فهرست مطالب

مهندسی مکانیک - پیاپی 112 (فروردین و اردیبهشت 1396)

مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 112 (فروردین و اردیبهشت 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/02/25
  • تعداد عناوین: 11
|
  • محمدرضا مقومی، امین کلاه دوز* صفحات 5-12
    سیستم سکان، مسئولیت مهمی در هدایت و کنترل شناورها و کشتی ها برعهده دارد. این امر در زمان دور زدن یا انحراف شناور می تواند حساسیت بیشتری در زمان طراحی داشته باشد. با توجه به پیشرفت چشمگیری که در حوزه معماری کشتی و دانش سیالات به وجود آمده، این مهم در دو بخش قابل تامل است: طراحی هیدرودینامیکی بال (تیغه) سکان و طراحی سیستم فرمان و تجهیزات انتقال دستور به مکانیزم بال شناور. در این مقاله، که به صورت عملی و آزمایشگاهی روی شناور 800 تنی اجرا شده است، از هیدروموتور پیستونی در محل سکان شناور استفاده و نتایج حاصل تحلیل شده است. نتایج نشان دهنده این است که با نصب پمپ روتوری هیدروموتور روی سکان، کنترل تیغه شناور برای فرمان دادن از توان 6/165 تا 13800 کیلووات قابل اعمال است که بیانگر محدوده وسیعی از اعمال نیرو بر تیغه سکان است.
    کلیدواژگان: شناورهای دریایی، سکان شناور، هیدروموتور پیستونی، بهبود سکان
  • حسین محمدطاهری*، شریف قریب، جواد زارع صفحات 13-22
    با توجه به پیشرفت های اخیر صنعت ریلی و گسترش استفاده از حمل ونقل ریلی در مسافت های کوتاه، بررسی قطارهای DMU (واحد چندگانه دیزل) و اطلاع از سیستم های مختلف تولید توان و انتقال آن در این قطارها ضروری می‏باشد. در پژوهش حاضر، انواع قطارهای DMU، برمبنای سیستم انتقال قدرت کوپل شده با موتور، تقسیم بندی و بررسی شده، مزایا و معایب هر یک تشریح شده است. مقایسه سیستم های دیزل الکتریک، دیزل مکانیک، دیزل هیدرولیک و دیزل هیدرومکانیک، به عنوان چهار دسته کلی نحوه کوپلینگ سیستم انتقال قدرت با موتور نشان می دهد که صرفه‏جویی بیشتر در مقدار مصرف انرژی سیستم دیزل مکانیک و دیزل هیدرومکانیک نسبت به دیزل هیدرولیک و دیزل الکتریک ناشی از بهره‏وری بالاتر و کاهش تلفات در سیستم انتقال قدرت آنهاست. همچنین، از بعد اقتصادی هزینه های ثابت سیستم دیزل مکانیک 33 درصد سیستم دیزل هیدرولیک و هزینه چرخه عمر در دیزل مکانیک کمتر یا برابر با دیزل هیدرولیک است. نهایتا می توان جمع بندی نمود که سیستم‏های دیزل مکانیک و دیزل هیدرومکانیک از کارایی بیشتری نسبت به دو سیستم مورد مقایسه دیگر برخوردارند.
    کلیدواژگان: سیستم انتقال قدرت DMU، دیزل الکتریک، دیزل مکانیک، دیزل هیدرولیک، دیزل هیدرومکانیک
  • مهدی خدایی، مینا سعیدی حیدری*، محمد هفتنی، حمیدرضا بهاروندی، ناصر احسانی صفحات 23-30
    کاربید سیلیسیم نانوساختار به علت خاصیت فوق پلاستیکی دما بالا و سختی و استحکام مناسب کاربردهای گسترده ای در صنایع گوناگون دارد. وجود پیوند کووالانسی بین اتم های سیلیسیم و کربن و ضریب نفوذ در خود پایین این ماده سبب شده است تا سینتر این سرامیک نیازمند دما و فشار بالا باشد. استفاده از کمک سینترها به عنوان راه کاری مناسب برای کاهش دما و فشار مورد استفاده در سینتر کاربید سیلیسیم مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است. در بین افزودنی های مختلف، استفاده از AYC (Al2O3–Y2O3–CaO) با تشکیل فاز مایع سبب کاهش دمای سینتر و بهبود سینترپذیری کاربید سیلیسیم شده و از این طریق افزایش خواص مکانیکی قطعات را به همراه دارد. تاکنون روش های متنوعی برای افزودن AYC به نمونه های کاربید سیلیسیم مورد استفاده قرار گرفته است که در بین آنها روش پرس داغ با اعمال همزمان دما و فشار بازده مناسبی داشته است. لذا در این مقاله سعی شده است تا چگونگی ساخت نانوکامپوزیت های SiC-AYC به روش پرس داغ مورد بررسی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: کاربید سیلیسیم، نانو کامپوزیت SiC-AYC، پرس داغ، سینترپذیری و خواص
  • مهدی هاشمی، محسن اصغری* صفحات 31-38
    در این مقاله مشخصات ارتعاشاتی موتورهای توربین گازی میکروالکترومکانیکی که روی یاتاقان های لغزشی سرعت بالای گازی قرار گرفته است، به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. برای لحاظ نمودن آثار مربوط به کوچکی مقیاس میکروموتور، از مدل جف کات توسعه یافته براساس تئوری تنش کوپلی استفاده شده است. بدین صورت که ضریب فنریت میکروشفت براساس تئوری مذکور تعیین و با ضرایب فنریت و میرایی یاتاقان سرعت بالای گازی ترکیب شده است. سپس با نوشتن معادلات حرکت میکروموتور و حل آنها بعد از بی بعد سازی، عباراتی برای فرکانس تشدید، سرعت در آستانه ناپایداری میکروسیستم در حین لنگ زنی و پاسخ آن در اثر وجود نامیزانی در دیسک استخراج شده است. نتایج حاصل از مثال عددی در قالب نمودارهای تغییرات، مبین تاثیر بسزای پارامترهای مختلف از جمله پارامتر بی بعد شده مقیاس طولی و خواص فیزیکی یاتاقان بر مشخصات ارتعاشاتی میکروموتور شامل فرکانس تشدید، سرعت در آستانه ناپایداری و سرعت بحرانی می باشد.
    کلیدواژگان: میکروموتور توربین گازی، تئوری محیط پیوسته غیرکلاسیک، تئوری تنش کوپلی، مدل جف کات، مشخصات ارتعاشاتی
  • علیرضا توکلی طرقی*، علیرضا عرب اسدی، عباس مغنی زاده صفحات 39-47
    معمولا برای افزایش کیفیت قطعات پیشنهاد می شود خواص فیزیکی آنها، همچون استحکام کششی، چقرمگی، سختی و جز این ها، در حین فرایند تولید یا پس از آن ارزیابی شود. این در حالی است که اندازه گیری های مخرب در غالب موارد پرهزینه اند؛ بنابراین استفاده از روش های غیرمخرب برای ارزیابی خواص فیزیکی مواد، خصوصا در خطوط تولید، امری منطقی به نظر می رسد. سختی مواد از جمله پارامترهایی است که به کمک آن می توان ریزساختار ماده همچون اندازه دانه، نوع و مقدار فاز و پارامترهای دیگر را در حین تولید حدس زد. در این مقاله سعی شده است با استفاده از روش های هوش مصنوعی، سختی قطعات با استفاده از امواج فراصوتی تخمین زده و پیش بینی شود. برای این منظور از نمونه های فولاد ضد زنگ سی. 304[i]، که با تغییر دما و زمان عملیات آنیل ریزساختار متفاوتی پیدا کرده، استفاده شده است. این مقاله درپی مدلی مطلوب برای تخمین سختی و استهلاک است. روش مورد استفاده در این پژوهش شبکه عصبی است. شبکه عصبی مورد نظر با استفاده از الگوریتم تکاملی فاخته بهبود بهبود یافته و ترکیب شده است. نتایج مدل ترکیبی ارائه شده rmse=0.1523 و r2=0.98 است. نتایج مدل مذکور نشان دهنده مناسب بودن آن برای تخمین و پیش بینی کیفیت قطعات می باشد.
    کلیدواژگان: تخمین کیفیت، الگوریتم تکاملی، الگوریتم فاخته، شبکه عصبی، هوش مصنوعی
  • محمدرضا درمیانی*، حسین امیرآبادی صفحات 48-56
    ساچمه های سرامیکی از جمله قطعاتی هستند که امروزه به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه خود مورد توجه صنعت قرار گرفته اند. این گونه از ساچمه ها به طور گسترده در یاتاقان های ساچمه ای و شرایط دمایی و نیرویی بالا، سرعت زیاد و محیط های خشن به کار می روند. ساچمه های سرامیکی به روش متالورژی پودر تولید می شوند و در نهایت توسط فرایندهای سنگ زنی، لپن کاری و پولیش کاری به صافی سطح، گردی و قطر دلخواه می رسند. سختی و مقاومت به سایش بالای سرامیک ها سبب شده است که هرگونه عملیات براده برداری را با مشکلات متعددی مواجه کند. به همین دلیل انتخاب فرایندی بهینه برای پرداخت کاری سرامیک ها حائز اهمیت است. در این مقاله، پس از بررسی سازوکارهای مختلف پرداخت کاری ساچمه های سرامیکی، مکانیزم لپن کاری غیرهم مرکز شیار V شکل انتخاب شده است و تمامی پارامترهای اثرگذار بر فرایند مورد بررسی قرار گرفته است. قابلیت لپن کاری و پولیش کاری ساچمه ها از ویژگی های این مکانیزم می باشد که با تغییر در اندازه نیروی فرایند، ذرات ساینده و سرعت دوران صفحات لپ می توان به آن دست یافت.
    کلیدواژگان: پرداخت کاری، ساچمه های سرامیکی، لپن کاری، شیار V شکل
  • سبحان اسماعیلی*، ساره اسماعیلی صفحات 57-67
    در این تحقیق خصوصیات جذب انرژی و رفتار لهیدگی سازه های تیوبی تک و چندجداره ای اس - ریل[i] با سه سطح مقطع مثلثی، مربعی و شش ضلعی تحت بارگذاری دینامیکی - محوری مورد تحلیل قرار گرفته است. گام اول صحت سنجی درست نتایج شبیه سازی اجزای محدود صورت پذیرفته در نرم افزار ال. اس. داینا در مقایسه با نتایج به دست آمده از آزمایشات تجربی روی تیوب ساده مربعی و تیوب چندجداره ای دایروی بوده است. جنس سازه های در نظر گرفته شده در این تحقیق و نمونه های آزمایشگاهی از آلومینیوم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا می باشد. سه شاخص جذب انرژی[ii]، بیشینه نیروی لهیدگی[iii] و ضریب بازدهی نیروی لهیدگی[iv] در عملکرد فروریزش سازه ها مطرح می شوند. گام دوم به کارگیری روش رتبه بندی کپراس جهت پیداکردن بهترین سازه از منظر جذب انرژی است. نتایج نشان می دهد که با افزایش تعداد اضلاع و کنج های سطح مقطع تماسی میزان عملکرد جذب انرژی افزایش می یابد. در انتها، با استفاده از روش رویه پاسخ[v] و طراحی آزمایشات[vi] به بهینه سازی و بررسی آثار پارامترهای طراحی همچون ضخامت و فاصله انحرافی بر عملکرد جذب انرژی سازه بهینه پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: سازه های اس، ریل، جذب انرژی، بارگذاری دینامیکی، روش تصمیم گیری چندمعیاره کپراس، طراحی آزمایشات
  • محمد خوران، خلیل خلیلی*، حسین امیرآبادی صفحات 68-78
    روش های نمونه سازی سریع به عنوان گروهی از فرایندهای تولید، عضو روش های مهم ساخت نمونه اولیه و گاه قطعه نهایی محسوب می شوند که مطالعه آنها با توجه به ماهیت هر یک از فرایندها امری ضروری به نظر می رسد. تمام فرایندهای نمونه سازی سریع بر پایه ایجاد مدل اولیه و برش زنی آن استوار است. برش زنی یا مستقیما از مدل CAD صورت می گیرد و یا به فایل STL تبدیل شده و برش زنی انجام می شود. الگوریتم های برش زنی تاثیر مستقیمی بر هزینه و کیفیت قطعه تولیدی دارند؛ به گونه ای که با افزایش ضخامت لایه ها زمان تولید قطعات و هزینه آن کم می شود؛ از سوی دیگر، کیفیت قطعه تولیدی نیز کاسته خواهد شد. به این دلیل پژوهشگران این حوزه را بر آن داشته تا الگوریتم های متنوعی را برای برش قطعه نمونه‍ سازی سریع گسترش دهند. در این مقاله به بررسی اثر روش های مختلف برش زنی قطعات (الگوریتم های برش زنی مدل CAD) پرداخته شده و مورد تحلیل و کنکاش قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: نمونه سازی سریع، الگوریتم برش زنی قطعات، مدل موزاییکی، روش ساخت افزایشی
  • محمد صادق سلطانی*، علیرضا ستوده، نوید سخندانی صفحات 79-87
    یکی از علوم جدید و پرکاربرد در دنیای امروز، که روزبه روز در حال گسترش است، دانش و فناوری کامپوزیت هاست. بر این اساس، طراحی و شیوه ساخت کامپوزیت ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه از روش های مختلفی جهت ساخت کامپوزیت ها استفاده می شود. یکی از روش های ساخت کامپوزیت های پلیمری[i] که طی دو دهه گذشته مورد توجه صنعتگران و محققان قرار گرفته است، ساخت کامپوزیت به روش تزریق در خلا[ii] می باشد. روش تزریق در خلا به عنوان روشی جهت ساخت کامپوزیت با ابعاد بزرگ و کیفیت بالا شناخته می شود. در این مقاله نخست مراحل ساخت، مزایا و معایب روش ساخت کامپوزیت به روش تزریق در خلا بیان می شود و پس از آن نقص ها و چالش های این روش مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها تاثیر میزان فشار، دما و پیشرفت های اخیر در این حوزه تشریح می گردد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، کامپوزیت الیافی، روش های ساخت کامپوزیت، روش تزریق در خلا
  • حسین قشلاقی قدیم*، علی دنیوی صفحات 88-100
    در این پژوهش، از نوعی پمپ سرنگی جهت بررسی تاثیر خواص فیزیکی نخ ریس دستگاه و خواص فیزیکی فرایند تر ریسی روی خواص ساختاری الیاف پلی اتر سولفون استفاده شده است. با استفاده از روش ریسندگی تر و فرایند جدایی فازی، الیاف پلیمری توپر بر پایه طراحی آزمایش ها به روش سطح پاسخ، طرح مرکب مرکزی برای ساخت یک مدل آماری جهت پیش بینی دقیق استحکام کششی نسبت بهینه قطر الیاف به قطر نخ ریس ( / =1) تولید شد. الیاف پلیمری تولیدشده به عنوان جاذب در جذب اتمی استفاده شده است. یکی از اهداف این پژوهش بررسی تاثیر پارامترهای سرعت ریسندگی، نسبت طول به قطر نخ ریس، قطر نخ ریس و درصد وزنی پلیمر بر خواص مکانیکی و ساختاری نمونه هاست. برای بررسی خواص ساختاری، نمونه ها تحت آزمایش دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی قرار گرفتند؛ تصاویر مربوط به این آزمون نشان داد که ساختار میکروسلولی بسیار مناسبی حاصل شده است. با استفاده از تحلیل واریانس داده ها مشخص شد پارامترهای فیزیکی نخ ریس بیشترین اثر را در بهبود خواص الیاف تولیدشده دارند. نتایج تحلیل واریانس داده ها نشان داد که نسبت طول به قطر نخ ریس و قطر نخ ریس با بیشترین تاثیرگذاری به ترتیب روی داده های استحکام کششی و نسبت بهینه قطر الیاف به قطر نخ ریس، موثرتر از شرایط فرایندی می باشد. نهایتا برای حداکثر کردن مقدار استحکام کششی و مقدار بهینه نسبت قطر الیاف به قطر نخ ریس، بهینه سازی به روش تابع مطلوبیت انجام و با نتایج تجربی فرایند ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که مدل های رویه پاسخ به دست آمده از کفایت خوبی جهت پیش بینی مقادیر متغیرهای پاسخ برخوردارند.
    کلیدواژگان: الیاف پلیمری، نخ ریس، پمپ سرنگی، تر ریسی، روش سطح پاسخ
  • محمد اسدزاده صفحات 101-103