فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - سال چهل و دوم شماره 2 (پیاپی 64، پاییز و زمستان 1391)

مجله مهندسی مکانیک
سال چهل و دوم شماره 2 (پیاپی 64، پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/07/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمید آبیارفیروز آبادی، امیر عبدالله، جمشید پرویزیان صفحه 1
    یکی از مهمترین مشکلات فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات) عدم دستیابی به دقت های بالا در ماشینکاری گوشه ها و قوس ها است. در این تحقیق خطای شعاع گوشه در برش های متوالی وایرکات (شامل یک مرحله خشن کاری و دو مرحله پرداخت کاری) بررسی شده است. تاثیر فرکانس تخلیه، ولتاژ متوسط گپ، و سرعت پیشروی در دو مرحله ی پرداخت روی بار باقیمانده روی مسیر مستقیم و قوس گوشه مورد ارزیابی و آزمایش قرارگرفته است. نتایج آزمایش ها نشان دادند که تاثیر بهینه سازی این پارامترها روی بار باقیمانده در روی مسیر مستقیم بیشتر از روی قوس گوشه است. به هرحال، بهینه سازی پارامترها در این دو مرحله، توانست خطای شعاع گوشه را حدود 12 درصد کاهش دهد. همچنین مشخص شد که مرحله ی خشن کاری موثرین قسمت برش است و خطاهای ابعادی بیشتر ناشی از مرحله ی خشن کاری است.
    کلیدواژگان: ماشین کاری وایرکات، ماده ی باقیمانده، دقت گوشه، خیز سیم
  • سید امیر آذرمهر، حسین عربی، مهدی دیواندری صفحه 13
    از آنجا که امروزه گروه آلیاژی Al-Mg کاربرد وسیعی در صنایع حساس دارد، بررسی عوامل تشکیل عیوب در حین ریخته گری آنها بسیار ضروری است. یکی از مهمترین مشکلات ریخته گری آلیاژهای آلومینیم، حساسیت شدید مذاب به اکسیداسیون است. اگرچه حلالیت اکسیژن درون مذاب آلیاژهای آلومینیم نزدیک به صفر است، اما سطح مذاب به محض آنکه در معرض هوا قرار گرفت اکسید می شود. فیلم اکسیدی سطحی که سطحی چین خورده دارد، در اثر تلاطم سطحی مذاب وارد آن شده و موجب تشکیل فیلم اکسیدی دولایه می شود. در این پژوهش برای بررسی تاثیر غلظت منیزیم در آلیاژهای Al-1Mg و Al-2Mg بر روی ضخامت فیلم اکسیدی زمان کوتاه از روش ساندویچ اکسید-فلز-اکسید استفاده شد. در این آزمایش، هوا از کمپرسوری با فشار حدود 5/0 بار به صورت کنترل شده در چند نوبت با فاصله زمانی 3 ثانیه به درون مذاب در حال بارریزی و انجماد دمیده شد. پس از انجماد قطعه، جداره نازک باقیمانده در میان دو حباب مجاور به عنوان نمونه استخراج شد. سطح و لبه این جداره که شامل دو لایه اکسیدی در دو طرف و یک لایه نازک فلز در وسط است، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده شد که ضخامت فیلم اکسیدی سطحی زمان کوتاه مقدار ثابتی نداشته و برای آلیاژهای Al-1Mg و Al-2Mg به ترتیب در محدوده 200-150 و 300-200 نانومتر تغییر می کند.
    کلیدواژگان: آلیاژ آلومینیم، منیزیم، فیلم اکسیدی زمان کوتاه، ساندویچ اکسید، فلز، اکسید، اکسیداسیون کوتاه مدت، چین خوردگی، ضخامت
  • محمدباقر آیانی، امیر قاسمی توران پشتی صفحه 23
    هایپرترمیا یکی از روش های شناخته شده برای درمان تومورها در علم پزشکی است. موفقیت درمان هایپرترمیا به پیش بینی دقیق و کنترل توزیع دما در بافت بستگی دارد. در این مطالعه با توجه به رفتار غیرفوریه ای بافت در درمان های تحت لیزر، ارتباط بین شار گرمایی و گرادیان دما با استفاده از مدل تاخیر فاز دوگانه بیان شده است. معادله انرژی یک بعدی گذرا همراه با عبارات پرفیوژن و گرمای متابولیسم بافت به صورت عددی با استفاده از روش مکان-زمانی المان بقاء و المان حل تحلیل شده است. این روش عددی بر خلاف سایر روش های حجم محدود مرسوم، رفتار کاملا یکسانی با مکان و زمان دارد. در این روش دو مجهول دما و شار گرمایی بطور هم زمان و به صورت کاملا صریح به دست می آیند. بنابراین روش عددی فوق نسبت به سایر روش ها دقیق تر بوده و زمان حل را نیز کوتاه تر می کند. در این مطالعه نتایج بدست آمده با استفاده از روش المان بقاء و المان حل با دیگر روش های مرسوم حجم محدود مقایسه شده است. عدم ایجاد نوسان های عددی در توزیع دما در بافت، در شرایطی که ناپیوستگی های شدید رخ می دهد از ویژگی های این روش عددی است که در حل های قبلی این نوسانات به وضوح دیده می شود. موج گرمایی ناشی از درمان هایپرترمیا در طول زمان و در مکان های مختلف بافت مورد بررسی قرار می-گیرد و عوامل موثر در موج ایجاد شده مطالعه می شود.
    کلیدواژگان: هایپرترمیا، هدایت غیرفوریه ای، روش مکان، زمانی المان بقاء و المان حل، تابش لیزر
  • منصور درویزه، ابوالفضل درویزه، رضا انصاری، علی علی جانی صفحه 33
    در این مقاله، کمانش پوسته های استوانه ای کامپوزیتی تحت بارگذاری های مختلف مکانیکی شامل فشاری محوری، پیچشی، فشاری خارجی و همچنین بار گرمایی بررسی می شود. به این منظور، روش المان محدود نیمه تحلیلی بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول مورد استفاده قرار می گیرد. یک معادله مقدار ویژه کمانش، بار بحرانی و مود محیطی مربوط به آنرا تعیین می نماید. در بارگذاری مکانیکی، دو روش برای تشکیل ماتریس سفتی هندسی معرفی شده که پاسخ های دو روش در تعیین بار بحرانی کمانش با یکدیگر و همچنین با مراجع مقایسه می شوند. برای پوسته استوانه ای کامپوزیتی تک لایه برحسب نوع بارگذاری، مقاومترین زاویه الیاف در برابر عدم کمانش بررسی و معرفی می شود.
    کلیدواژگان: کمانش، کامپوزیت، المان محدود نیمه تحلیلی، معادله مقدار ویژه
  • سیدآرش سیدشمس طالقانی، عبدالله شادآرام، مسعود میرزایی صفحه 45
    هدف این مقاله، کنترل فعال جریان توسط عملگرهای پلاسمایی روی یک ایرفویل به طور تجربی می باشد. در این تحقیق از یک عملگر پلاسمایی نوع تخلیه سد دی الکتریکی برای تغییر فرکانس ریزش گردابه و مشخصات آشفتگی جریان حول یک ایرفویل NACA4412 استفاده شده است. هدف از کار حاضر کاهش نویز فلپ های کنترلی در هواپیماهای مسافربری از طریق نیروی حجمی تولید شده به وسیله عملگرهای پلاسمایی می باشد. نتایج بیان می دارند که استفاده از عملگرهای پلاسمایی منجر به یک کاهش قابل توجهی در فرکانس ریزش گردابه اطراف آن فلپ شده است، در حالی که یک افزایش قابل ملاحظه در مقدار توربولانس در یک فاصله دور از عملگر مشاهده می شود.
    کلیدواژگان: عملگر پلاسمایی، کنترل فعال، تخلیه سد دی الکتریک، ریزش گردابه
  • امین میرزاخانی نافچی، عباس مرادی صفحه 55
    ماشین آلات، دستگاه ها و ابزارهایی که امروزه در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند بسیار پیچیده و گران قیمت هستند. لذا استفاده از روش های تولید و بازرسی که حداکثر قابلیت اطمینان را برای این تجهیزات تامین نمایند امری لازم و ضروری است. آزمون های غیر مخرب از جمله روش های مورد استفاده برای بازرسی تجهیزات یاد شده هستند. یکی از آزمون های غیر مخرب که کاربرد صنعتی بسیار دارد، آزمون فراصوت می باشد. در این پژوهش به بررسی امواج هدایت شده ی فراصوت در ورق های همسانگرد دو لایه که به یکدیگر متصل هستند و شرایط مرزی در سطح های بالا و پایین ورق بدون تنش می باشد، پرداخته شده است. هدف از این تحقیق استخراج دیاگرام های طیف فرکانس (فرکانس بر حسب عدد موج)، سرعت فاز بر حسب فرکانس، سرعت گروه بر حسب فرکانس، زاویه ی تابش بر حسب فرکانس و در نهایت شکل مود و توزیع تنش در ورق های چند لایه می باشد. با توجه به منحنی های پراکندگی بدست آمده مشاهده می شود که با افزایش فرکانس تعداد مود های بیشتری در جسم منتشر می شوند که هر کدام از این مود ها دارای یک شکل مود و منحنی توزیع تنش خاصی می باشد. در ادامه به نحوه ی تحریک یک مود خاص در یک فرکانس پروب برای ورق دو لایه پرداخته می شود و نمودار های زاویه تابش بر حسب فرکانس رسم می شوند.
    کلیدواژگان: امواج هدایت شده فراصوت، منحنی پراکندگی، سرعت فاز و گروه، عدد موج، ورق های دو لایه
|
  • H. Abyarfirouzabadi, A. Abdullah, J. Parvizian Page 1
    Lack of machining accuracy، at corners and corner radii، is one of the major problems in Wire-EDM process. The focus of investigation in this work was on corner radii errors through successive cuts of roughing and finishing operations. Effects of discharge frequency، inter-electrode average gap voltage، and feed-speed were investigated for finishing operations. Residual material left on straight path and over-cut on convex curved path were measured. Results indicated that the influence of the input variable parameters on the thickness of the residual material on straight paths is remarkable in comparison to curved corners. Ultimately، for corner radii، an optimum set of parameters could reduce the errors only by 12%. It was، then، concluded that the roughing operation is the most influential stage of cutting on corner radii
    Keywords: WEDM, Dimenesional accuracy of corners, Corner radii, Residual material, Wire deflection
  • S. A. Azarmehr, H. Arabi Professor, M. Divandari Page 13
    As Al-Mg alloys have a great usage in various industries and the microstructures of these alloys are very sensitive todefects formation during casting، it seems a meticulous investigation of their microstrutures can be beneficial for theseindustries. Although oxygen solubility in molten aluminium alloys is said to be negligible، since aluminum alloys melt arevery sensitive to oxidation during casting، when the surface of melt is exposed to air it oxidizes quickly and an oxide film isformed on the melt surface. Then this surface oxide film can be folded and entrained into the melt due to surface turbulence. In this research، sandwiches of oxide-metal-oxide formed on a short time within the cast during solidification were used tostudy the effect of magnesium content (i. e. 1wt% and 2wt %) on the oxide film thickness. To form sandwiches of oxidemetal-oxide within the cast a certain amount of air was blown into the melt every 3 seconds during casting time by means ofa compressor at 0. 5 atmosphere pressure. Where bubbles of air reached each other، they formed a sandwich which later wasused for investigating purpose. Both the thickness of oxide films and the surface of each layer were studied via SEM. Theresults showed that the thickness of the short time oxide film varies in the range of 150-200 and 200-300 nanometers for Al-1Mg and Al-2Mg alloys، respectively. This is a new finding for this type of alloys.
    Keywords: Al, Mg alloy, Short time oxide film, Oxide, metal, oxide sandwich, Short time oxidation, Folding, Thickness
  • B. Ayani, A. Ghasemi Touran Poshti Page 23
    Hyperthermia is one of the known methods for curing tumours in medicine science. Successfulness of hyperthermia treatment depends on the accuracy of prediction and the controlling of temperature distribution in tissue. In this study، the relation between heat flux and temperature gradient has been studied by using dual phase lag (DPL) model. One dimensional transient energy equation with perfusion and metabolic heat generation terms in tissue has been solved by using the space-time conservation element and solution element (CESE) method. The CESE method unlike other conventional finite-volume methods treats with space and time coordinates equally. In this method both temperature and heat flux variables are estimated explicitly and simultaneously. Thus، the above method is more accurate in compare to other methods and decreases the run time. In this work، the result of CESE method has been compared with conventional finite-volume methods. One of the basic characteristic of this method is that it can capture large discontinuities without introducing numerical oscillations in temperature distribution of tissue while in pervious methods these oscillations are clearly observed. Transient thermal wave in hyperthermia treatment is studied in various places in tissue and effective elements on it، is surveyed.
    Keywords: Hyperthermia, Non, Fourier conduction, Space, time conservation element, solution element, Laser radiation
  • M. Darvizeh, A. Darvizeh, R. Ansari, A. Alijani Page 33
    In this article، the buckling of composite cylindrical shells is investigated under thermal and different mechanical loading consisting of the axial compression، torsion and external pressure. To achieve this، a semi-analytical finite element method is developed based on the First order Shear Deformation Theory (FSDT). The eigenvalue equation obtained is used to determine the critical load and its corresponding circumferential mode. In the mechanical loading، two methods are introduced to make the geometric stiffness matrix، the results of which are compared to each other and also to the references. For single layer composite cylindrical shells and each loading، the most strength ply angle against buckling are studied.
    Keywords: Buckling, Composite, Semi, analytical finite element, Eigenvalue equation
  • A. Shams Taleghani, A. Shadaram, M. Mirzaei Page 45
    The main aim of this paper is to investigate experimentally the active flow control using plasma actuators over an airfoil. The method involved the application of single Dielectric Barrier Discharge (DBD) in order for changing the frequency of vortex-shedding and the turbulence characteristics concerning NACA4412 airfoil. The objective was also to reduce the control flaps noise in transporting aircraft via an effective body force generated by the actuators. The obtained results indicate that the use of plasma actuator led to a significant decrease in frequency of vortex-shedding around the flap whereas significant increase in turbulence levels were achieved at a distance far from the actuator، as well.
    Keywords: Plasma actuator, Active control, DBD, Vortex shedding
  • A. Mirzakhani Nafchi, A. Moradi Page 55
    These days machinery، devices and tools that are used in industry، are very complex and costly. Therefore using producing and inspecting methods with maximum reliability that supply equipments، are required. Non-destructive testing is one of those methods that are used to inspect equipment that already have been mentioned. One of the non-destructive testing، which has more industrial application، is ultrasonic test. In this paper، examine of the ultrasonic guided waves in laminated isotropic plates has been discussed. With the assumption that there is not space between layers andthey are connected to each other and as boundary conditions، on the top and bottom of plate’s surfaces، tension is zero. The purpose of this study are extracting diagrams of frequency spectrum (frequency depending on the wave number)، phase velocity depending on frequency، group velocity depending on frequency and eventually the wave structure and stress distribution in a two-layers plate، the equations for multi-layer plates are solved and diagrams that discussed above are extracted. How to stimulate a particular mode at a probe frequency for two layers plate is investigated in continuance and graphs of radiation angle at frequency are plotted.
    Keywords: Ultrasonic guided waves, Dispersion curve, Phase, group velocity, Wave number, Multilayer plates