فهرست مطالب

فناوری اطلاعات در طراحی مهندسی - سال چهارم شماره 1 (پاییز و زمستان 1390)

مجله فناوری اطلاعات در طراحی مهندسی
سال چهارم شماره 1 (پاییز و زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/10/15
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سیدعلی ضیایی، محمد پوررضا صفحات 1-14
    مدل تغییر شکل های دائمی خاک بستر یکی از معیارهای مهم در طراحی مکانیستیک روسازی و روکش می باشد. در روش های طراحی مکانیستیک روسازی، مدل خستگی بر اساس کرنش کششی زیرلایه آسفالتی بیان می شود؛ اما در طراحی مکانیستیک روکش کرنش کششی گاهی در زیرلایه روکش و گاهی زیرلایه آسفالتی در نظر گرفته می شود. مدل تغییر شکل های دائمی نیز بر اساس کرنش فشاری بالای لایه سابگرید بیان می گردد و از سوی دیگر در طراحی روکش و محاسبه کرنش های کششی و فشاری به منظور ارزیابی عمر خستگی و تغییرشکل های دائمی، روسازی آسیب دیده موجود با توجه به پیشرفت ترک های انعکاسی و سایر خرابی ها به درستی مدل نمی شود. در این مقاله تعیین عمر تغییر شکل های دائمی خاک بستر روسازی روکش شده با درنظرگرفتن کرنش های فشاری بالای لایه سابگرید مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. این بررسی با استفاده از برنامه تحلیلی Kenlayer برای روکش هایی با ضخامت های مختلف (نازک، متوسط و ضخیم) که بر روی روسازی های با ضخامت های مختلف (نازک، متوسط و ضخیم) در مناطق گرمسیر ایران قرارگرفته اند، انجام شده است و به منظور تعیین میزان بحرانی بودن معیار تغییر شکل های دائمی در برابر معیار پیشرفت ترک های انعکاسی به مقایسه این معیارها برای روسازی و روکش با ضخامت های مختلف پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: معیار خستگی، طرح مکانیستیک روکش، تغییر شکل های دائمی، روش اجزای محدود، ترک های انعکاسی
  • حمید ناظمی، حامد ابراهیم خانی، محمدرضا درخشش صفحات 15-24
    استفاده از پوشش های آلیاژی روی با عناصر گروه آهن از جمله آهن و کبالت به طور فزاینده ای رو به رشد است؛ در حالی که پوشش آلیاژی Zn-Co اغلب بین 0/4 تا 2 درصد وزنی کبالت دارد، پوشش آلیاژی Zn-Fe حتی تا 40 % وزنی نیز می تواند دارای آهن باشد. بررسی و تحلیل علل این تفاوت قابل ملاحظه با حضور مقدار عنصر آلیاژی در تشکیل رسوب، در این مقاله مورد توجه قرار گرفت. پوشش های آلیاژی Zn-Fe و Zn-Co از محلول های الکترولیت اسیدی در دمای oC25 در مدت زمان 10 دقیقه را سبب شدند. چگالی جریان آبکاری در محدوده A/dm210-4 تغییر داده شد. ترکیب شیمیایی رسوبات به وسیله آنالیز EDAX حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین گردید. راندمان جریان کاتدی و چگالی جریان جزئی روی، آهن و کبالت از طریق محاسبات مبتنی بر قوانین فارادی به دست آمد. همچنین از طریق اندازه گیری ضخامت پوشش، سرعت نشست رسوبات آلیاژی Zn-Fe و Zn-Co نیز تعیین گردید. نتایج حاصل نشان داد چگالی جریان جزئی روی در ترسیب آلیاژ Zn-Co بیشتر از آلیاژ Zn-Fe است؛ در حالی که در چگالی جریان آبکاری ثابت، چگالی جریان جزئی آهن در ترسیب Zn-Fe بسیار بالاتر از چگالی جریان جزئی کبالت در ترسیب Zn-Co می باشد. همچنین سرعت نشست رسوب آلیاژ Zn-Co نیز بیشتر از Zn-Feاست؛ به عبارتی به دلیل سرعت کمتر نشست رسوب آلیاژ Zn-Fe، آهن فرصت بیشتری برای حضور در ساختار رسوب به دست می آورد.
    کلیدواژگان: ترسیب الکتروشیمیایی، Zn، Fe، Zn، Co
  • جواد علامتیان صفحات 25-48
    در این مقاله، روش رهایی پویا برای پیمایش ناحیه های بازگشت بار و تغییر مکان به کار می رود. نخست، روش رهایی پویا و رابطه های آن معرفی می گردد و رفتار آن در رویارویی با ناحیه های بازگشتی بررسی می شود. سپس، دو شیوه نوین شامل فرایندهای کمینه کارمایه جنبشی و کمینه تغییرمکان نامیزان برای محاسبه عامل بار، رابطه سازی می شوند. فرایندهای پیشنهادی در دسته بندی روش های تغییرمکانی جا دارند و با تکرارهای روش رهایی پویا سازگار می باشند. سنجش عددی رابطه سازی های پیشنهادی نیز با تحلیل اجزای محدود چندین سازه شامل خرپاهای دو و سه بعدی، تیرها و قاب های دو بعدی و پوسته ها که دارای رفتار ناخطی هندسی می باشند، انجام می پذیرد. نتایج عددی کارایی مناسب فرایندهای پیشنهادی را در پیمایش مسیرهای ایستایی سازه های ناخطی با روش رهایی پویا نشان می دهند.
    کلیدواژگان: روش رهایی پویا، بازگشت بار و تغییرمکان، کمینه کارمایه جنبشی
  • هادی خاتمی مشهدی*، حجت رضایی پژند صفحات 49-58
    رسوب (بارمعلق و کف) مواد جامدی است که ازطریق رودخانه انتقال می یابد. روش مرسوم تخمین بارمعلق، برازش یک الگوی توانی بر نمونه دبی– رسوب است. الگوی توانی رشد نمایی دارد و در سیلاب های بزرگ (برون یابی) به علت کراندار بودن رسوب، جواب های غیرواقعی می دهد. الگوی های تکه ای برای رفع این نقیصه پیشنهاد می شود. این الگو کران ها را رعایت و رشد آن خطی است. الگوی رگرسیون تکه ای در این مقاله بر آمار دبی- رسوب تعداد 18 ایستگاه (سراسر ایران) برازش داده شد. رفتار این ایستگاه ها یک گره ای (دوتکه ای) است. ضریب تعیین اصلاح شده برای اکثر ایستگاه ها بیش از 0/5 و نشان از مناسب بودن الگوهاست. آماره F برای18 الگو بین 46 تا1975 است. مقدار احتمال پارامترهای الگوهای انتخابی بسیار کمتر از 5% است که ضرورت رگرسیون تکه ای را تایید می کند. تحلیل واریانس و آسیب شناسی باقی مانده ها انجام و نشان از نکویی برازش الگوها دارد. نتایج به دست آمده نشان دهنده مناسب بودن الگوهای دوتکه ای انتخابی است.
    کلیدواژگان: رسوب، بارمعلق، الگوی توانی، رگرسیون تکه ای خطی
  • امیرحسین جمشیدی، مهدی قهاری، ابوالحسن نجفی، نجم الدین عرب صفحات 59-75
    فیلترهای فومی سرامیکی قطعات سرامیکی متخلخلی هستند که دارای شبکه سه بعدی با تخلخل های نامنظم، باز و به هم پیوسته می باشند. معمولا از این فیلترها برای تصفیه و حذف آخال و ناخالصی ها از مذاب فلزات استفاده می شود. در این تحقیق ساخت فیلترهای فومی سرامیکی بر پایه کاربید سیلیسیم به روش غوطه وری اسفنج پلی اورتان در دوغاب سرامیکی انجام شد و اثر استفاده از درصدهای مختلف سیلیس کلوئیدی در دوغاب و تاثیرگذاری آن در خواص فیلترها از جمله استحکام فشاری و خواص فیزیکی مانند دانسیته حجمی و درصد تخلخل بررسی شد. برای پخت فوم ها 4 دمای مختلف آزمایش شد که در نهایت دمای °C 1250 برای پخت مناسب بود. همچنین اثر سیلیس کلوئیدی در ایجاد تیکسوتروپی و بررسی ویسکوزیته دوغاب با استفاده از آزمایش رئومتری مورد مطالعه قرار گرفت. به وجود آمدن فاز مولایت در ریزساختار فیلتر ها یکی از عوامل استحکام بخشی و افزایش دیرگدازی می باشد. بررسی ریزساختار توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام شد، که نتایج به وجود آمدن فاز مولایت را تایید می کنند.
    کلیدواژگان: فیلتر فومی سرامیکی، آخال، کاربید سیلیسیم، سیلیس کلوئیدی، تیکسوتروپی، مولایت
  • مهرداد جبارزاده، جعفر اسکندری جم، محمود خسروی صفحات 77-96
    در این مقاله به حل دقیق کمانش حرارتی صفحات دایره ای از جنس مواد تابعی دو طرفه تحت بارگذاری حرارتی یکنواخت با در نظر گرفتن تئوری کلاسیک و فرضیات غیرخطی فون کارمن در شرایط تکیه گاهی ساده و گیردار پرداخته شده است. خواص مواد نسبت به سطح میانی صفحه متقارن و طبق قانون توانی در راستای ضخامت تغییر می کند، به طوریکه سطح میانی صفحه دایره ای فلز خالص و طرفین صفحه، سرامیک خالص در نظر گرفته شده است. با به کارگیری روش انرژی معادلات غیر خطی تعادل استخراج و معادلات پایداری توسط روش تعادل در مجاورت برای تعیین دمای بحرانی کمانش مورد استفاده قرار گرفته و یک حل بسته برای آن به دست آمده است. اثر عوامل مختلف، شامل نرخ تغییرات ضخامت به شعاع ورق، شاخص کسر حجمی تغییرات درصد مواد و اثر ضریب پواسون بر روی دمای بحرانی کمانش برای دو شرایط تکیه گاه ساده و گیردار مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصل با یکدیگر و همچنین با کارهای گذشته مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: کمانش حرارتی، صفحات دایره ای، مواد تابعی، تئوری کلاسیک
  • محمدحسین رضوی، محمد مقیمان صفحات 97-108
    در این مقاله نرخ تبخیر از سطح آزاد آب برای رژیم های جابه جایی آزاد، اجباری و ترکیب این دو در جریان متلاطم هوا اندازه گیری شده است. اندازه گیری ها بر روی یک مدلاستخر آزمایشگاهی برای سرعت های مختلف هوا و دماهای متغیر آب در گستره وسیعی از نسبت / (0/01< / <100) انجام گرفته است. برای رژیم جا به جایی اجباری و جابه جایی ترکیبی، نرخ تبخیر با اختلاف فشار بخار افزایش می یابد؛ حال آنکه در گستره رژیم جابه جایی آزاد، علاوه بر اختلاف فشار، تغییر چگالی نیز در روابط تبخیر، حائز اهمیت است. بر پایه این آزمایشات، رابطه جدیدی که توانایی تعیین نرخ تبخیر و عدد شروود را برای گستره وسیعی از رژیم های جابه جایی دارد، ارائه شده است. همچنین مقایسه بین نرخ های تبخیر از سطح آزاد آب و سطح مرطوب نشان می دهد که در سرعت های هوای پایین، نرخ تبخیر از سطح مرطوب بیشتر از نرخ تبخیر از سطح آزاد آب است؛ حال آنکه در سرعت های هوای بالا، نتیجه معکوس دیده می شود.
    کلیدواژگان: نرخ تبخیر، جابه جایی اجباری، جابه جایی آزاد، جابه جایی ترکیبی، سطح مرطوب
  • مسعود میرزایی، حمید کشمیری، امیر مومنی صفحات 109-118
    آزمایشهای فشار گرم روی فولاد زنگ نزن مارتنزیتی در محدوده دمایی C1150-C900 و سرعت کرنش s-1 1- 0/001 برای بررسی رفتار تغییر شکل گرم انجام شدند. رابطه بین تنش سیلان فولاد و پارمترهای فرآیند، یعنی دما و سرعت کرنش به کمک معادله بنیادین سینوس هایپربولیک بیان شد. به کمک این رابطه مقدار انرژی اکتیواسیون تغییرشکل kJ/mol 448 و ثوابت A، n و به ترتیب 10162/2، 4/9 و 0/011 تعیین گردیدند. منحنی های سیلان وقوع تبلورمجدد دینامیکی را در این فولاد نشان دادند. نقاط مشخصه پیک و آغاز تغییرشکل حالت پایدار تعیین شده و تنش و کرنش این نقاط توسط روابط توانی به پارامتر بدون بعد Z/A (نسبت پارامتر زنر- هولومان به ثابت رابطه سینوس هایپربولیک) مرتبط گردیدند. در تنش های کم و همچنین تنش های بالا انحرافاتی در وابستگی تنش سیلان به پارامتر Z/A در مقیاس لگاریتمی مشاهده گردید. مشاهده شد که در محدوده تنش های کم رابطه بنیادین توانی و در تنش های بالا رابطه نمایی از دقت بالاتری برخوردار هستند. از معادله اورامی برای بررسی و مدل سازی ترمیم ناشی از تبلورمجدد دینامیکی استفاده شد. نتایج نشان دادند که توان معادله اورامی با افزایش پارامتر زنر- هولومان کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: شکل دهی گرم، فشارگرم، تنش سیلان، تغییرشکل
|
  • Seyed Ali Ziaey, Mohammad Pourreza Pages 1-14
    Subgrade rutting model is one important criterion in pavement and overlay mechanistic design. Fatigue model for pavement mechanistic design methods is based on tensional strain under asphalt layer. But for overlay mechanistic design tensional strain may sometimes be under asphalt layer and sometimes under overlay layer as well as to be. Permanent deflection model is also based on the compressive strain under subgrade layer; on the other hand, the model is not correct for cracking pavement overlay design to assess fatigue or permanent deflection life, with regard to the progress of reflecting cracks and other destructions.In this study, subgrade Permanent deflection life of overlaid pavement is analyzed and compared with compressive strain above subgrade. The Kenlayer analytic software is used to analyze overlays with different thicknesses (thin, mid and thick) above pavement with different thicknesses (thin, mid and thick) in Iranian tropical zones and to determine the amount of the critical standards of permanent deflection compared to reflecting criteria.
    Keywords: Fatigue criteria, Overlay mechanistic design, permanent deflection model, Finite element method, reflective cracking
  • Hamid Nazemy *, Hammed Ebrahimkhani, Mohammad Reza Derakhshesh Pages 15-24
    The use of the Zn alloy coatings with iron group elements such as Fe and Co is developing increasingly. Zn-Co alloy coatings have 0.4 - 2 wt% cobalt, but the Fe content of Zn-Fe alloy coatings would be up to 40 wt%. In this research, the reasons of high difference in amount of alloying element in the deposits in the same electrochemical conditions have been investigated. Zn-Co and Zn-Fe alloys deposited galvanostatically using acidic electrolytes in 25ºC for 10 minutes. The selected current densities were in the range of 4- 10 A/dm2. Composition of deposits was determined using EDAX analysis. Cathodic current efficiency and partial current density of Zn, Fe and Co were obtained using Faraday relations. Also, the thickness of coatings was determined for calculating of the deposition rate in Zn-Fe and Zn-Co alloys. The results indicate that Zn partial current density in Zn-Co deposition is more than in Zn-Fe. But Fe partial current density in Zn-Fe deposition is much more than Co in Zn-Co. Therefore, in the same current density, the presence of Fe in Zn-Fe alloy deposit would be much more than the presence of Co in Zn-Co deposit.
    Keywords: electrochemical deposition, Zn, Fe, Zn, Co
  • Javad Alamatian* Pages 25-48
    In this paper, Dynamic Relaxation method is utilized for tracing the static path of nonlinear structures. First, DR formulation and its reaction in confronting with the snap-through and snap-back regions are studied. Then, two new procedures are proposed for calculating load factor. These schemes are formulated based on minimization of residual displacement and minimization of kinetic energy. The suggested formulations which are categorized in displacement-based methods are consistent with DR iterations. For numerical verification, some truss, frame and shell structures from nonlinear finite element are analyzed. Results show that the proposed techniques have a suitable efficiency for tracing the static path of nonlinear structures with Dynamic Relaxation method.
    Keywords: Dynamic Relaxation method, Snap, Through, Snap, Back, minimum kinetic energy
  • Hadi Khatami Mashhadi *, Hojat Rezaee Pazhan Pages 49-58
    Sediments are materials (Loads and Bed-Loads) that are transported by river flows.Sediment rating curve and power models are usually used for estimating suspended-loads data. Power modelsin large floods (extrapolation) are not suitable because of their exponential growth. Piecewise models are presented here to overcome this behavior. Piecewise regression models are applied for 18 basins suspended- Loads data. These models have one (or two) nods. Adjusted r-squares of these models are more than 0.5 in all cases. F statistics are between 46 and 1975 for all 18 models. P-values of all parameters are much less than 5% that shows necessity of parameters. Tables of ANOVA and diagnostics of residuals have been done; they showed goodness of fits. Results show that Piecewise regression models have good behavior.
    Keywords: Sediments, Suspended Loads, Power Models, Piecewise regression
  • Amirhossein Jamshidi*, Mahdi Ghahari, Abolhassan Najafi, Najmedin Arab Pages 59-75
    Ceramic foam filters (CFF) are porous ceramic pieces that have three dimensional network with open and irregular and interconnected porosities. Usually, these filters are used for refining and removal inclusions and contaminants from molten metals. In this research, silicon carbide (CFF) was made by the method immersion polyurethane sponge in ceramic slurry; different percentages of silica sol used in slurry, the influence of silica sol in properties of filters including compressive strength, and physical properties such as bulk density and porosity percent were studied. Four different temperatures were tested; 1250Ċ was a good temperature for curing. Also, the effect of silica sol in thixotropic behavior and viscosity was studied by rheometer test. Mullite and silicon carbide phases in microstructure increase compressive strength and refractoriness. Microstructure was studied by SEM. Results showed that mullite phase was made in filters.
    Keywords: Ceramic foam filter, Inclusion, silicon carbide, Silica sol, Thixotropic behavior, Mullite
  • Mehrdad Jabbarzadeh*, Jafar Eskandari Jam, Mahmood Khosravi Pages 77-96
    In this paper, the exact solution to the thermal buckling of circular plates made of two-way functional materials under uniform thermal loading has been studied. Also, the theory and assumptions of the classical nonlinear von karman for fixed and simple conditions have been considered. Material properties are symmetric with respect to the middle plane and vary according to the power law so that the middle plane and the sides are considered pure metal and ceramic, respectively. Nonlinear equations of equilibrium are determined using energy method, and stability equations are used to obtain the critical buckling temperature by equilibrium in the vicinity method and a closed solution is obtained. Effects of various parameters, including rate of change of plate thickness to its radius, change in volume percentage of the material. The Poisson ratio on the critical buckling temperature for the two fixed and simple conditions has been studied and the results are compared with each other and with those of previous researches.
    Keywords: Thermal buckling, Circular plate, functionally graded materials, Classic theory
  • Mohammad Hossein Razavi *, Mohammad Moghiman Pages 97-108
    In the present study, the rate of water evaporation for different convection regimes has been experimentally measured. The measurements were performed over a wide range of / (0/01< / <100) for a rectangular heated pool with different wind velocities. The results display that the evaporation rate increases with the vapor pressure difference over both forced convection and turbulent mixed convection. In addition, over the range of free convection regime, the evaporation rate is influenced not only by the vapor pressure difference but also by the density variation. Based on these experiments, a new correlation has been proposed that has the ability to predict evaporation rate and Sherwood number for a wide range of convection regimes. In addition, the comparison between water evaporation rates from free water surface and from wetted surface reveals that on low air velocities, evaporation rate from wetted surface is higher than that of free water surface. However, a reversed trend is observed on high air velocities.
    Keywords: evaporationrate, forcedconvection, mixedconvection, freeconvection, wettedsurf
  • Masoud Mirzaee*, Hamid Keshmiri, Amir Momeni Pages 109-118
    Hot deformation behavior of a martensitic stainless steel was investigated by conducting hot compression tests at temperature range of 900-1150ºC and strain rate of 0.001-1s-1. The relation between flow stress and Zener-Hollomon parameter was successfully modeled via the hyperbolic sine function under the whole range of deformation condition. The value of apparent activation energy, Q, and the empirical material constants of A and n were determined. The values of peak and steady-state stress were related to the dimensionless parameter of Z/A using power-law equations. It was also found that flow stress deviated from linear dependence on Z/A parameter at <0.8 and >1.2. The deviations proposed power and exponential equations respectively for low and high stress levels. The variation of peak and steady state strains with Z parameter were studied and the best models were developed. A model based on the Avrami equation was developed to estimate the kinetics of DRX at different deformation conditions. It was found that the Avrami exponent decreases as Z rises. Otherwise, the Avrami constant of k was shown to have no distinct relation with Z.
    Keywords: Hot Deformation, Flow Stress, Fractional Softening, Kinetics