند متغیره بر بلوک نهایی، مقادیر لحظه ای پارامترهای مبدل محاسبه می گردد. در انتها نتایج شبیه سازی با روش تحلیلی جبری پیشنهادی، مقایسه می شود که گویای کارآمدی این روش در تخمین ولتاژ و جریان سوئیچ ها می باشد به طوری که بیشینه خطای ولتاژ و جریان به کمتر از 2 درصد محدود می شود.
    کلیدواژگان: مبدل تایریستوری، منحنی مشخصه دوران یافته، بلوک دیاگرام، عملگر تفاضلی، روش رانگ، کوتا
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مدل سازی آماری فرایند تولید ذرات نانوکامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده با ذرات SiC به روش آلیاژسازی مکانیکی
    محمدرضا دشت بیاض، محمدرضا عباسی صفحات 43-55
    در تحقیق حاضر فرایند آلیاژسازی مکانیکی جهت تولید پودر نانوکامپوزیت پایه آلومینیم تقویت شده توسط ذرات نانومتری SiC به روش های آماری مدل سازی شده است. در ابتدا، از میان عوامل متعدد، عوامل موثرتر جهت تحلیل فرایند برگزیده شده اند. سپس آزمایش های عملی جهت تهیه پودر نانوکامپوزیت برنامه ریزی و انجام شده است. با توجه به این که آلیاژسازی مکانیکی متاثر از پارامترهای متعدد و پیچیده ای است، مدل سازی کامل فیزیکی آن تقریبا در شرایط فعلی غیرممکن به نظر می رسد. از این رو در مطالعه حاضر از مدل سازی آماری جهت تحلیل این فرایند تصادفی استفاده شده است. با انجام تحلیل های آماری بر روی نمودارهای توزیع اندازه ذرات، به روند تغییرات اندازه ذرات پس از آلیاژسازی مکانیکی پی برده می شود. در ادامه، با استفاده از روش رگرسیون از نوع درجه دو، آلیاژسازی مکانیکی با توجه به عوامل ورودی و خروجی انتخاب شده، مدل سازی شد. تحلیل های آماری جهت بررسی مناسب بودن این مدل انجام گرفت و مشخص شد که نسبت وزنی گلوله به پودر، توان دوم نسبت وزنی گلوله به پودر، اثر متقابل نسبت وزنی گلوله به پودر و حاصل ضرب سرعت آسیاب کاری در زمان آسیاب کاری بر روی اندازه متوسط ذرات، موثرتر می باشند. سایر متغیرهای ورودی در مدل رگرسیون به دست آمده، دارای اهمیت چندانی نمی باشند و از اثر آن ها در مدل نهایی به دست آمده صرف نظر شده است.
    کلیدواژگان: آلیاژسازی مکانیکی، نانوکامپوزیت پایه آلومینیم، اندازه ذرات، مدل رگرسیون
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • تحلیل عددی اثر مجموعه چرخ های انواع هواپیماها در تعیین نواحی بحرانی روسازی صلب باند فرودگاه
    غلامعلی شفابخش، عباس اکبری، احسان کاشی صفحات 61-67
    طراحی ضخامت روسازی صلب باند فرودگاه مبتنی بر تنش کششی بحرانی در زیر دال بتنی می باشد. هدف از انجام این تحقیق تعیین نواحی بحرانی دال بتنی تحت بارگذاری انواع هواپیماها در محیط سه بعدی اجزا محدود است. در این مقاله با توجه به مدل سازی های سه بعدی صورت گرفته با استفاده از نرم افزار اجزا محدود ABAQUS، مطالعه عددی به منظور تعیین نقش مجموعه چرخ هواپیماهای مسافربری، تجاری و نظامی بر تنش بحرانی وارده بر روسازی و تعیین نواحی بحرانی روسازی صلب باند فرودگاه صورت پذیرفته است. بدین منظور آرایش چرخ های 148 هواپیمای مختلف در حالات مختلف بارگذاری در لبه و وسط دال بتنی مدل سازی شده است. نتایج این مطالعه بیانگر آنست که در میان هواپیماهای مختلفی که در فرودگاه های جهان تردد می کنند، A380F، B777-300ER، C17A و Concorde بیشترین تنش کششی را بر روسازی صلب باند فرودگاه تحمیل می کنند. همچنین در طیف وسیعی از هواپیماها، در حالتی که طول تایر چرخ ها در لبه دال بتنی قرار می گیرد، بحرانی ترین تنش در زیر دال بتنی اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: مطالعه عددی، روسازی صلب، باند فرودگاه، تنش بحرانی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • حل تحلیلی و شبیه سازی تعیین ضریب شدت تنش دینامیکی و میدان تنش در صفحه ترکدار تحت بارگذاری انفجاری
    محمد دامغانی نوری، حسین رحمانی، محمد جواد رضوانی صفحات 71-79
    بسیاری از سازه های ساخته شده از مواد ترد، مانند شیشه، بتن و یا ورق های فولادی مستحکم، ممکن است تحت بارهای ضربه ای و یا شوک های ناگهانی حاصل از انفجار قرار گیرند. در این حالت می توان رفتار ماده را به صورت الاستیک در نظر گرفت. در این تحقیق به بررسی رفتار یک ورق الاستیک ترک دار تحت شوک ناگهانی حاصل از انفجار پرداخته شده است. در اینجا با فرض اینکه طول ترک در مقایسه با ابعاد صفحه کوچک است، ابتدا روابط تحلیلی مربوط به توزیع تنش و خیز ورق الاستیک در حالت بارگذاری دینامیکی (وابسته به زمان) به دست آمده و سپس با استفاده از این روابط، میزان ضریب شدت تنش دینامیکی و به دنبال آن میدان های تنش در نوک ترک موجود در صفحه با در نظر گرفتن دو مود شکست یک و دو تعیین می شود. در نهایت اعتبار رابطه تحلیلی برای طول ترک های مختلف بررسی شده و نتایج با نتایج عملی در مطالعات گذشته و شبیه سازی المان محدود مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: ضریب شدت تنش دینامیکی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تجربی و عددی تاثیر شکل جوش در انتهای اتصال سپری بر تنش های پسماند
    رحمن سیفی، سیدمحسن موسوی ریگی، وحید آذری فر صفحات 81-92
    جوش ماهیچه ای به شکل اتصالات سپری و لب به لب در سازه های فولادی به صورت گسترده استفاده می شود. بنابراین تخمین میزان و نحوه توزیع تنش های پسماند در این اتصالات ضروری به نظر می رسد. در تحقیق حاضر توزیع تنش های پسماند مربوط به یک اتصال سپری مورد بررسی قرار گرفته است. انتهای اتصال به سه حالت مختلف ناقص، کامل با انحنا و بدون انحنا جوش کاری شده است. تحلیل عددی با روش اجزاء محدود و تحلیل تجربی با استفاده از روش سوراخ کاری مرکزی انجام شده است. نتایج عددی و تجربی مطابقت مطلوبی دارند. جوش کامل باعث کاهش تنش های پسماند طولی در ناحیه میانی اتصال و افزایش تنش های پسماند عرضی در ناحیه انتهایی می شود.
    کلیدواژگان: اتصال سپری، جوش کامل و ناقص، تنش پسماند، سوراخ کاری مرکزی، روش المان محدود
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • MODELING AND ESTIMATION OF PLASTIC HINGE LENGTH OF RC COLUMNS USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS Print
    Mortezaei *, Kheyroddin Pages 1-19
    Artificial neural networks are computing systems that simulate the biological neural systems of human brain. ANNs are structures deliberately designed to mimic and utilize the organizational principles observed in the human brain. Although three dimensional nonlinear dynamic analyses of RC buildings provide valuable information about their behavior, they are expensive and time-consuming. Using ANN based models; it is possible, at comparatively low cost and effort, to predict the response of complex RC structures provided that adequate input layers with correct input parameters are chosen and trained. They also enable the designer to rapidly compute the three dimensional response of buildings during the preliminary design stage. In these models the goal is to drastically reduce the computational effort. In this paper, ANN based models were employed as an alternative to determine the plastic hinge length of reinforced concrete columns. This study has shown the feasibility of the potential use of ANN models in determining the response of columns subjected to earthquakes. The promising results observed in the dynamic analysis of RC columns indicate that the ANN models enable the designers to rapidly evaluate the response of columns during the preliminary design stage.
    Keywords: Artificial Neural Networks, Plastic Hinge Length, RC Columns
    Abstract View Paper Original: Persian
  • A COORDINATION MODEL FOR A COMPETITIVE SUPPLY CHAIN USING COOPERATIVE AND NON-COOPERATIVE GAME THEORY
    Ali Naimi Sadigh, Kamal Chaharsooghi, Majid Sheikh Mohammadi Pages 19-34
    Seller–buyer supply chain has a wholesale price mechanism. Because of this mechanism, seller and buyer have conflicts of interest. For example, due to dynamic market demand, sellers prefer to order flexibly from the manufacturer so as to avoid incurring inventory costs and to be able to respond flexibly to market changes. In this paper, several seller–buyer supply chain models are proposed which are considered both competition and cooperation between seller and buyer. We assume that the demand of each product is jointly influenced by price and advertising cost. The presented models are considered the relationships between seller and buyer by non-cooperative and cooperative games. The non-cooperative game is based on the Nash solution concept. We consider both seller and buyer have same power in supply chain and do their decisions simultaneously. Such conflicts between seller and buyer can result in an inefficient supply chain. Due to this, we consider the cooperative game model to achieve more profit rather than non-cooperative game. Numerical examples presenting in this paper, will compare the results between cooperative and non-cooperative games considered.
    Keywords: Competitive Supply Chain, Coordination, Nash Game, Cooperative Game
    Abstract View Paper Original: Persian
  • MODELING AND NUMERICAL ANALYSIS OF THYRISTOR BASED CONVERTERS BY MULTI-VARIABLE RUNGE-KUTTA ALGORITHM Print
    Skandarnezhad, Rahmati, Abrishamifar Pages 33-43
    Nowadays modeling of semiconductor switches is an important topic that is focused on, by design engineers. Since it improves their observation on design cases such as structure, comparison, component values, control loop and stability of the system. This paper presents a numerical analysis method to determine the voltages and currents of thyristors in power electronic converters. Such converter components are divided in two categories: linear and non-linear. In the proposed method, first we consider the rotated characteristic curve of the switch, and then deduce the current-voltage block diagram of Thyristor based on the curve. Then we replace the Thyristor in the converter with its block diagram. After assigning impedance and transfer matrixes by the circuit theory and applying the multivariable Runge-Kutta algorithm on the differential equations, instantaneous voltage and current values of the switches will be determined. Eventually, proposed method results are compared with simulation results. The comparison shows the capability of this method, So that maximum error of voltages and currents is below 2%.
    Keywords: Thyristor Based Converters, Rotated Characteristic Curve, Block Diagram, Differential Operator, Runge, Kutta Algorithm
    Abstract View Paper Original: Persian
  • STATISTICAL MODELING OF SYNTHESIZING OF ALUMINUM BASED NANOCOMPSOITE PARTICLES REINFORCED BY SiC VIA MECHANICAL ALLOYING PROCESS
    Dashtbayazi, Abbasi Pages 43-55
    In this study, mechanical alloying process for producing of aluminum-based nanocomposites reinforced by SiC nanometric particles was modeled by using statistical methods. First, more effective parameters have been selected for analyzing. Since, in order to obtain nanocomposit powder, practical experiments have been planned and carried out. Because, the mechanical alloying process is affected by many complex parameters, complete physical modeling of the process seems to be almost impossible in current condition. Therefore, in this study, statistical modeling was used to analyze the process. By performing statistical analysis of the obtained parameters from experiments, variation trend and mean particle size were perceived. Then, using the regression method, the desired mechanical alloying process was modeled by considering the selected input and output parameters. Statistical analysis was performed in order to make sure about the suitability of this model and it has become clear that the mean particle size is affected by ball to powder weight ratio, squared the ball to powder weight ratio, and the interaction of multiplication of milling speed by milling time. Other input variables in regression model were of little importance and the effect of these terms in the final regression model was neglected.
    Keywords: Mechanical Alloying, Aluminum Based Nanocomposite, Particles Size, Regression Model
    Abstract View Paper Original: Persian
  • NUMERICAL ANALYSIS EFFECT OF AIRCRAFT MAIN GEARS ON THE CRITICAL ZONES OF RUNWAY RIGID PAVEMENT Print
    Shafabakhsh *, Akbari, Kashi Pages 61-67
    Rigid pavement design in airport runways is based on tension critical stress at the bottom of the concrete slab. Determination of slab's critical zones, under airplanes loading types in 3D finite element modeling is the objective of this study. Numerical study to determination main gear role in passenger, commercial and military airplanes on pavement critical stress and also critical zones determination in the runway rigid pavement by using of finite element software, ABAQUS is done. In order to this study, 148 wheels characteristic of different airplanes and in various loading positions including edge and center of the concrete slab is considered. Results show that among different airplanes, A380F, B777-300ER, C17A and Concorde impose maximum tensional stress on the solid pavement airport runway. Also in all kinds of airplanes, the maximum critical stress under concrete slab is happening when the length of wheels lie on concrete slab edge.
    Keywords: Numerical Analysis, Rigid Pavement, Airport Runway, Airplane Main Gear
    Abstract View Paper Original: Persian
  • ANALYTICAL SOLTION AND SIMULATION OF DYNAMIC STRESS INTENSITY FACTOR AND STRESS FILED DETERMINATION ON THE CRACKED PLATE UNDER BLAST LOADING Print
    Damghani Nouri, Rahmani *, Rezvani Pages 71-79
    Many structures that have been made of brittle material such as glass, concrete or strength steel plates may be subjected to impact or explosive loading. In this situation, material behavior could be considered elastic. In this research we have studied an elastic cracked plate under dynamic non-periodic load. Thus an especial non-periodic load like a blast load has been considered. Crack length is far lesser than the plate’s. By applying load on the plate, stress distribution and deflection of the plate have been obtained. The results of deflection and acceleration have been compared with experimental tests. Using the results, the relationship of a dynamic stress intensity factor at the crack tip located on the plate has been derived. Then it has been modeled with finite element ABAQUS / Explicit software and the results were compared. Finally, the relative error is compared for different crack length.
    Keywords: Dynamic Stress Intensity Factor, Blast Loading, Fracture, Finite Element
    Abstract View Paper Original: Persian
  • EFFECTS OF END FORM OF T-JOINT WELDS ON FORMATION OF RESIDUAL STRESSES Print
    Seifi *, Mousavi, Azari, Far Pages 81-92
    Fillet weld is a common method of connecting various elements of the steel structures as in T- or butt joints. Thus, estimation of the amounts and distributions of residual stresses in these connections are important. Effects of complete and non-complete ends of T-joint, curvature of the ends, welding procedure, thickness ratio and welding speed on the distribution of the residual stresses were studied numerically and experimentally. The numerical analyses are done by using the finite element method. The center hole drilling method is used to measure of the residual stresses. A 3D model in Sysweld with thermo-mechanical analysis has been carried out to modeling the welding of stainless steel. There are good agreements between the results of two methods. Longitudinal residual stresses reduce in the midsection while transverse stresses increase in the end zone of the weld with complete end.
    Keywords: T, joint, Complete, Non, Complete Weld, Residual Stress, Central Hole Drilling Method, Finite Element Method
    Abstract View Paper Original: Persian