فصلنامه فنی و مهندسی مدرس
پیاپی 31 (بهار 1387)

در این مقاله، ضمن مرور چند مدل و روش در زمینه تحلیل شکست پوسته های متاثر از انفجار خرج میانی بر مبنای مدل تیلور، روشی برای تحلیل شکست دینامیکی استوانه های شیاردار تحت بار انفجاری ناشی از انفجار خرج میانی HE و تعیین زمان شکست، شعاع شکست، سرعت و شتاب ترکش ارائه شده است. نتایج تحلیلی مدل ارائه شده با نتایج حاصل از مدل تیلور در تحلیل شکست پوسته های استوانه ای شیاردار مقایسه و موارد اختلاف و همچنین اثر پارامترهای مختلف مادی و هندسی پوسته و خرج بر زمان شکست و سرعت ترکش، بحث و بررسی شده است.

در این مقاله، تحلیل خمشی پوسته های استوانه ای پیزوالکتریک، ارائه می شود. با استفاده از روابط کرنش جابه جایی غیرخطی دانل1 و بهره گیری از نظریه های مرتبه بالای پوسته برای منظور کردن تنشهای برشی عرضی و با کمینه سازی تابع پتانسیل، دستگاه معادلات سیستم استخراج می شود. از روش اجزای محدود برای حل معادلات استفاده می شود. علی رغم استفاده از المان دوبعدی چهارگرهی در مختصات استوانه ای، تحلیل به صورت سه بعدی است. با در نظر گرفتن المان هرمیتی برای جابه جایی شعاعی، هر نوع شرط مرزی اعم از گیردار یا مفصلی قابل اعمال است. همچنین از تابع پتانسیل الکتریکی مرتبه دو در راستای ضخامت برای تعیین توزیع پتانسیل الکتریکی استفاده می شود. درنهایت، نتایج حل اجزای محدود با نتایج نظریه کلاسیک و حل الاستیسیته پوسته استوانه ای پیزوالکتریک تحت بارگذاری های مختلف الکترومکانیکی مقایسه می شود. مقایسه نتایج برای شرایط بررسی شده، بیانگر دقت بیشتر این روش نسبت به روش های المان محدود ارائه شده در این زمینه و نیز امکان بالا بردن توانایی حمل بار پوسته از طریق به کارگیری توزیع مناسب پتانسیل الکتریکی در راستای ضخامت آن است.

- در این مقاله، روش اجزای محدود مبتنی بر تبدیلهای انتگرالی برای حل مسائل ترموالاستیسیته دوبعدی به کار گرفته شده است. البته تحلیل اصلی بر پایه معادلات نظریه ترموالاستیسیته با دو پارامتر زمانی انجام شده و در انتهای مقاله، مقایسه ای میان نتایج نظریه های برجسته ترموالاستیسیته انجام شده است. معادلات حوزه زمان با تبدیل لاپلاس به حوزه فرکانسی منتقل شده و با اعمال روش اجزای محدود به آنها، مقادیر گرهی در حوزه تبدیل یافته لاپلاس حاصل شده است. سپس به کمک تبدیل معکوس، نتایج به حوزه زمان منتقل شده است. در انتها ضمن مقایسه نتایج با مراجع دیگر، نتایج مورد بحث قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده، رفتار موجی انتشار گرما، تنش و تبدیل انرژی های گرمایی و مکانیکی در حین حرکت امواج تنش و گرما مشاهده می شود. این رفتار در نظریه های گوناگون بررسی شده، به گونه های مختلف آشکار شده است.

در این تحقیق تاثیر ضرایب انتقال حرارت بر عملکرد مشعل متخلخل به روش عددی بررسی شده است. مدلهای مختلفی برای تعیین ضرایب انتقال حرارت در بستر متخلخل پیشنهاد شده که صحت کاربرد آنها در مشعل متخلخل موضوع این مقاله است. کد PREMIX که برای مدلسازی شعله آزاد پیش مخلوط آرام به کار می رود برای مدلسازی احتراق درون بستر متخلخل تغییر داده شده است. سپس هر یک از انواع انتقال حرارت به تنهایی مطالعه شده است.
با افزایش ضریب انتقال حرارت، جابه جایی دمای فاز جامد به سمت فاز گاز میل می کند و پروفیل دمایی به سمت یک مقدار حدی همگرا می شود. مدلهای عمومی پیشنهاد شده برای ضریب انتقال حرارت حجمی، دقت کمی در تعیین عملکرد مشعل مورد بررسی داشته اند. از این رو استفاده از مدلهای تجربی به دست آمده برای هر ماده متخلخل قابل تعمیم به سایر مواد نیست. عامل تعیین کننده در این مدلسازی قطر متوسط حفره های فوم متخلخل است.
مدلهای ارائه شده برای ضریب انتقال حرارت هدایت دقت قابل قبولی داشته اند. در این مدلها مقدار به دست آمده برای ضریب انتقال حرارت هدایت تقریبا مستقل از تغییرات دما است اما قطر متوسط حفره ها عامل مؤثری است. با افزایش ضریب انتقال حرارت هدایت مقادیر مشخصه مشعل متخلخل به سمت مقادیر تجربی میل کرده اند.
ضرایب انتقال حرارت تشعشعی تاثیر کمی بر مشخصه های عملکردی مشعل متخلخل نشان می دهند.

نیاز روزافزون به سطوح پرداخت شده دقیق و ناتوانی روش های سنتی- به دلیل شکل و هندسه خاص قطعه و عدم امکان دسترسی به سطح موردنظر، در بسیاری از موارد - باعث شده است تا روش های جدیدی برای این کار ابداع شوند. یکی از این روش ها پرداخت با استفاده از ابزار ساینده ای است که در میدان مغناطیسی حرکت می کند. طبیعتا یکی از خواص سطوحی که پرداخت می شوند صافی سطح آنها است، که در این تحقیق بررسی شده است. در این آزمایشها برخی عوامل مؤثر بر صافی سطح مانند مقدار ساینده، زمان ماشینکاری، سرعت برشی، شدت میدان مغناطیسی و تاثیر آنها بر صافی سطح بررسی شده است. براساس نتایج به دست آمده در بهترین شرایط با ساز و کار طراحی شده با استفاده از آهنربای دایمی با چگالی شار مغناطیسی T1 و gr8 پودر ایلمنیت با مش 150 با سرعت دورانی RPM750 و 30 تا 40 دقیقه انجام فرایند، زبری سطح از μm Ra2 به حدود μm Ra45/0 رسید.

در این تحقیق پس از مرور مشخصات فولاد زنگ نزن نوع 304AISI و فرایند جوشکاری میکروپلاسما و پارامترهای مؤثر بر آن (جریان، ولتاژ، سرعت جوشکاری، میزان دبی گازهای پلاسما و محافظ) مقادیر بهینه این پارامترها تعیین شده است. آزمایشهای انجام شده عبارت است از: کشش، خمش، سختی سنجی، آزمایش ترک یابی با مواد نفوذ کننده، متالوگرافی و انحلال محلولی برای برطرف کردن کاربید کروم در ناحیه جوش و مجاور آن. به منظور جوشکاری میکروپلاسما برای ورق فولاد زنگ نزن 304AISI، به ضخامت mm5/0 از دستگاه جوش GTA A300 استفاده شده است. به دلیل اختلاف بین مشعل استاندارد دستگاه GTA موجود با مشعل مورد نیاز برای جوش میکروپلاسما، مشعل مخصوصی برای جوشکاری میکروپلاسما طراحی و ساخته شد. به کمک این مشعل 45 نمونه جوشکاری شده، بررسی شد. براساس نتایج آزمایشها ملاحظه شد که برای جوشکاری ورق موردنظر، حداقل حرارت ورودی برای نفوذ کامل جوش J/mm 17 بوده و بهترین شدت جریان A4 و سرعت مناسب cm/min25 است. همچنین مشاهده شد که درصورت تنظیم مناسب کمیتهای جوشکاری میکروپلاسما و استفاده از قید و بند مناسب، استحکام کششی جوش تقریبا با نمونه جوشکاری نشده برابری می کند.

هدف این مقاله، مطالعه تئوری، عددی و تجربی فرایند هیدروفرمینگ لوله به منظور تخمین پارامترهای حاکم بر فرایند، مانند فشار داخلی و نیروی محوری است. با تعیین مقادیر اولیه این پارامترها، داده های ورودی برای تحلیل به روش اجزای محدود صریح استخراج شده و تحلیل عددی فرایند برای بهینه سازی مسیرهای بارگذاری فشار و نیروی محوری در دو حالت اعمال فشار و نیروی محوری، به صورت خطی و غیرخطی به کمک نرم افزار LS-Dyna مطالعه شده است. شبیه سازی فرایند با استفاده از سه مدل با شرایط مرزی متفاوت و شرایط روانکاری مختلف انجام شده و نتایج حاصل با انجام آزمایشهایی مورد مقایسه و بحث قرار گرفته است.

در این تحقیق با ارائه مدلی تحلیلی مشابه مدل فرایند فروکشی توخالی بدون اصطکاک لوله، توزیع ضخامت جداره مخروط حاصل از فرایند شکلدهی انفجاری به دست می آید. نتایج تجربی شکلدهی انفجاری نشان می دهند که ضخامت جداره مخروط حاصل، توزیع متغیری دارد، اما بیشتر مدلهای نظری ارائه شده برای تحلیل این فرایند، پدیده مزبور را مورد ملاحظه قرار نداده اند. در این تحقیق پس از به دست آمدن توزیع ضخامت، با فرض توزیع خطی کرنش محیطی، توزیع مؤلفه های کرنش به دست می آیند. سپس با فرض عدم کرنش سختی ماده و با درنظر گرفتن اثر نرخ کرنش، کار تغییر شکل محاسبه می شود. در مرحله بعدی مقدار ایمپالس منتقل شده به ورق ناشی از انفجار خرج محاسبه و سپس سرعت ورق و در نتیجه انرژی دریافت شده توسط ورق محاسبه می شود. سرانجام با بدون اصطکاک فرض کردن فرایند شکلدهی، از تساوی انرژی دریافتی ورق و کار تغییر شکل، رابطه ای برای براورد مقدار ماده منفجره مورد نیاز ارائه می شود. نتایج تحلیلی حاصل از این مدل با نتایج تجربی مقایسه می شود.

در این تحقیق چگونگی تاثیر مواد پر کننده تالک با اندازه ذرات 10 میکرون بر شرایط ابعادی و همچنین خواص مکانیکی کامپوزیت های قالبگیری شده از پلی پروپیلن با ترکیبهای 10 تا 30 درصد وزنی از ذرات افزودنی تالک بررسی شد. با افزودن ذرات معدنی به مواد اولیه پلیمری می توان خواص محصولات قالبگیری شده را تنظیم کرد. پلی پروپیلن به عنوان پلیمری با ساختار بلوری دارای انقباض غیر ایزوتروپیک در جهتهای امتداد و در عرض جریان مذاب در قالب است. با افزودن ذرات تالک، این امکان ایجاد شد که در کامپوزیت پلی پروپیلن - تالک بتوان به یک انقباض یکنواخت دست یافت. شکل غیر ایزوتروپیک و ورقه ای تالک عامل بسیار مؤثری در تعیین خواص محصول کامپوزیت ایفا کرد. نتایج حاصل از آزمایشها نشان داد که حداکثر استحکام خمشی با افزودن 10 درصد تالک، حداکثر مقاومت به ضربه با افزودن 20 درصد تالک و انقباض ایزوتروپیک با افزودن 30 درصد تالک حاصل می شود. با افزودن 10 درصد تالک، حد تنش تسلیم تقریبا ثابت ماند اما پدیده کشش سرد به طور قابل ملاحظه ای به تاخیر افتاد.

در این مقاله الگوریتمی برای اصلاح رفتار ارتعاشی صفحات هوشمند (ورق فولادی با عملگرها و سنسورهای پیزوالکتریک که به طور متقارن در دو طرف ورق قرار گرفته اند) بر پایه مساله مقادیر ویژه معکوس ارائه شده است. این روش که از تقریب مرتبه اول بسط تیلور استفاده می کند، توسط متغیرهای مربوط به ماتریس سختی و جرم در فرمولبندی المان محدود بیان می شود. که اختلاف پتانسیل الکتریکی نیز به عنوان بردار ویژه در نظر گرفته شده است. بنابراین مدل عددی مساله براساس تئوری ورقهای کریشهف به دست آمد و با استفاده از اصل همیلتون و روش تغییرات ماتریسهای سختی و جرم المان ورق کامپوزیتی، با لایه های پیزوالکتریک به دست آمد. تحلیل حساسیت اولیه ای به منظور یافتن بهترین مکان برای قرار گرفتن عملگرها و سنسورهای پیزو انجام شد. سپس از طریق الگوریتم ارائه شده مقدار تغییر لازم در پارامترهای طراحی به منظور دستیابی به فرکانس طبیعی دلخواه، محاسبه شد. استفاده از ماتریسهای سختی و جرم المان و عدم وجود تکرار در تحلیل از نکات حائز اهمیت در این الگوریتم است. در نهایت کارایی روش ارائه شده برای صفحه هوشمند، نشان داده شده و جوابهای حاصل با نتایج نرم افزار آباکس1 مقایسه شده است.

مقره های چینی الکتریکی که از بهترین مقره های به کار رفته در خطوط انتقال و توزیع هستند، خواص مکانیکی و الکتریکی مطلوبی را نشان می دهند. از جمله خواص مهم این مقره ها مقاومت در برابر پیرشدگی و حفظ خواص به مدت طولانی است. بیشتر مقره های چینی الکتریکی، از مواد پلاستیکی، مواد پرکننده و مواد دیرگداز تشکیل شده اند.
از آنجاکه مواد پرکننده مورد مصرف در بدنه مقره ها نقش مهمی در ایجاد خواص مکانیکی و الکتریکی بازی می کنند، در این تحقیق، برای افزایش خواص مقره های پرسلانی، بهینه سازی ترکیب مواد پرکننده بدنه مقره پرسلانی مطالعه شده است. برای این منظور درصد آلومینا و سیلیس از 30-0% تغییر داده شده و اثر آن بر خواص مکانیکی و الکتریکی نمونه های ساخته شده مطالعه شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش درصد آلومینا، استحکام مکانیکی قطعات تا MPa 8/105 افزایش می یابد، همچنین با افزایش درصد آلومینا، میزان تخلخل 22% کاهش می یابد. همچنین مقاومت الکتریکی و ضریب تلفات عایقی نمونه ها با افزایش درصد آلومینا افزایش می یابد.

پسته های با عیوب ظاهری پوست و مغز، علاوه بر کاهش تمایل خرید مصرف کننده، محیط مناسبی برای رشد لارو حشره ها و قارچهای مولد آفلاتوکسین1 هستند. این عیوب شامل پوسته سبز باقیمانده، لکه های روغنی و لکه های تیره رنگ روی پوسته و نیز سوراخ شدن یا شکسته شدن مغزی شود.
دستگاه درجه بندی2 پسته به منظور تفکیک پسته های معیوب از سالم نمونه سازی شده است. این دستگاه شامل اجزای مکانیکی، الکترونیکی و نرم افزاری است که توانایی جداسازی پسته های دهان بسته و پسته های با لکه های تیره رنگ روی پوسته را دارد.
در حال حاضر نمونه آزمایشی ساخته شده می تواند پسته های دهان بسته را بدون خطا و پسته های با لکه های تیره رنگ پوسته را با 5 درصد خطا، از پسته های سالم جداسازی کند. سرعت و دقت این دستگاه به راحتی قابل افزایش است و تشخیص سایر عیوب ظاهری پسته به وسیله آن در آینده میسر خواهد شد.

محاسبه سرعت حد بدون مانع برای ذرات در مدلسازی بسیاری از فرایندهای کانه آرایی اهمیت دارد. بنیادیترین معادله موجود در این زمینه، دو معادله استوکس و نیوتن است که اولی فقط در شرایط کاملا آرام (2/0Re<) و دومی فقط در شرایط کاملا مغشوش (500

کلیدواژگان: سرعت حد، سیالات نیوتنی، معادله هذلولی گون، کانه آرایی

در این مقاله روشی تحلیلی برای پیش بینی انقباض ترموپلاستیکهای بی شکل، تحت اثر قیود قالب در فرایند قالبگیری تزریقی ارائه شده است. به دلیل خواص ویسکوالاستیکی مواد پلیمری، وجود قیود در قالب، اثر قابل ملاحظه ای بر ابعاد نهایی قطعات تزریقی دارد به طوری که با تغییر زمان سرد شدن قطعه در قالب، ابعاد نهایی قطعه کار نیز متفاوت خواهد بود. این اثر اگر چه شناخته شده، اما تحقیقات محدودی در این زمینه گزارش شده است. در این پژوهش، صحت روش تحلیلی ارائه شده، برای قطعه ای مستطیل شکل با ضخامت کم شامل دو سوراخ (به عنوان قید) به صورت تجربی ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که بین انقباض پیش بینی شده و نتایج تجربی، به ویژه در زمانهای سرد شدن طولانی، تطابق خوبی وجود دارد، ضمن اینکه می توان گفت ثابت زمانی استراحت در مواد ویسکوالاستیک، بیشترین اثر را بر انقباض نهایی قطعات دارد.