فهرست مطالب

مهندسی مکانیک ایران - سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1395)

نشریه مهندسی مکانیک ایران
سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • دستورالعمل تهیه مقاله «آماده برای چاپ» برای انتشار درنشریه پژوهشی انجمن مهندسان مکانیک ایران
    صفحات 1-5
  • صدرا پورطاهری، علی رحمانی هنزکی صفحات 6-21
    اهمیت روزافزون نیاز به انرژی الکتریسیته و همچنین نیاز به داشتن محیطی سالم و بدون آلودگی محققان را بر آن داشته تا همواره به جای استفاده از منابع فسیلی به سمت منابع تجدیدپذیر از قبیل انرژی های بادی، خورشیدی، زمین گرمایی و... رو آورند. اما هنوز تکنولوژی به کارگیری این دستگاه ها آنقدر پیشرفت نکرده است، که بتوان از هزینه های مربوط به راه اندازی و به کارگیری آنها، در مقابل انرژی تولیدی صرفنظر کرد. در راستای یافتن و تکمیل روش های جدید استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، این مقاله به بررسی یک ژنراتور جدید به نام کایت مولد پرداخته است. این ایده اولین بار در شهر تورینو ایتالیا مطرح شد و هم اکنون در نقاط مختلف جهان در حال مطالعه و ارتقاء میباشد. یکی از مسائل مهم جهت تولید حداکثر انرژی در یک کایت مولد مشخص، نیاز به کنترل مسیر صحیح است، این مقاله به طراحی یک کنترل فیدبک با بردن مقادیر ویژه در مکان مناسب و صفر کردن خطای حالت ماندگار می پردازد.
    کلیدواژگان: انرژی بادی، مدلسازی ریاضی، دینامیک، کنترلپذیری، مشاهده پذیری، پایدارپذیری
  • سجاد صادقیان بافقی، محسن فتحی، ناصر رهبر صفحات 22-40
    در این مقاله به منظور کنترل زاویه فراز یک ماهواره بر انعطاف پذیر، روش کنترل مدل پیش بین که مبتنی بر شبکه عصبی است، ارائه میشود. بدین منظور ابتدا معادلات حرکت ماهوارهبر با در نظر گرفتن اثرات انعطاف پذیری در صفحه فراز بدست میآید. اثرات آیروالاستیسیته با اضافه کردن ترم های الاستیک سازه به معادلات حالت کنترل، در نظر گرفته می شود و مدلسازی سیستم ماهوارهبر تکمیل می گردد. برای سامانه کنترل ماهوارهبر کنترل کننده مدل پیشبین که مبتنی بر شبکه عصبی است، انتخاب شده است. مفاهیم اصلی این روش کنترلی ارائه می شود و استفاده از شبکه عصبی در این کنترل کننده تبیین میشود. نمایش پیادهسازی این روش در محیط سیمولینک برای کنترل یک ماهوارهبر انعطاف پذیر هدف اصلی این مقاله است، که طی آن توانایی شبکه عصبی در کنترل مدل غیرخطی و انعطاف پذیر ماهوارهبر نشان داده میشود.
    کلیدواژگان: ماهواره بر انعطاف پذیر_ اندرکنش سازه و کنترل، کنترل مدل پیش بین، کنترل زاویه فراز، شبکه عصبی
  • موسی رضایی، مسعود مینایی صفحات 41-60
    ارتعاشات آزاد با دامنه بزرگ تیر اولر- برنولی با تکیه گاه های نامتحرک واقع بر بستر الاستیک غیرخطی و تحت بارهای حرارتی بررسی شده است. با استفاده از اصل همیلتون، معادله حاکم بر سیستم استخراج میشود. با اعمال روش گالرکین، معادله دیفرانسیل غیرخطی معمولی سیستم به دست آمده و به دلیل بزرگ بودن ضریب جمله غیرخطی، روش حل ترکیبی اغتشاشات و هوموتوپی اعمال شده و دقت روش مذکور نیز مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور صحت سنجی، نتایج به دست آمده از حل حاضر با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. تاثیر ضرایب سفتی بستر، اثر بارهای حرارتی و نیز تاثیر مودهای ارتعاشی بر فرکانس غیرخطی و نسبت فرکانسی سیستم مورد تحلیل قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تیر اولر، برنولی، ارتعاشات با دامنه بزرگ، روش اغتشاشات هوموتوپی، بستر الاستیک غیرخطی، بار حرارتی
  • محسن بت شکنان دهکردی، یونس محمدی، کیوان حسینی صفری صفحات 61-90
    در این تحقیق، تحلیل فرکانسی یک ورق ساندویچی با رویه های چندلایه کامپوزیتی و هسته انعطاف پذیربرای شرایط مرزی مختلف تحت شرایط دماییبررسی شده است. بدین منظور اثرات حرارتی و خواص هسته وابسته به دما در نظر گرفته شده است. برای استخراج معادلات حرکت، یک فرمولاسیون المان محدود هیبریدی لایه گون- تکلایه با در نظر گرفتن اثرات حرارتی ارائه شده است که در آن تعداد مجهولات مستقل از تعداد لایه ها میباشد. این فرمولاسیون جدید در چهارچوب کاری فرمولاسیون واحد کررا (کوف) میباشد. در این تحقیق به منظور لحاظ کردن اثرات حرارتی، کرنشها به شکل غیرخطی در نظر گرفته شده اند. نتایج حاصل ازاین مدلسازی بانتایج موجودمقایسه شده که نشان دهنده دقت بالاو حجم محاسباتی کم این مدل است. نتایج نشان میدهد که با افزایش دما فرکانسهای سازه به دلیل کاهش خواص هسته به شکل چشمگیری کاهش مییابند.
    کلیدواژگان: ورق ساندویچی، خواص وابسته به دما، تحلیل فرکانسی، فرمولاسیون هیبریدی لایه گون، تک لایه
  • رضا رجبیه فرد، ابوالفضل درویزه، منصور درویزه، رضا انصاری، حامد صادقی صفحات 91-114
    تاثیر مدول کرنش سختی بر کمانش دینامیکی پوسته های استوانه ای دایروی از جنسهای فولاد و آلومینیوم، تحت ضربه محوری در حالت متقارن مورد بررسی قرار گرفته است، بدین منظور معادلات غیر خطی پوسته استوانهای با استفاده از روش تفاضل محدود با مدولهای کرنش سختی یک خطی مختلف برای پوسته های استوانه ای از جنس آلومینیوم و مدولهای کرنش سختی یک خطی و چند خطی مختلف برای پوسته های استوانهای از جنس فولاد برای سه حالت از شرایط مرزی و دو نوع بارگذاری حل شده اند. نتایج حاکی از آن است که برای پوسته های استوانه ای ساخته شده از مواد آلومینیوم و فولاد تحت شرایط بررسی شده تغییر مدول کرنش سختی باعث انتقال شکل کمانش پوسته های استوانهای از پلاستیک دینامیکی به پیشرونده دینامیکی میگردد.
    کلیدواژگان: پوسته های استوانه ای، ضربه محوری، کمانش پلاستیک، کمانش پیشرونده
|
  • Sadra Pourtaheri, Ali Rahmani Hanzaki Pages 6-21
    The increasing importance of the need for electricity and the need to have a healthy and pollution-free environment have prompted researchers to constantly track renewable sources of energy such as wind, solar, geothermal and so on instead of fossil fuels. But technology is not advanced enough yet to utilize them, and the costs associated with setting up and implementing them is not reasonable. In order to find and complement new methods to employ renewable energy, this paper investigates a new generator, i.e., Kite-Gen. The idea first explored in Torino, Italy, and is now being studied around the world. One of the most important factors to produce the maximum energy in a specific Kite-Gen, is to control its direction in a correct way. The purpose of this paper is to find a feedback control and to obtain proper eigenvalues for zero steady-state error.
    Keywords: Wind Energy, Mathematical molding, Dynamics, Control
  • Sajad Sadeghian Bafghi, Mohsen Fathi, Naser Rahbar Pages 22-40
    In this paper, we investigate the problem of model predictive control of pitch angle of a flexible launch vehicle using neural networks. We simulate motion of launch vehicle on the pitch plane by considering effects of flexibility. Aeroelstic effects are also modeled by adding elastic terms of the structure to state space control equations which completes the vehicle model. To control the vehicle, we use a model predictive controller which is based on a neural network. Basic notions of this controlling approach are presented and we explain how a neural network can be used for this purpose. Experimental results on synthetic data in Simulink environment demonstrates our approach is useful and effective and neural networks can be used to control a vehicle in a nonlinear, adaptive control setting.
    Keywords: flexible launch vehicle, model predictive control, Control of pitch angle, neural networks
  • Mousa Rezaee, Masoud Minaei Pages 41-60
    The large amplitude free vibration behaviour of an Euler-Bernoulli beam with immovable ends subjected to the thermal loads is investigated. Applying the Hamilton’s principle, the beam governing equation of motion is derived. By implementing the Galerkin’s method, the ordinary nonlinear differential equation is derived and because of the large coefficient of the nonlinear term, the Homotopy Perturbation Method (HPM) is used to solve the governing nonlinear equation and the accuracy of the mentioned method is investigated. The results are validated by comparing them with those available in the literature. Moreover, the effects of the system parameters including foundation coefficients, thermal load and vibrational modes on the system nonlinear vibration behaviour are investigated.
    Keywords: Euler, Bernoulli beam, Large amplitude vibration, Homotopy Perturbation Method, Nonlinear elastic foundation, Thermal load
  • Mohsen Botshekanan Dehkordi, Younes Mohmmadi, Keyvan Hosseini Safari Pages 61-90
    In this study a frequency analysis of a sandwich plate with multilayered composite face-sheets and flexible core under thermal conditions is investigated for different boundary conditions. In this regard, thermal effects and temperature dependent properties of the core are considered. In this study, for driving the equations of motion, a hybrid LW/ESL finite element formulation, considering the thermal effects is proposed by which the number of unknowns is independent on the number of layers. This new formulation is in the framework of Carrera’s Unified Formulation (CUF). The CUF unify many theories in a unified form which can be differed by the order of expansion and definition of the variables in the thickness direction. In order to satisfy the interlaminar continuity of transverse stresses between the layers the Reissner Mixed Variational Theorem (RMVT) is employed. In this research for considering the thermal effects, the nonlinear strains are used. Results of this formulation are compared with available results which show the high accuracy with low computational cost of the proposed formulation. Results show that with increasing the temperature, the frequency of structure decreases significantly, due to the degradation of the properties of the core. In this study, some new results are presented for different thermal conditions and also different boundary conditions.
    Keywords: Sandwich plate, Temperature dependent properties, Frequency analysis, Hybrid layer wise, equivalent Single layer
  • Reza Rajabieh Fard, Abolfazl Darvizeh, Mansour Darvizeh, Reza Ansari, Hamed Sadeghi Pages 91-114
    The effect of strain hardening modulus on axisymmetric buckling of circular cylindrical shells made of aluminum and steel materials is investigated, so the nonlinear dynamic equations of cylindrical shells with different strain hardening modulus for cylindrical shells made of aluminum material and different linear and multi-linear strain hardening modulus for cylindrical shells made of steel material are solved for three types of boundary conditions and two types of loading. It is found that under investigated conditions, changing of strain hardening modulus for cylindrical shells made of aluminum and steel materials transmit the buckling shape from plastic buckling to progressive buckling.
    Keywords: Cylindrical shells, Axial impact, Plastic Buckling, Progressive buckling