مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 99 (اسفند 1393)

ورق های فولادی نقش قابل توجهی در تولید بدنه خودرو دارند. طی سالیان اخیر، افزایش قیمت تمام شده ورق های فولادی از یکسو و مشکلات ناشی از تحریم ها از سویی دیگر، تامین ورق های فلزی را با چالش هایی جدی مواجه کرده است. از این رو لازم است تا سازندگان و تولیدکنندگان جهت صرفه جویی در مصرف مواد اولیه، کاهش ضایعات و مدیریت مصرف ورق، روش های نوینی به کار گیرند. در این مقاله، ابتدا روش های کاهش موادبری و ضایعات قطعات فلزی پرسی با بهره گیری از شیوه های تغییر در چیدمان قطعات، به کارگیری یا اصلاح قرار قالب، استفاده از ورق کویل به جای ورق شیت و تغییر در نحوه تولید، عرض نوار ورق و نوع قالب و پرس بررسی و در ادامه، موادبری روش های جدید با روش های قدیم مقایسه شده است. سپس، سود سالیانه ای که از اعمال این تغییرات در مدل های مختلف خودروی نیسان عائد گروه خودروسازی سایپا می شود محاسبه می شود. اجرای این روش ها علاوه بر صرفه جویی در مواد اولیه فلزی و کاهش ضایعات، نه تنها از هدررفت انرژی و سرمایه ملی جلوگیری می کند، که براساس قاعده برد برد به افزایش حاشیه سود برای تولیدکننده و خودروساز نیز می انجامد.

خودرو یکی از مهمترین منابع مصرف انرژی، خصوصا انرژی حاصل از سوخت های فسیلی است. امروزه، با توجه به تولید روزافزون خودرو و گسترش سیستم های حمل ونقل درون شهری، خودرو مهمترین منبع آلودگی شهرها محسوب می شود. با توجه به محدودبودن منابع انرژی، تغییر رویه استفاده از سوخت های فسیلی نه تنها در کاهش آلایندگی، که در رشد اقتصادی کشور و کاهش تاثیر نوسانات نرخ نفت در بازار جهانی بر اقتصاد داخلی موثر می باشد. در این مقاله، پس از مروری بر منابع انرژی پاک، انواع خودرو و زیرساخت های موجود در ایران، خودروهای هیبریدی پیل سوختی دمابالا به عنوان جایگزینی مناسب برای سیستم حمل ونقل کنونی پیشنهاد می شود. در پایان، مینی بوس تشریفاتی چهارده نفره هیبرید پیل سوختی - خورشیدی دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، به عنوان نمونه ای موفق از یک خودرو پاک معرفی و سیستم های توان، گازرسانی و کنترل آن تشریح می شود.

موتورهای رم جت به دلیل مزایای خاص خود همواره مورد توجه بوده اند. طی سالیان گذشته، تلاش های گسترده ای درباره موضوع بهبود عملکرد این دسته از موتورها انجام و نتایج درخور توجهی حاصل شده است. از جمله راه کارهای ارائه شده برای بهبود عملکرد این نوع موتورها، ترکیب آن با موتورهای توربینی است. موتورهای توربوجت با پس سوز می توانند تا بازه 2 الی3 ماخ به خوبی عمل کنند. در سرعت های حدود 5 ماخ هم می توان گفت که موتورهای رم جت بهترین عملکرد و بازده را دارند. این ویژگی ها در کنار هم سبب ایجاد موتوری با بازده بالا شده است. این موتور، که از آن برای پروازهای فراصوت استفاده می شود، موتور توربو رم جت نامیده می شود و از مزیت های هر دو نوع موتور رم جت و توربوجت بهره می برد. از جمله این نوع موتورها می توان به موتور توربو رم جت جی. 58 اشاره کرد که در پرنده اس. آر. 71 مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی شده است تا نخست انواع موتورهای رم جت، مزایا و معایب آنها مورد بررسی قرار گیرد؛ سپس درباره پارامترهایی از موتورهای ترکیبی توربو رم جت در مقایسه با موتورهای غیرترکیبی بهبودیافته بحث شود. این مقایسه به وسیله بررسی اجزای یکی از بهترین نمونه های این نوع موتور؛ یعنی جی. 58 انجام می شود.

براساس نظرسنجی انجام شده در دوازده کشور اروپایی، ایمنی مهمترین عامل اثرگذار در انتخاب و خرید خودرو است. استفاده از جاذب های انرژی راه حلی مناسب برای به حداقل رساندن ضربه وارده و ایجاد ایمنی است. خودروسازان برای رسیدن به این هدف، اقدام به کاهش وزن خودرو با جایگزینی آلومینیوم و مواد کامپوزیتی به جای فولاد نموده اند. از طرفی، لوله های جدارنازک به دلیل سبکی، ظرفیت بالای جذب انرژی، طول لهیدگی زیاد و نسبت بالای جذب انرژی به وزن به عنوان یکی از کارآمدترین سیستم های جذب انرژی مطرح است. طی سه دهه گذشته، آزمایش های متعددی به منظور ایجاد درکی بهتر از سازوکار له شدگی سازه های جدارنازک در قالب کمانش، نیروی متوسط له شدگی، نوع تاخوردگی و مقدار انرژی جذب شده توسط چین خوردگی ها برای برخی از مقاطع صورت گرفته است. در این مقاله برای مقاطع دایره و مربع چندسلولی از جنس آلومینیوم در هشت مقطع گوناگون شبیه سازی و تحلیل عددی انجام شده است. از نتایج این مقاله می توان به مقدار حداکثری جذب انرژی توسط مقطع دایره چهارسلولی اشاره کرد. به دست آوردن ابعاد و ضخامت بهینه بررسی مقاطع چندسلولی هندسه های مخروطی و هرمی به همراه فوم های پلیمری و ترکیب چندسلولی مربعی و استوانه ای در مرکز پیشنهاد می شود.

از جمله کاربردهای نانو مواد، که امروزه در صنایع نظامی به شدت مورد توجه قرار گرفته است، استفاده به عنوان مواد زره است؛ موادی که باید خواص بالستیک و مکانیکی مناسب و توانایی مقاومت در برابر تهدیدهای بالستیک را داشته باشند. در این مقاله، نانوزره های مناسب برای تجهیزات نظامی بررسی شده است. این نانوزره ها شامل نانوکامپوزیت ها و موادی با ساختار نانو می-باشند. در زمینه مواد با ساختار نانو، فولادهای با ساختار نانوکریستال در کنار یک لایه کامپوزیتی پلاستیکی، خواص بالستیکی و مکانیکی قابل قبولی از خود نشان داده اند. در حوزه نانوکامپوزیت ها نیز مشاهده شده است که نانوکامپوزیت های منیزیوم - آلومینا و آلومینیوم - کاربید بور، در نرخ های بالای کرنش، خواص مکانیکی قابل توجهی از خود نشان داده اند که این امر با کاهش چشمگیر وزن در مقایسه با فولادهای زرهی همراه بوده است. همچنین نتایج مطالعات تجربی نشان داده است که مواد مدرج تابعی محتوی ذرات فلزی (تیتانیوم) و نانوذرات سرامیکی (تیتانیوم دی-بورید) استحکام بالایی دارند که به افزایش مقاومت در برابر نفوذ گلوله می انجامد.

این مقاله یک سیستم جدید ترمز اختلافی قابل برنامه ریزی با طراحی ساده را معرفی می کند؛ سیستمی که به طور گسترده ای بر روی سیستم های رباتیک و هپتیکی غیر فعال قابل استفاده است. این ترمز توانایی ایجاد نیروهای برخورد با سفتی بالا را بدون نیاز به اندازه گیری نیرو دارد. این سیستم براساس یک بازوی مکانیکی دو درجه آزادی چرخشی است که از ترمزهای قابل برنامه ریزی مغناطیسی استفاده می کند. در این مقاله ابتدا مفهوم ترمز اختلافی قابل برنامه ریزی بیان و سپس کاربرد آن در سیستم های رباتیک و هپتیکی بررسی می شود. در ادامه، نمونه ای از ترمز پیشنهادی ساخته و عملکرد آن بررسی می شود. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که این ترمز پیشنهادی با دقت قابل قبولی توانایی محدودسازی سیستم های هپتیکی را در زوایای مورد نظر دارد.

سوخت های فسیلی منابعی روبه زوال اند که جامعه و توسعه انسانی را در آینده ای نه چندان دور دچار کمبود سوخت خواهند ساخت. بنابراین روی آوردن به انرژی های نو امری ضروری می نماید. سامانه های تبدیل مستقیم انرژی مانند فتوولتائیک، پیل سوختی و ترموالکتریک جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی می باشند. این سامانه ها به ترتیب انرژی های خورشیدی، شیمیایی و حرارتی را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در همین راستا، با توجه به مزایای زیادی که در استفاده از این سامانه ها وجود دارد، همواره چالش هایی نیز بر سر راه تولید و استفاده از آنها خودنمایی کرده است. با استفاده از فناوری نانو می توان این سامانه ها را با بازده بالاتر و قیمت کمتر تولید نمود و استفاده از آنها را گسترش داد.