فهرست مطالب

مجله مهندسی مکانیک
سال چهل و پنجم شماره 1 (پیاپی 70، بهار 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/05/14
  • تعداد عناوین: 8
|
  • هادی حقوقی*، مهدی نیلی احمدآبادی، مجتبی دهقان منشادی صفحات 1-10
    تونل باد، جریان هوای کنترل شده ای را ایجاد می کند که از اطراف مدل عبور کرده و بدین ترتیب اطلاعات مفیدی از چگونگی عبور جریان از اطراف مدل به دست می آید. هدف نهایی از طراحی تونل باد، ایجاد جریان هوای یکنواخت با حداقل شدت آشفتگی ها[1] و بدون زاویه می باشد. یکی از روش های کاهش شدت آشفتگی جریان نصب لانه زنبوری[2] و توری[3] در محفظه آرامش تونل باد است. در این پژوهش اثر نصب لانه زنبوری و توری با پارامتر های هندسی مشخص بر توزیع سرعت، شدت آشفتگی ها و دو پارامتر چولگی[4] و صافی[5] جریان در مقطع آزمون تونل باد مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اندازه گیری شدت آشفتگی ها از دستگاه جریان سنج سیم داغ[6] استفاده شده است. این دستگاه سرعت لحظه ای جریان سیال را با فرکانس بسیار بالا اندازه گیری می کند. نتایج نشان می دهد که نصب لانه زنبوری و توری و همچنین جدا کردن فن از بدنه تونل باد باعث کاهش حدود 75 درصدی شدت آشفتگی ها در مقطع آزمون تونل باد و همچنین نزدیک شدن پارامتر های چولگی و صافی جریان به مقادیر بهینه آن ها شده است. همچنین نتایج به دست آمده موید آن است که لانه زنبوری و توری توزیع احتمال نرمال داده های سرعت لحظه ای را به حالت نرمال نزدیک می کند.
    کلیدواژگان: تونل باد، لانه زنبوری، توری، شدت آشفتگی، جریان سنج سیم داغ
  • عباس فدایی، عطا خباز اقدم صفحات 11-21
    در تحقیق حاضر با مطالعه پارامتری به روش اجزای محدود در ورق های نازک با جوش نقطه ای مقاومتی از جنس فولاد AISI 1008، اثرات تغییر کمیت های مختلف بر انداره و شکل دکمه جوش نشان داده شده اند. صحت سنجی قسمتی از نتایج تحلیل اجزای محدود با مطالعه تجربی و قسمتی دیگر به صورت مقایسه با پژوهش های منتشر شده انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که شدت جریان الکتریکی مهمترین کمیت در نحوه تشکیل دکمه جوش می باشد. همچنین افزایش قطر الکترود یا ضخامت ورق باعث افزایش ناحیه متاثر از گرما می شود، لذا مدت زمان و یا شدت جریان بیشتری برای جوشکاری لازم خواهد بود. به علاوه کاهش جریان و زمان جوشکاری باعث کوچک شدن دکمه جوش و بالا رفتن گرادیان دمایی در ناحیه متاثر از گرما شده و در نتیجه تنش های پسماند کششی را در این ناحیه افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: مطالعه پارامتری، جوشکاری نقطه ای مقاومتی، شکل دکمه جوش، اندازه دکمه جوش، روش اجزای محدود
  • بهنام قبادی پور، علی رهروی*، منصور علیزاده، آزاده ضیایی جزی صفحات 23-30
    در این مقاله نحوه اندازه گیری خواص هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک برای لاستیک ها از طریق آزمون توضیح داده شده و در ادامه یک تیر ساندویجی با هسته ی لاستیکی شبیه سازی و نتایج آن با آزمون مقایسه گردیده است. نحوه ی اندازه گیری هر یک از متغیرهای فوق از طریق آزمایش توضیح داده می شود. به اختصار تئوری های مربوطه، برای توصیف داده های اندازه گیری شده ی آزمایش، ارائه خواهد شد. سپس خواص مورد نیاز اندازه گیری شده، برای شبیه سازی در نرم افزار ABAQUS بکار می رود و براساس روش های مختلف مدل سازی شده و میرایی های متفاوت بررسی می شود و در نهایت نتایج آن با نتایج آزمون و نتایج تحلیلی مقایسه می شود.
    کلیدواژگان: لاستیک، خواص الاستیک، ویسکوالاستیک، هایپرالاستیک، مدل اجزاء محدود، ارتعاش
  • البرز کاظمی، سلمان نوروزی، عبدالحمید گرجی صفحات 31-40
    در این پژوهش فرآیند تیگزوفورجینگ به عنوان یکی از فرآیندهای شکل دهی نیمه جامد مورد تحقیق قرار گرفته است که شامل آهنگری آلیاژ آلومینیم A356 در محدوده دمایی دو فازی (بین خط ذوب و انجماد) است. با هدف دست یافتن به شرایط مطلوب، تاثیر پارامترهایی نظیر دما و زمان نگهداری در عملیات گرمایش مجدد روی فرآیند تیگزوفورجینگ مورد بررسی قرار گرفته است. دمای نیمه جامد 580، 590 و 600 درجه سانتیگراد و زمان نگهداری 5، 10 و 15 دقیقه در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل نشان داد که در دمای 600 درجه سانتیگراد و زمان نگهداری 5 دقیقه، ریزترین ساختار (73 میکرومتر) بدست آمده است. همچنین به منظور بررسی خواص مکانیکی، آزمون فشار و سختی سنجی نیز انجام شد و همان طور که انتظار می رفت بهترین خواص مکانیکی (تنش تسلیم 149 مگاپاسکال، تنش فشاری نهایی 433 مگاپاسکال و سختی 79 ویکرز) در نمونه با ریزترین ساختار حاصل شده است.
    کلیدواژگان: فرآیند تیگزوفورجینگ، آلیاژ آلومینیم A356، دمای گرمایش مجدد، زمان نگهداری
  • سید حسین گنجیانی* صفحات 41-52
    در این کار، جریان جوشش فرو سرد در یک لوله عمودی به روش عددی شبیه سازی شده است. شبیه سازی در کد تجاری دینامیک سیالات محاسباتی با مدل دو سیالی به روش اولر- اولر انجام شده است. برای شبیه سازی جریان جوشش فرو سرد، معادلات ترکیبی این جریان، کد نویسی شده و اجرا شدند. پیش بینی درست و مناسب کسرهای حجمی در جریان جوشش فرو سرد یک مرحله مهم در مدل کردن آن است، زیرا کسرهای حجمی به شدت بر انتقال های الگوی جریان تاثیر می گذارند. برای هندسه و شرایط مرزی استفاده شده در کار حاضر، توزیع کسر حجمی بدست آمده با داده های آزمایشگاهی موجود، تطابق بسیار خوبی دارند. همچنین نتایج شبیه سازی با دیگر نتایج عددی و نتایج حاصل از کد RELAP5/MOD3.2 نیز مقایسه شده است. علاوه بر کسر حجمی، توزیع دمای مایع، سرعت مایع و شدت آشفتگی نیز بررسی شده اند.
    کلیدواژگان: جوشش فرو سرد، کسر حجمی، دینامیک سیالات محاسباتی
  • سینا پاشازانوس*، روزبه شفقت، قدیر اسماعیلی صفحات 55-60
    در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان نیوتونی خون در مجرای دارای گرفتگی با شرایط هندسی واقعی به دلیل بیماری گرفتگی شرایین پرداخته شده است. در شبیه سازی عددی مساله به دلیل پیچیدگی هندسه ی گرفتگی، معادلات ناویر-استوکس در مختصات عمومی منحنی الخط به کار برده شده و با روش حجم محدود در این مختصات حل شده اند. هدف از این مطالعه بررسی اثرات یک گرفتگی واقعی بر ویژ گی های جریان خون مانند پروفیل های سرعت و فشار، بردارهای سرعت، تنش برشی دیواره ای متوسط و محلی در پایین دست گرفتگی می باشد. نتایج حاصله نشان می دهد به دلیل شکل خاص گرفتگی، افزایش عدد رینولدز موجب نوسانات شدید و همچنین افزایش ناگهانی تنش برشی در ناحیه ی گرفتگی شده که در رینولدز های بالا صدمات جدی به دیواره ی رگ ها وارد کرده و حالت بیماری را پیچیده تر می کند.
    کلیدواژگان: آرترواسکلروز، مختصات عمومی منحنی الخط، گرفتگی، تنش برشی دیواره ای
  • مصطفی زمانی محی آبادی*، سیدعلی اکبر صفوی، سیدوحید نقوی، سیدمحمدحسام محمدی صفحات 61-67
    عملکرد سیستم در آینده دارای اهمیت می باشد. در این مقاله مدلسازی و مانیتورینگ چرخه روغن نیروگاه خورشیدی شیراز مورد مطالعه قرار می گیرد. جهت تحقق این مهم قسمت های مختلفی که در کنترل فرایند تاثیرگذار هستند، در محیط نرم افزاری MATLAB مدل سازی و با استفاده از داده های فعلی نیروگاه خورشیدی شیراز اعتبارسنجی می شوند. مبنای مدل توسعه یافته براساس دیاگرام جریان فرآیند (PFD) نیروگاه خورشیدی شیراز می باشد. به منظور ایجاد محیطی با تعامل کاربری بهتر و انعطاف پذیری بیشتر جهت اتصالات زمان حقیقی، مدلسازی ها به محیط نرم افزاریLabVIEW نیز منتقل می شوند. از اینرو به کمک نرم افزارLabVIEW محیط گرافیکی مناسبی فراهم می گردد تا عملکرد بخش های مختلف نیروگاه را بتوان به بهترین شکل ممکن نمایش داد.
    کلیدواژگان: مدل سازی، متلب، اعتبارسنجی مدل، سیمولاتور، نیروگاه خورشیدی شیراز
  • محمد عامری*، حمید مختاری صفحات 69-73
    در این مقاله بهینه سازی مبادله کن گرمایی یک نیروگاه زمین گرمایی بر مبنای الگوریتم ژنتیک مطالعه گردید. ابتدا به صورت تک هدفی با توابع هدف افت فشار بر واحد طول و راندمان گرمایی نیروگاه نسبت قطر داخلی به خارجی بهینه محاسبه شد. سپس با دو تابع هدف راندمان گرمایی و هزینه اجزاء نیروگاه زمین گرمایی بهینه سازی چند هدفی صورت پذیرفت. در این بررسی هزینه های لوله گذاری و محاسبه عمق چاه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بهینه سازی تک هدفی منجر به نسبت بهینه برابر با 675/0 برای کمترین افت فشار و نسبت بهینه برابر با 353/0 برای بیشترین راندمان گرمایی گردید. در بهینه سازی دو هدفی پارامترهای بهینه برای افزایش راندمان و کاهش قیمت شناسایی شد.
    کلیدواژگان: زمین گرمایی، بهینه سازی، مبدل هم محور، الگوریتم ژنتیک
|
  • H. Hoghooghi, M. Nili Ahmadabadi, M. Dehghan Manshadi Pages 1-10
    Wind tunnels generate controlled air flow which passes through the model. Thus، a series of useful data related to air flow quality are obtained. The final goal of wind tunnel design is to generate a uniform air flow with minimum turbulence intensity and low flow angle. One of the methods for decreasing the turbulence intensity is to install honeycomb and screens in the settling chamber of the wind tunnel. In this research، the effects of honeycomb and screens with specified geometric parameters on velocity distribution، turbulence intensity، skewness and flatness are investigated. A set of hot-wire anemometer is used to measure turbulence intensities. It measures flow instantaneous velocity with high frequency. The results show that the installation of honeycomb and screens، and isolation of the test section from the fan decreases the turbulence intensity of the test section about 75% and، optimizes the skewness and flatness values. Moreover، normal probability distribution of instantaneous velocity approaches the normal distribution.
    Keywords: Wind tunnel, Honeycomb, Screens, Turbulence Intensity, Hot, wire Anemometry
  • A. Fadaei, A. Khabaz Agdam Pages 11-21
    In the present research، the effects of the shape and size nugget variations in the AISI 1008 resistance spot weldment were showed by the parametric study using the finite element method. The verification of some of the finite element results was done by comparison with the experimental study results and other was compared with the published researchs. The results show that the electrical current is the most important parameter in the formation of the nugget. The heat affected zone was grown by increasing the electrode diameter and the sheet thickness; as a result the time and the electrical current should be increased for welding. In addition، the nugget size was reduced and the temperature gradiant in the heat affected zone was raised by decreasing the electrical current and the welding time، as a result the tension residual stresses in the heat affected zone were increased.
    Keywords: Parametric study, Resistance spot welding, Nugget shape, Nugget size, Finite element method
  • B. Ghobadipour, A. Rahrovi, M. Alizadeh, A. Ziaeejazi Pages 23-30
    In this study، the method of measuring the viscoelastic and hyper-elastic property of rubbers is explained. After that a sandwich cantilever with core of rubber is simulated and the simulated results are compared with experimental results. The main parameters like loss factor and storage module for simulating rubber behavior are explained. Next، the ways for measuring of these parameters is described. Finally، this property is used for ABAQUS and results is compared with experimental test.
    Keywords: Rubber, Property of Rubber, Viscoelastic, Hyper, elastic, Finite Element Model, Vibration
  • A. Kazemi, S. Nourouzi, A. Gorji Pages 31-40
    In this research، a thixoforging process is studied as one of the semi-solid forming processes that include aluminum alloy forging in two-phase temperature range (between solidus and liquidus). For this purpose and in order to achieve favorable conditions in the two-phase zone، the influence of reheating temperature and holding time on thixoforging process is investigated. Semi-solid temperature and holding time are considered 580، 590، 600 °C and 5، 10، 15 minutes respectively. Attained results show that the finest microstructure (73 micrometer) is obtained in semi-solid temperature of 600°C and holding time of 5 minutes. Also، the hardness and the compressive test are performed in order to find the best mechanical properties. As it is expected، the best mechanical properties (yield stress of 149 MPa، ultimate compressive stress of 433 MPa and hardness of 79 VHN) are achieved in sample with the finest structure.
    Keywords: Thixoforging process, A356 aluminum alloy, Reheating temperature, Holding time
  • A. Kazemi, S. Nourouzi, A. Gorji Pages 41-52
    In this research، a thixoforging process is studied as one of the semi-solid forming processes that include aluminum alloy forging in two-phase temperature range (between solidus and liquidus). For this purpose and in order to achieve favorable conditions in the two-phase zone، the influence of reheating temperature and holding time on thixoforging process is investigated. Semi-solid temperature and holding time are considered 580، 590، 600 °C and 5، 10، 15 minutes respectively. Attained results show that the finest microstructure (73 micrometer) is obtained in semi-solid temperature of 600°C and holding time of 5 minutes. Also، the hardness and the compressive test are performed in order to find the best mechanical properties. As it is expected، the best mechanical properties (yield stress of 149 MPa، ultimate compressive stress of 433 MPa and hardness of 79 VHN) are achieved in sample with the finest structure.
    Keywords: Thixoforging process, A356 aluminum alloy, Reheating temperature, Holding time
  • S. Pashazanoos, R. Shafaghat, G. Esmaili Pages 55-60
    The present study investigates the flow through the actual stenosed artery due to the Atherosclerosis، both numerically and experimentally. The governing differential equations of blood flow are solved by controlvolume techniques in the generalized body-fitted coordinates because of the complex geometry. The aim of this study is isolate the effect of actual stenosed geometry on the flow characteristics such as، velocity and pressure profiles، velocity vectors and mean and local wall shear stress in the post-stenotic. It is shown that the oscillation and sudden increase of wall shear stress is found to relate to the increasing Reynolds number at the neck of stenosis، which is an important factor in progress of arterial disease.
    Keywords: Atherosclerosis, General curvilinear coordinates, Stenosis, Wall shear stress
  • M. Zamani Mohiabadi, S. A. A. Safavi, S. V. Naghavi, S. M. H. Mohammadi Pages 61-67
    This paper the presents modeling and monitoring of Shiraz solar power plant oil cycle. The different parts of the process which influence the control performance are modeled and validated with the real data from Shiraz solar power plant in MATLAB software environment. The developed model structure is based on the process flow diagram (PFD) of Shiraz solar power plant was performed. To create an environment with better user interface and more flexibility for real-time connections، the developed model is transferred to Labview software environment. It provides proper GUI software to monitor different performance trends of the plant.
    Keywords: Modeling, MATLAB, Model Validation, Simulator, Shiraz Solar Power Plant
  • M. Ameri, H. Mokhtari Pages 69-73
    In this paper، optimization of heat exchangers of a geothermal power plant، based on genetic algorithm، has been studied. At first، the optimized inner to outer diameter ratio is calculated based on one-objective optimization function، for the pressure drop per unit length as well as the power plant thermal efficiency. Then، the multi-objective optimization is performed based on the geothermal power plant thermal efficiency and the cost of the geothermal components cost as two-objective functions. In this study، the cost of geothermal well piping installation and well depth estimation are considered. One-objective optimization results lead to optimized inner to outer diameter ratio of 0. 675 and 0. 353 for the least pressure drop and the maximum thermal efficiency respectively. The two-objective optimization parameters were identified in order to increase efficiency and reduce costs.
    Keywords: Geothermal, Optimization, Co, axial Exchanger, Genetic Algorithm