مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 90 (شهریور 1392)

امروزه به دلیل رشد سریع جمعیت و کاهش منابع سوخت فسیلی نیاز روزافزون به انرژی به شدت احساس می شود و بجاست از سوخت های جایگزین و روش های پربازده جهت تامین انرژی استفاده گردد. به خصوص اگر روش های مذکور، از جمله روش تولید همزمان گرما و برق دارای حداکثر بازده 90 درصد بوده که در مقایسه با دیگر روش ها، از جمله نیروگاه های متمرکز، مقداری قابل ملاحظه می باشد. این نوع مولدهای برق مقیاس کوچک در محل اتصال به شبکه سراسری حداکثر تا ظرفیت 25 مگاوات ظرفیت عملی اتصال داشته، بنا بر مطالعات صورت گرفته بازدهی ترکیبی معادل 5/1 برابر متوسط بازده نیروگاهی دارند. در این مقاله، با توجه به مطالعات انجام شده و نتایج حاصل از برخی مقالات این نتیجه حاصل شده است که با فروش برق در یک دوره سه ساله هزینه سیستم مستهلک می شود و از سال سوم به بعد به سوددهی می رسد. در طرح دیگر، یک مجموعه ساختمانی با 4200 آپارتمان برای بار پیک، حداقل به یک مولد برق پنج مگاواتی نیاز دارد. در محاسبه سرمایه گذاری اولیه آپارتمان، اگر بازیافت گرما، آب گرم 80 درجه سانتی گراد در نظر گرفته شود و شبکه آب گرم و پمپاژ آن را نیز مد نظر قرار دهیم، سهم هر واحد مسکونی در مقایسه با قیمت کل ساختمان رقم ناچیزی خواهد شد.

فرایند فورج شعاعی از جمله فرایندهای فورج قالب باز است که برای افزایش استحکام و کاهش عیوب داخلی استفاده می شود. از این فرایند جهت کاهش قطر محور ها، محورهای پله دار و ساخت لوله هایی با پروفیل داخلی استفاده می گردد. هدف از این مقاله، شبیه سازی یک مدل ترمومکانیکی به صورت یک آنالیز کوپل دینامیک - حرارت جهت پیش بینی نیروی لازم انجام فرایند فورج اینکونل 718، تاثیر دمای اولیه بر نیروی مورد نیاز فورج، بررسی تغییرات دما در طول کل فرایند و به دست آوردن توزیع کرنش ذخیره شده در پاس های مختلف می باشد. دراین مقاله به دلیل شکل دهی داغ، آلیاژ اینکونل 718 به صورت یک ماده الاستو - ویسکوپلاستیک مدلسازی شده است. همچنین جهت تعیین تماس ها از یک ترکیب اصطکاک کولمب و تنش برشی محدودشونده استفاده شده است. در نهایت نتایج به دست آمده با نتایج آزمون تجربی مقایسه شده که تطابق خوبی میان نتایج شبیه سازی المان محدود با نتایج عملی دیده شده است. نتایج نشان می دهد که مقادیر کرنش اعمالی به سطح قطعه کار در فرایند فورج شعاعی به مراتب بیشتر از کرنشی است که به مرکز قطعه کار اعمال شده است. همچنین با افزایش دمای اولیه قطعه کار و افزایش تعداد مراحل فورج، نیروی لازم جهت انجام فرایند کاهش می یابد.

توربین گازی ماشینی است که مستقیما با هوای محیط پیرامون کار می کند. لذا هر عاملی که سبب تغییر شرایط هوای ورودی آن شود، بر بازده توربین اثر می گذارد. رطوبت نسبی، ارتفاع از سطح دریا و درجه حرارت محیط از دیگر عوامل تاثیرگذار بر بازده توربین گازی هستند. عموما، فصول گرم سال، زمان اوج تقاضا برای انرژی الکتریکی است؛ این در حالی است که در چنین فصلی، توان خروجی توربین های گازی به دلیل درجه حرارت بالای هوای ورودی، به کمترین مقدار خود می رسد. همین امر نیز سبب می شود تا فشار زیادی بر صنعت نیروگاهی کشور وارد و جهت جبران تقاضای مازاد، همواره نیاز به سرمایه گذاری بیشتر برای احداث نیروگاه های جدیدتر احساس شود. در این مقاله توربین گازی V94.2، ساخت شرکت زیمنس، به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب و جهت مطالعات پایلوت از نرم افزار ترمو فلو و جی. تی. پرو استفاده شده است.

از جمله مدل های شناخته شده برای بررسی انتقال حرارت درون سر انسان معادله پنس است. در این معادله، تولید حرارت در بافت زنده، ناشی از دو منبع خونرسانی و سوخت وساز می باشد. با بالارفتن دمای بافت های سطحی، یک سازوکار انتقال حرارت جابه جایی آزاد در اطراف سر شکل می گیرد. در این مقاله، مطالعات انجام شده روی توزیع دما درون سر و هوای اطراف آن، همچنین پروفایل های توزیع بردار سرعت در هوای اطراف سر تجزیه و تحلیل شده است. همچنین مدلی دوبعدی از سر انسان در محیط نرم افزار گمبیت، ویرایش 6، شبیه سازی شده و با استفاده از روش حجم محدود و نرم افزار فلوئنت، ویرایش 6، توزیع دما دراطراف سر (در حالت ناپایدار) بررسی شده است.

پیل های سوختی تجدیدپذیر سیستم های تولید توانی هستند که از ترکیب پیل سوختی و صفحات خورشیدی تشکیل می شوند. هدف اصلی به کارگیری این نوع از سیستم های هیبریدی تامین مداوم انرژی در مدت زمانی طولانی است. از جمله کاربردهای مهم این نوع از پیل های سوختی تامین مداوم انرژی الکتریکی در سیستم های پیشرانش هوایی، همچون کشتی های هوایی و هواپیماهای بدون سرنشین می باشد. استفاده از این نوع سیستم های هیبریدی زمانی اهمیت می یابد که منابع تامین سوخت از وسیله پرنده دور بوده و یا امکان سوخت گیری مجدد در فواصل زمانی کوتاه برای آنها میسر نباشد. هدف اصلی این مقاله بررسی عملکرد پیل های سوختی تجدیدپذیر در تامین توان الکتریکی سیستم های پیشرانش هوایی با مداومت پروازی بالاست. ارائه نحوه عملکرد اجزای تشکیل دهنده سیستم، همچنین بررسی توزیع جرمی و محاسبه ظرفیت قسمت های گوناگون آن از دیگر موارد انجام شده در این مقاله می باشد.

مونتاژ، فرایند نهایی برای تولید محصول است که در آن سوارش قطعات و اجزای گوناگون صورت می گیرد تا محصول نهایی حاصل شود. امروزه، در بازار رقابت، که تنوع محصول و تولید انبوه با کیفیت و قیمت مناسب شرط ماندگاری است، بهره گیری از روش های نوین مونتاژ از عوامل موثر پایداری در بازار رقابت است. بنابراین کاربرد سیستم های مونتاژ جدید برای دستیابی به تولید انبوه و تنوع امری الزامی به نظر می رسد. در این مقاله آخرین پیشرفت ها در حوزه طراحی سیستم های مونتاژ، برنامه ریزی و بهره برداری با در نظر گرفتن تنوع محصول بررسی و روش های به کارگیری مونتاژ، تولید سری و توازن خط مونتاژ مرور شده است. همچنین وجود پیچیدگی های عملیاتی و نقش عوامل انسانی در سیستم های مونتاژ بر مبنای تنوع محصول، مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. چالش های موجود در مونتاژ با تنوع بالا ارائه شده و سپس الگویی برای آینده تولید و ساخت محصولات شخصی (ویژه یک فرد مشخص) ارائه و درباره چالش های مونتاژ برای این الگو بحث شده است. سرانجام فرصت ها و موقعیت های موجود برای به کارگیری سیستم های مونتاژ در پایان این مقاله آورده شده است.

شکل دهی توسط لیزر از جمله روش های مدرن شکل دهی است که در اثر تنش های حرارتی ایجادشده توسط لیزر، تغییرشکل در ورق ایجاد می شود. از جمله مزایای این روش می توان به عدم نیاز به نیروی خارجی، افزایش انعطاف پذیری فرایند، عدم نیاز به ابزار جانبی و در نتیجه کاهش هزینه و افزایش دقت اشاره کرد. از طرفی فرایند شکل دهی با لیزر نیازمند هزینه های محاسباتی و تجهیزاتی بالاست. جهت کاهش هزینه محاسبات و پیش بینی زاویه خمش ایجادشده می توان از روش های مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده کرد. در این مقاله سعی شده است تا با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی، مدل مناسبی جهت پیش بینی زاویه خم ارائه نمود. به منظور آموزش شبکه از الگوریتم پس انتشار خطا استفاده شده است. داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه با استفاده از تحلیل المان محدود استخراج شده که به کمک نتایج تحلیلی یانگ جون چی اعتبارسنجی شده است. مقایسه نتایج شبکه عصبی مصنوعی با نتایج روش های تحلیلی و عددی، صحت جواب های پیش بینی شده توسط شبکه عصبی مصنوعی و همچنین قدرت بالای این روش را نشان می دهد.